Контроль состава воды в бассейне. Часть 1

Вода в бассейне нуждается в большем внимании, чем просто поддержание необходимого уровня дезинфекции. Вы можете столкнуться с обесцвечиванием или помутнением воды, нерастворившиеся вещества могут дать осадок, вода может разрушать материалы бассейна. Для более эффективной дезинфекции значение pH должно постоянно регулироваться. Поэтому для лучшей работы дезинфектанта и хорошего общего качества воды по всем параметрам вам может понадобиться добавление других химикатов. Все это подлежит постоянному и точному контролю.

Основой успешного контроля за качеством воды является правильный выбор дезинфектанта, подходящего к воде, используемой в конкретном бассейне. Коагулянты, которые способствуют удалению твердых остатков растворимых солей при фильтровании, и правильное разбавление воды в бассейне имеют очень большое значение.

Рассмотрим основные принципы контроля (с минимальным добавлением химических веществ) за наиболее важными параметрами качества воды, а также взаимосвязь этих параметров в воде бассейна, способы контроля и корректировки качества воды; детально поговорим о проведении измерений хлорных дезинфектантов, их побочных продуктов и других химических параметров.

ЗНАЧЕНИЕ КОНТРОЛЯ pH

На степень кислотности или щелочности воды указывает величина pH. Если уровень pH равен 7, то среда нейтральная, значение pH ниже 7 указывает на увеличение кислотности, значение pH выше 7 указывает на увеличение щелочности воды. Поскольку значение pH измеряется по логарифмической шкале, то изменение уровня pH на одну единицу подразумевает десятикратную разницу в степени кислотности среды.

Регулирование значения pH воды в бассейне является особенно важным по ряду причин. Во-первых, бактерицидное действие большинства дезинфектантов зависит от уровня pH. Для каждого вида дезинфектантов необходимо поддерживать значение pH в пределах наибольшей эффективности. Например, бактерицидные свойства хлора быстро снижаются, если значение pH поднимается до 8. Если значение pH поднимается до 8, в воде также возрастает тенденция к осаждению тяжелых солей. Во-вторых, по мере того как pH падает ниже 7, вода приобретает все более разъедающие для материалов бассейна свойства. В-третьих, если уровень pH слишком низок или слишком высок, вода вызывает раздражение и воcпаление кожи и глаз. Например, если значение pH выше рекомендованных пределов, применение коагулянтов становится менее эффективным.

Теперь мы видим, что для анализа остаточного количества дезинфектантов требуется постоянное значение pH. Все упомянутые факторы подразумевают различные значения pH, поэтому можно говорить не об идеальной величине, а об оптимальной для каждой дезинфекционной системы. На практике достаточно поддерживать величину pH в пределах, удовлетворительных для каждого дезинфектанта. Операторы, использующие дезинфектанты на основе хлора, должны придерживаться нижней границы рекомендуемого уровня pH (7,2-7,4 лучше, чем 7,2-7,8), где дезинфекция наиболее эффективна. Как эффективная дезинфекция, так и более низкий, чем обычно, уровень остаточного хлора легко достижимы при правильном дозировании. Если снижение величины pH сопровождается ухудшением качества воды, очевидно, что необходимо предпринять какие-то другие действия.

МЕРЫ КОНТРОЛЯ pH

Для поддержания величины pH в указанных пределах существенными являются систематические измерения и корректировка этого параметра, постоянная или проводимая периодически. В бассейнах с большой загрузкой необходимы постоянные измерения и автоматическое регулирование уровня pH. Для других бассейнов достаточно регулярно измерять значение pH и периодически корректировать его. Иногда вода в бассейне не требует добавления ни кислоты, ни щелочи вследствие конкретной комбинации характеристик качества воды и использования дезинфектанта. Однако подобный результат невозможно уверенно предсказать заранее, поэтому очень важна предварительная подготовка химических веществ, необходимых для регулирования уровня pH.

Выбор химикатов для регулирования уровня pH будет зависеть от того, какой дезинфектант используется - щелочной или кислотный.

Щелочные дезинфектанты

К натриевым и кальциевым гипохлоритам обычно добавляется кислота для изменения величины pH, к примеру раствор бисульфата натрия (сухая кислота). Избыток сульфата может привести к возникновению коррозии. Диоксид углерода также может быть использован в качестве кислоты, но в ограниченном количестве. В целом СО₂ лучше всего снижает уровень pH при общей естественной щелочности воды меньше чем 150 мг/л по СаСО₃ и жесткости меньше чем 300 мг/л по СаСО₃.В других случаях соляная кислота или бисульфат натрия более эффективны и более дешевы. Для разбавления соляной кислоты лучше всего применять распределительную систему Вентури.

Кислотные дезинфектанты

Применение газообразного хлора и трихлоризоциануровой кислоты необходимо сочетать с добавлением щелочи (обычно раствор карбоната натрия) для повышения уровня pH. При использовании хлора добавление бикарбоната натрия повышает более щелочность, чем уровень pH. Другие щелочи, такие, как гидроксид натрия(каустическая сода), также могут быть использованы, но не рекомендованы в больших бассейнах, так как они сложны в обращении и контроле. Возможность использования прочного доломитного материала в фильтрах для автоматического контроля уровня pH следует рассмотреть при использовании более сильных кислотных дезинфектантов. Но при подобной установке невозможно будет изменить установленное значение pH. Поэтому при использовании сильных кислотных дезинфектантов они должны подаваться в бассейн отдельно.

ИЗМЕРЕНИЕ pH

Влияние уровня pH на дезинфекцию воды в бассейне - решающее, но важно избегать отклонений в значении pH, возникающих вследствие периодического добавления дезинфицирующих химикатов. Очевидно, что значение pH достаточно легко контролировать. Ручные тесты необходимо проводить только одновременно с пробами дезинфектантов. Проверочные устройства, основанные на химических реагентах (индикаторах) или на электроприборах с использованием стеклянных pH -электродов, широко доступны. Необходимо в точности соблюдать инструкции производителей. Для определения значения pH должны быть использованы специальные пробирки.

Указания к действию по результатам теста зависят от того, какой дезинфектант вы используете и от определения индекса водного баланса. Важно, чтобы уровень pH был достаточно низким для ускорения процесса дезинфекции, а также коагуляции, но в то же время достаточно высоким, чтобы сдерживать образование раздражающих веществ на основе хлора или брома.

ЩЕЛОЧНОСТЬ

Уровень щелочных солей, растворимых в воде, является показателем общей щелочности воды. Такими солями чаще всего являются бикарбонаты и карбонаты. Чем выше уровень щелочности, тем меньше изменяется уровень pH: щелочность смягчает воду. Поэтому pH -скачок (резкие изменения уровня pH в ответ на изменения уровня дозировки дезинфектанта и химиката, корректирующего значение pH) можно предотвратить при условии, что общая щелочность поддерживается на уровне выше 75 мг/л по СаСО3 (этот уровень также является минимальным для эффективной коагуляции). Другими словами, щелочность выше 200 мг/л сделает затруднительным любое необходимое регулирование значений pH (pH-стоп).

В этих пределах главным является то, что щелочность не влияет на поддержание значения pH на одном уровне, необходимом при использовании этого или другого дезинфектанта. Поэтому даже если щелочность воды установится на уровне, скажем, 50 мг/л, этого значения будет достаточно, пока величина pH остается неизменной.

График более детально показывает, как значение pH реагирует на добавление кислотных или щелочных химикатов (например, некоторые дезинфектанты).

Из графика видно, что ровная часть с относительно слабым изменением уровня pH (плато) по мере добавления кислоты или щелочи является показателем щелочности. Чем длиннее плато на графике (то есть чем больше щелочных веществ растворено в воде), тем больше кислоты требуется для медленного понижения значения pH. Затем при последующем добавлении небольшого объема кислоты или щелочи уровень pH резко меняется.

Сильные кислоты (бисульфат натрия или соляная кислота) и сильные щелочи (каустическая сода) дают резкое изменение уровня pH при низких значениях щелочности или кислотности. Слабые кислоты (диоксид углерода) и слабые щелочи (бикарбонат натрия) дают более плавные изменения уровня pH, но следует учесть, что проще увеличивать уровень щелочности до больших значений при низком значении pH.

КОНТРОЛЬ УРОВНЯ ЩЕЛОЧНОСТИ

Уровень щелочности необходимо измерять каждую неделю, используя для этого специальные таблетки для проверки щелочности. Если необходимо увеличить уровень щелочности (если он ниже 75 мг/л по СаСО3), обычно используется бикарбонат натрия: 1,7 мг добавляется на каждые 50 м3 воды плавательного бассейна, что увеличит общую щелочность на 20 мг/л (без существенного влияния на уровень pH).

Если уровень щелочности достаточно высок (более 200 мг/л) при использовании кислотного дезинфектанта, то он может снизиться сам по себе через небольшой промежуток времени. Если снижения не происходит, то не обходимо разбавление. Если естественная щелочность воды высока, не следует что-то менять, кроме случая возникновения эффекта "pH-стоп". Для его снятия следует использовать бисульфат натрия - 2,4 кг на каждые 50 м3 воды бассейна могут уменьшить общую щелочность на 20 мг (однако данная мера может затронуть уровень pH). К такому же результату приведет использование 10 л 15-процентной соляной кислоты.

На дозировку щелочных химикатов можно настроить контейнер и насос. Если оборудования нет, то бассейн должен освобождаться от купающихся перед добавлением веществ вручную.

ЖЕСТКОСТЬ

Общая жесткость воды измеряется уровнем растворенных в ней кальциевых и магниевых солей, таких, как карбонаты, бикарбонаты, сульфаты и хлориды. Временная жесткость - это та часть общей жесткости, которая при кипячении воды оседает в виде осадка; в нее входят кальциевые и магниевые карбонаты и бикарбонаты. Постоянная жесткость - часть солей, которые не оседают во время кипячения; в нее входят другие соли кальция и магния, такие, как сульфаты и хлориды.

Жесткость по кальцию является частью общей жесткости, состоящей из кальциевых солей, и является параметром особенно важным для плавательных бассейнов. Данный параметр должен проверяться еженедельно при помощи таблеток. Для увеличения жесткости следует применять хлорид кальция (1,5 кг на каждые 50 м3 воды бассейна увеличит кальциевую жесткость на 20 мг/л). Единственным способом для понижения жесткости является разбавление, и то при условии, что естественный уровень жесткости воды относительно низкий. Но какой уровень жесткости наиболее приемлем в бассейне?

Если жесткость по СаСО₃, ниже значения 40 мг/л по СаСО₃, вода, вероятно, обладает разъедающим свойством по отношению к материалам и конструкции бассейна. При значении около 75 мг/л начинает формироваться твердая накипь, поэтому в случае если идет речь о коррозии, не следует увеличивать жесткость выше этого предела. В идеале все элементы конструкции бассейна должны быть рассчитаны на подобный уровень жесткости воды. К сожалению, в проблеме потерь скрепляющего раствора часто обвиняют низкий уровень жесткости. Возможным решением тогда служит повышение уровня жесткости (посредством использования гипохлоритов кальция вместо гипохлорита натрия) почти до 400 мг/л.

Существует мнение, что поддержание высоких значений жесткости не находит под собой ни теоретической, ни практической основы. При наличии большого количества водных бассейнов, специального оборудования и опыта работы с бассейнами по стране трудно представить достаточные доказательства разрушения материалов бассейна именно из-за высокой жесткости. Своим воздействием на цементные растворы известны кислоты, о воздействии сульфатов см. ниже. Передвижение воды в бассейне (оборудование, создающее волны, например) будет размывать цементный раствор так же, как и автоматические очистители. Правила функционирования также могут служить косвенной причиной размывания - например, бывает сложно достигнуть рекомендованных 90% наполнения пустот за кафелем; также существует вопрос выдержки такого периода времени перед заполнением бассейна, которое достаточно для укрепления жидкого раствора. Неодинаковые промежутки между различными по размеру кафельными плитками также могут стать частью проблемы.

Потери раствора оказываются меньшей проблемой за границей, что позволяет им не увеличивать жесткость воды до сотенных значений. С другой стороны, эпоксидные растворы, которые способны противостоять такому воздействию воды, кажется, более распространены за границей. Приблизительная стоимость укладки кафеля и раствора для 25-метрового бассейна довольно высока, если используется эпоксидный раствор. Эта разница меньше, чем цена химикатов, приобретаемых для увеличения жесткости.

Проблема требует продолжения работы. Между тем мнение экспертов состоит в том, что вода бассейна должна служить комфортному отдыху купающихся и что раствор должен выдерживать ее воздействие. Поэтому главная рекомендация - поддерживать уровень жесткости между 75 и 150 мг/л по CaCO3, при высоких значениях которого нежелательная твердая накипь и твердые осадки могут скрыть за собой проблему вследствие неудовлетворительного качества воды. Если конструкторы и менеджеры рассматривают воздействие воды с низким уровнем жесткости, им следует всерьез заняться проблемой использования эпоксидного раствора.

ТВЕРДЫЙ ОСТАТОК РАСТВОРЕННЫХ СОЛЕЙ

TDS - сумма всех растворенных веществ в воде. В естественных водах часто значение TDS достигает нескольких сотен мг/л, исключая мягкую воду, в которой оно намного ниже. Дезинфектанты и другие химические вещества, используемые в воде бассейна, неизбежно будут сильно увеличивать TDS, в особенности хлориды и сульфаты. Загрязнения будут также повышать уровень хлорида натрия, к примеру. Поэтому уровень TDS может служить редупреждением о слишком большом количестве химикатов в результате чрезмерной загрузки или недостатка свежей воды. Следует контролировать уровень TDS сравнением естественной воды и воды, взятой на анализ в бассейне. Уровень TDS воды бассейна не должен превышать 1000 мг/л над уровнем TDS воды источника до максимальной отметки 3000 мг/л. Если значение TDS слишком высоко наряду с высоким уровнем присутствия хлораминов, воду в бассейне следует разбавлять.

Конкретный дезинфектант, используемый в бассейне, в какой-то степени влияет на уровень TDS. Дозированное добавление хлора или гипохлорита натрия для достижения уровня свободного хлора 1 мг/л, увеличит значение TDS приблизительно на 1,7 мг/л, использование гипохлорита кальция увеличит TDS до 1,2 мг/л (подразумевается, что кислотность или щелочность дезинфектанта нейтрализованы). Высокий уровень TDS хотя и не помешает дальнейшей обработке воды в бассейне, однако будет усиливать разрушающее действие воды. Сульфаты, растворенные в воде, особенно сильно влияют на цементный раствор. Если вследствие использования бисульфата натрия и сульфата алюминия уровень сульфатов превышает 360 мг/л, то следует в качестве материалов для бассейна использовать противосульфатные виды портланд-цемента и эпоксидные растворы, что позволит противостоять этому воздействию. Вспомним, что разрушающим действием на цемент также обладает и хлор.