Вода в бассейне достаточно быстро загрязняется, если её не чистить. И для начала важно определиться с основными загрязнителями воды в бассейне. Обычно, их принято делить на физические и биологические. Физические, в свою очередь, делятся на растворимые (пот, жир, моча, косметические средства) и нерастворимые (пух, грязь, песок, пыль, волосы). Биологические загрязнители включают в себя водоросли, бактерии и вирусы. С нерастворимыми загрязнениями призваны бороться системы фильтрации. Все остальные проблемы должна решать дезинфекция.
Средства для дезинфекции можно условно разделить на две категории:
1. Бытовая химия, которую добавляют в воду достигая тем самым дезинфицирующего действия.
2. Установки для дезинфекции, тем или иным образом воздействующие на воду.
В данной статье мы попытаемся в подробностях рассказать о первой категории: обеззараживающей химии для бассейна и устройствах для её дозирования и регуляции.
Самым распространенным дезинфицирующим веществом, является хлор. Использование хлора оправдано по ряду причин: он универсален, дешев, сравнительно безвреден и действует продолжительное время. Есть у него и недостатки: сильная зависимость от уровня pH и быстрое разложение под воздействием солнечного света. Однако, эти проблемы вполне разрешимы. Рассмотрим их более подробно.
Химические процессы в бассейне при дезинфекции
Вне зависимости от того, какой препарат на основе хлора применяется, дезинфицирующим веществом будет оставаться так называемая хлорноватистая кислота HOCl (или «свободный хлор»). В водных растворах, при определенных условиях, ей свойственно распадаться на ион водорода H+ и гипохлорит-анион ClO-. Данная реакция обратима, а кислотно-щелочной баланс среды соответственно влияет на баланс протекания реакции. Чем более среда кислая (то есть чем ниже уровень pH), тем больше концентрация хлорноватистой кислоты. Так при pH=5 содержание HOCl стремится к 100%, а вот при pH=8 её будет всего около 23%.
Хлорноватистая кислота, вступая в реакцию с веществами-загрязнителями, приводит к появлению «связанного хлора». Пока концентрация HOCl в воде достаточно велика, образуются моно- и дихлорамин, которые взаимодействуя друг с другом распадаются на безвредные вещества. Когда же хлорноватистой кислоты становится мало, хлорамины перестают распадаться. В реакции с HOCl дихлорамин становится трихлорамином, который и отвечает за воспаления кожи и глаз, а также пресловутый резкий «запах хлора».
Следовательно, при дезинфекции, концентрацию хлорноватистой кислоты в воде стоит поддерживать на высоком уровне, а значит, высокий уровень pH недопустим. С другой стороны, при низком уровне pH вода станет слишком агрессивной к купающимся и конструкциям самого бассейна. Так как pH человеческого тела приблизительно равен 7.4 — именно это значение принято считать идеальным для воды в бассейне. При этом допускаются колебания значения в интервале от 7.2 до 7.6. Так или иначе, уровень pH требуется регулировать, для чего применяются специальные препараты, как для его увеличения, так и уменьшения. Уменьшают его одними веществами (например, соляной кислотой), а увеличивают другими (например, гипохлоритом натрия).
Ещё одним немаловажным параметром воды является общая щелочность (ОЩ), определяющая количество щелочных агентов, нейтрализующих ионы H+ и, соответственно, регулирующих скорость изменения pH. При низкой ОЩ колебания кислотно-щелочного баланса будут происходить очень резко, что повысит шансы появления коррозии и негативно скажется на купающихся. При слишком высокой ОЩ уровень pH изменить будет и вовсе невозможно. Именно поэтому общую щелочность нужно поддерживать на определенном уровне, индивидуальном для каждого дезинфицирующего средства.
Под воздействием солнечных лучей хлор быстро распадается и единственным способом решить данную проблему является его стабилизация. Добавление в воду циануровой кислоты делает хлор устойчивым к воздействию ультрафиолета. Благодаря этому, производить дезинфекцию хлором можно в открытых бассейнах. Однако концентрация стабилизатора в воде не должна превышать 200 мг на литр, иначе произойдет так называемая суперстабилизация, что сильно отрицательно скажется на качестве воды в бассейне и её придется сливать, меняя на новую. Так или иначе, на рынке представлены чистящие средства как со стабилизированным хлором, так и нестабилизированным. Циануровую кислоту можно добавлять отдельно.
Формы выпуска
Существует несколько форм выпуска хлорсодержащих реагентов.
Газообразный хлор — устаревшая форма выпуска, которая, тем не менее, кое-где применяется по сей день. Чрезвычайно ядовит и опасен, на 100% состоит из свободного хлора. В частных бассейнах не используется.
Гипохлорит натрия — выпускается в форме раствора, на 10-15% состоящей из свободного хлора. Применяется в станциях автоматического дозирования. Обладает очень высоким pH (около 12). Основным недостатком является малый срок хранения.
Гипохлорит кальция — стабильный аналог гипохлорита натрия, выпускаемый в форме гранул или таблеток, которые помещаются в дозаторы, скиммеры или полуавтоматические хлораторы. Содержание свободного хлора доходит до 65%. Уровень pH колеблется в районе 11-12.
Хлор-изоцианураты — стабилизированный хлор в виде быстрорастворимых гранул ди-хлора (~55% свободного хлора) или медленнорастворимых таблеток три-хлора (~90% свободного хлора). Благодаря своей устойчивости к воздействию ультрафиолета, лучше всего подходят для использования в открытых бассейнах. В отличие от гипохлоритов обладают низким pH — около 3.
Кроме вышеозначенных хлорсодержащих дезинфицирующих средств, существует ряд средств с другими действующими веществами. Самой популярной альтернативой хлору считается активный кислород. В рекламе обычно упоминают его очевидные преимущества: отсутствие запаха хлора, меньшая зависимость от уровня pH, невосприимчивость к ультрафиолету. С другой стороны, для хлора эти проблемы разрешимы, а вот недостатки у активного кислорода тоже имеются и весьма существенные. Во-первых, активный кислород значительно более химически активен, чем хлор, а значит его время жизни в воде меньше. Во-вторых, об этом часто забывают упомянуть в рекламе, но химический класс опасности у активного кислорода выше, чем у хлора. Именно поэтому в промышленных масштабах его практически не применяют. Ну, и, пожалуй, главным недостатком средства можно считать то, что бактерии имеют свойство приспосабливаться к активному кислороду, а значит его дезинфицирующее действие со временем станет слабее. Выпускается активный кислород в виде порошка или гранул.
Простейшие устройства для добавления хлора
Пришло время обсудить все возможные способы добавления дезинфицирующей химии в воду. Речь в основном идет про хлор, однако принципиальных различий не будет и при использовании реагентов на основе активного кислорода.
В первую очередь нужно понимать, что реагент должен быть распределен в воде равномерно. В противном случае это приведет к повреждениям самого бассейна. Поэтому просто бросить таблетки хлора в воду не получится, так же как и влить раствор и размешать вручную.
Самым простым инструментом для добавления хлора в воду является дозатор. Данное устройство представляет собой поплавок, в который помещают сухой хлор. Так как через дозатор не проходит поток воды, говорить об идеальной равномерности распределения реагента по всему объему воды не приходится. Измерение и изменения уровня pH так же приходится осуществлять вручную.
Владельцы скиммерных бассейнов могут поступить проще, добившись лучших результатов. Хлорные таблетки достаточно положить в пресловутый скиммер, благодаря чему, в процессе циркуляции, реагент будет равномерно распределяться по всему объему воды.
Чуть более сложным инструментом можно назвать полуавтоматические хлораторы. Представляют собой они емкость, в которую засыпают сухой хлор. Емкость подключается к циркуляционному контуру бассейна, так что хлорирование происходит только во время включения насоса для бассейна. Различаются хлораторы объемом засыпки для реагента и методом подключения: в линию (непосредственно к трубе по которой ведется циркуляция) или на байпас (параллельно подключаемая обводная труба). Подключение на байпас лучше, чем в линию. Хлораторы позволяют точнее дозировать количество реагента, однако не избавляют владельца от необходимости следить за уровнем pH самостоятельно.
Наиболее удобным и технически продвинутыми устройствами для дезинфекции воды с помощью химических реагентов являются автоматические станции дозирования. На рассмотрении особенностей таких станций стоит остановиться подробнее.
Автоматические станции дозирования
Существует достаточно много разновидностей автоматических станций дозирования и следует разобраться, чем же они отличаются друг от друга.
В первую очередь, варьируется количество параметров, которые можно измерять и дозировать. За измерения отвечают датчики, а за дозирование — насосы.
Существует несколько разновидностей датчиков, измеряющих характеристики воды. Существуют датчики pH, концентрации хлора, окислительно-восстановительного потенциала Rx (по сути, та же концентрация, но измеряемая в милливольтах), а также температуры и потока. Обычно модели делятся на те, что измеряют Rx, и те, что измеряют непосредственно концентрацию хлора. Датчики хлора делятся на два типа: амперометрические и потенциостатические. Первые считаются надежнее, а вторые — точнее. Согласно санитарным нормам, в общественных бассейнах обязательно должны применяться датчики, измеряющие концентрацию хлора. Однако, наилучшим решением является установка обоих датчиков, для более точной калибровки и на случай выхода одного из них из строя.
Датчики Rx калибруются обычно по одной точке в 650 мВ. Датчики pH калибруются по двум точкам (обычно 7.0 и 9.0). Датчики хлора калибруются посредством пропускания через них дистиллированной воды, чтобы вывести нулевое значение датчика.
Насосы могут дозировать дезинфицирующие реагенты, регуляторы pH, альгициды (вещества для борьбы с водорослями) и коагулятны (вещества, заставляющие слипаться частицы грязи, чтобы те оседали в фильтре). При этом насосы различаются по принципу действия. Перистальтические насосы представляют собой небольшие ролики, которые проталкивают жидкость по коротким гибким трубкам. Мембранные насосы представляют собой закрепленную по краям гибкую пластину, механическое воздействие на которую приводит к движению воздуха и проталкиванию воды. Считается, что мембранные насосы более надежные и долговечные. В то время как перистальтические — работают тише и стоят дешевле.
Автоматическая станция дозирования с перистальтическим насосом (слева). С мембранным насосом (справа).
Также у всякой автоматической станции есть своя производительность, ограничение на максимальный объем бассейна и противодавление. На них стоит обращать внимание при подборе модели под заданную систему циркуляции.
Итак, в качестве заключения подведем краткие итоги:
—Воде требуется регулярная дезинфекция. Самым распространенным средством для её проведения по сей день остается хлор.
—Хлор не лишен недостатков, однако если строго следовать указаниям по его применению: следить за уровнем pH и общей щелочностью воды, а также добавлять стабилизаторы, когда речь заходит о дезинфекции в открытом бассейне, никаких проблем с ним не должно возникнуть.
—Есть несколько способов хлорирования воды, однако наиболее удобным и эффективным является использование автоматических станций дозирования. Хотя для небольших дачных бассейнов будет достаточно и полуавтоматического хлоратора.
В данной статье мы рассмотрели лишь первую категорию средств дезинфекции воды в бассейне. Об альтернативных способах дезинфекции мы поговорим в следующей статье.