Одним из наиболее актуальных вопросов при эксплуатации бассейнов является водоподготовка. Она должна проводиться таким образом, чтобы обеспечивать комфорт для пользователей, предупреждать отложение минеральных отложений на стенках, «цветение» воды и т. п. Как правило, водоподготовка в этом случае – комбинированный процесс, осуществляющийся различными методами: физическими или химическими
К физическим методам подготовки воды в бассейнах можно отнести фильтрацию, а также обеззараживание с помощью ультрафиолетовых установок. Химическая обработка состоит из следующих этапов: регулирование уровня рН, дезинфекция, предотвращение появления водорослей и коагуляция коллоидных частиц.
Удаление механических загрязнений
Для удаления механических примесей и взвесей одним из распространенных видов безреагентной обработки является фильтрация. В зависимости от назначения бассейна и его объема, фильтрация может осуществляться в периодическом или непрерывном режимах. Так, например, в небольших бассейнах для гидромассажа вода фильтруется непрерывно, пропуская в сутки через фильтр 10–15 объемов бассейна. В плавательных оздоровительных или спортивных бассейнах, имеющих значительно больший объем чаши, очистка воды производится периодически: 2–3 раза в день с общей продолжительностью процесса фильтрации 8–12 ч.
Фильтрация производится на установках, основными частями которых являются фильтр механической очистки и насос. Чаще всего используются фильтры с засыпкой из обычного или посеребренного (для обеззараживания воды) кварцевого песка с размером гранул 0,4–0,8 мм. В ряде случаев применяют и картриджные фильтры. В отличие от сменных картриджей, песчаная засыпка подлежит регенерации. Очистка такого фильтра производится методом обратной промывки с помощью системы вентилей.
Фильтровальные установки делятся на напольные и навесные. Выбор между ними зависит от количества обрабатываемой воды и местонахождения установки. Навесные применяются для относительно небольших (20–40 м3) объемов воды и устанавливаются на бортик бассейна. Напольные песчаные фильтровальные установки могут устанавливаться на высоте до 2 м и в удалении до 10 м от бассейна; их используют для очистки воды в бассейнах объемом от 25 до 150 м3 и более. Такие установки на рынке представлены в широком диапазоне производительности и мощностей продукцией различных компаний. Они могут быть выполнены из пластика и комплектоваться циркуляционным насосом, резервуаром для засыпки сыпучего фильтрационного материала (несколько слоев кварцевого песка), вентилем переключения режимов работы, фильтром грубой очистки и манометром.
Существуют пороговые размеры частиц, от которых можно очистить воду с помощью фильтров. Удаление мельчайших коллоидных частиц невозможно без воздействия специальных химических средств. Вызвать их укрупнение и отфильтровать позволяют коагулирующие добавки, заполняющие картриджи, устанавливаемые перед входом в фильтр. Кроме главного селевого эффекта, коагуляция усиливает действие дезинфицирующих средств.
Современные методы дезинфекции
Теплая вода бассейна является благоприятной средой для быстрого размножения бактерий и других микроорганизмов, попадающих в воду из воздуха (с которым содержимое бассейнов находится в непосредственном контакте), а также от тел купающихся. Среди них могут оказаться формы, опасные для человека. Поэтому дезинфекция – необходимая стадия обработки воды. В то же время дезинфицирующие вещества не должны наносить вред здоровью, раздражать кожу и глаза.
Химические методы дезинфекции воды разделяются по виду применяемых реагентов: хлора, брома, активного кислорода и др. Раньше для дезинфекции воды в бассейнах использовалась исключительно хлорная известь, известная в народе как «хлорка». Этот реагент, помимо сильного дезинфицирующего действия, обладает рядом недостатков: разрушает резиновые и пластиковые изделия, раздражает кожу человека, имеет резкий неприятный запах.
В настоящее время для дезинфекции используются химические соединения на основе хлора, которые позволяют справиться практически со всем спектром микроорганизмов (бактерии, грибы, водоросли), развивающихся в теплой среде бассейнов. Кроме того, ряд этих препаратов вызывает не только обеззараживание, но и окисление веществ органического происхождения, находящихся в воде в виде примесей. После взаимодействия с хлором они претерпевают изменения, теряют растворимость и могут быть задержаны фильтрами механической очистки.
Большое применение нашли установки по производству хлора для дезинфекции воды в бассейне, работающие в проточном режиме рециркуляции и встраиваемые в систему фильтрации воды. Принцип действия таких установок основан на электролитическом разложении водных растворов хлоридных солей.
К примеру, в предлагаемых немецкой компанией Alldos (входит в датский концерн Grundfos) системах Oxiperm 164 (рис. 1) заложена технология приготовления диоксида хлора с использованием разбавленных реагентов (7,5%-ным хлоритом натрия и 9% соляной кислотой). Производительность установок – 5–2000 г/ч ClO2. Расход воды для получения рабочего раствора – 150–900 л/ч.
Рис. 1. Система синтеза и дозирования диоксида хлора Oxiperm
Особенностью установок является то, что весь процесс визуализируется двумя способами: с помощью светодиодов и вывода соответствующих текстовых сообщений на ЖК-дисплее. В качестве опции предлагается система дистанционного управления. Установки оснащены датчиками и электроникой для полного контроля над процессами, что позволяет автоматизировать их и включить в систему диспетчеризации технологических линий. Организовать работу систем дезинфекции можно в различных вариантах, в том числе, непрерывно с постоянным потоком воды.
Препараты на основе брома не имеют неприятного запаха, не так сильно раздражают кожу и глаза. Кроме того, при введении соединений брома в воду не вносятся известковые компоненты, которые впоследствии могут привести к минеральным отложениям, а также не происходит сильного изменения рН. В то же время этот дезинфектант обеспечивает высокий уровень обеззараживания. Бромный реагент особенно подходит к случаям, когда присутствие хлора нежелательно, но требуется высокая степень надежности обеззараживания (как в гидромассажных бассейнах). По степени раздражающего действия соединения брома занимают промежуточное место между хлором и активным кислородом.
Сегодня популярностью пользуются мягкие методы дезинфекции воды, к которым относится обработка воды с помощью активного кислорода. После такой обработки вода не имеет запаха, щадяще воздействует на кожу, не происходит повышение минеральных отложений и наблюдается постоянство уровня рН. При сильном загрязнении воды такая обработка может производиться совместно с другими средствами, хотя и сам активный кислород обладает надежным дезинфицирующим действием. Обеззараживание воды активным кислородом производится с помощью добавок, выпускаемых в виде таблеток или жидкости. Препараты с действием на основе активного кислорода состоят из двух синтетических компонентов, находящихся в изолированном друг от друга состоянии. При использовании они смешиваются и вступают в химическую реакцию. Важная особенность этого метода – высокая эффективность при борьбе с водорослями, представляющими хорошую питательную среду для бактерий и грибов. Применение хлорных дезинфектантов для борьбы с водорослями не эффективно, поскольку хлор не проникает через плотную оболочку крупных колоний этих организмов.УФ-обеззараживание и его комбинации
Одним из методов безреагентной дезинфекции воды в бассейнах является обеззараживание с помощью облучения ультрафиолетом. Наибольшее распространение получило облучение воды в проточных аппаратах светом с длиной волны от 180 до 320 нм, для получения которого используются газоразрядные ртутно-кварцевые или аргоново-ртутные лампы низкого давления с мощностью всего 15–30 Вт. УФ-излучение, проникая внутрь клеток микроорганизмов, которые присутствуют в воде, вызывает фотохимические реакции, приводящие к необратимым повреждениям ДНК. В результате микроорганизмы теряют способность воспроизводства. Основным параметром обеззараживающего действия УФ-установок при действии на воду является доза излучения, падающего на единицу площади в течение времени нахождения в зоне воздействия. Обычно доза УФ-излучения для обеззараживания воды бассейнов составляет от 16 до 40 мДж/см2.
После УФ-обработки вода не меняет свой цвет, вкус и химический состав. В отличие от хлорированной, такая вода не раздражает глаза. Однако УФ-дезинфекция имеет и существенный недостаток – она не обладает пролонгированным действием, поэтому воду в бассейне нужно периодически подвергать повторной обработке. Для повышения надежности обеззараживания целесообразно комбинирование химических методов с УФ-излучением. Однако доза внесения хлора может быть значительно снижена. Тип и технические характеристики проточной УФ-установки для дезинфекции воды подбираются исходя из назначения бассейна, объема чаши, площади и глубины бассейна. Помимо этого необходимо учитывать время полной смены воды за счет циркуляции. Монтируются УФ-установки в контур системы водоподготовки бассейна после системы фильтрации. Есть и комбинированные системы, в которых УФ-лампа расположена внутри сетчатого фильтра (рис. 2). При этом предусмотрена технология обратной промывки.
Рис. 2. Установка для УФ-обеззараживания воды в бассейне с сетчатым фильтром
Например УФ-установка серии «Водограй» с продуктивностью 1–500 м3/ч предназначена для обеззараживания оборотной воды спортивных, оздоровительных и индивидуальных бассейнов, дельфинариев, аквариумов и аквапарков.
Применяются и комбинированные установки, в которых УФ-облучение сочетается с дезинфицирующим эффектом озонирования. Озон (O3) активно окисляет любые органические вещества, оказывая обеззараживающее действие и устраняя неприятные запахи. В воде бассейна молекулы O3 разрушают микроорганизмы, в том числе плесень, бактерии Legionella, паразитов, водоросли, вирусы, а также и другие вещества, попадающие в воду бассейна, такие как моча, пот, косметика, средства для загара и т.п.
Один из вариантов комбинированной дезинфекции – использование УФ-установок с медным ионизатором. Такая установка очищает воду в бассейне за счет электролитического выделения ионов меди в сочетании с облучением УФ-светом. Дезинфицирующий результат действия ионов меди (Cu2+) сравним с эффектом хлора. При этом, как показывают исследования, УФ-излучение обеспечивает до 80 % дезинфицирующего воздействия на воду бассейна, а ионы меди – до 20 %. Дезинфекция воды в бассейнах с помощью аппаратов, работающих по принципу гидролизного окисления с медно-серебряной ионизацией также условно можно отнести к безреагентным методам водоподготовки. При этом не требуется добавлять в воду альгициды и коагулянты.
Еще один метод безреагентного обеззараживания – ультразвуковое облучение. Обычно считается, что такое облучение предотвращает не только биологическое обрастание, возникающее на поверхности бассейна и другого оборудования, а также препятствует отложению минеральных веществ на поверхности. Как показали проведенные исследования, ультразвуковое воздействие особенно эффективно при совместной обработке с УФ-облучением.
Кроме того, применяется очистка и обеззараживание воды в бассейне методом её комбинированной обработки ультрафиолетовым излучением и пероксидом водорода, который основан на явлении фотолиза пероксида водорода под действием УФ-излучения.
Оптимизация уровня рН
Регулирование уровня водородного показателя является необходимым условием для правильного ухода за состоянием воды в бассейне. Это важно, поскольку значение рН водной среды влияет на состояние оборудования, самого бассейна, на скорость образования минеральных отложений и скорость размножения микроорганизмов. По ряду соображений, оптимальным для воды бассейна является значение рН в интервале 7,0–7,4. В кислой (pH < 6) среде значительно активизируется коррозия металлических деталей, разъедаются швы конструкций, замедляется коагуляция коллоидных частиц, что проявляется в более быстром загрязнении воды. Щелочная (pH > 8) среда раздражает кожу, слизистую оболочку глаз, значительно снижается эффективность дезинфицирующих добавок (некоторое снижение эффективности действия дезинфицирующих средств на основе хлора и брома наблюдается уже при превышении значения pH = 6), усиливается процесс формирования известковых отложений на стенках бассейна. В воде с нейтральным значением pH все эти нежелательные эффекты либо отсутствуют, либо проявляются в наименьшей степени.
При коррекции рН до оптимальных значений необходимо добавлять кислоты или щелочи, в зависимости от того, в какую сторону сдвинуто кислотно-щелочное равновесие. Для этого выпускаются реактивы в пакетах или в форме таблеток. Содержание в них кислот и щелочей рассчитано таким образом, что, исходя из объема воды, можно достичь нейтральных сред без измерения значения рН. Однако необходимо помнить, на значения рН влияют самые различные факторы (температура, концентрация солей и др.), поэтому изменение уровня рН без измерительных приборов или индикаторов может привести к нежелательным последствиям.
Определение значения рН производится с помощью приборов pH-метров (рис. 3), измеряющих водородный показатель, или посредством индикаторной бумаги, меняющей свой цвет в воде в зависимости от уровня кислотности. Используются также индикаторные таблетки, по цвету раствора которых определяется рН. Наборы аналитических препаратов, применяемых для этой цели, предлагаются различными фирмами.
Рис. 3. Использование рН-метра
Борьба с примесями
Бывают случаи, что по параметрам исходной воды необходимо провести ее умягчение, удалить соединения железа и марганца. Эффективным безреагентным методом для этого является воздействие на обрабатываемую воду магнитных и электрических полей вместе с ультразвуковым облучением.
В результате такого комбинированного действия в водной среде возникает огромное число центров микрокристаллизации, в которых в дальнейшем происходит образование кристаллических частичек с размерами около 0,5 мкм. Эти частицы формируются из растворимых солей жесткости и растворимых примесей соединений железа.
Кроме этого, довольно часто воду подвергают воздействию постоянных магнитов. В результате такой обработки частицы примесей, обладающие ферромагнитными свойствами, становятся центрами кристаллизации. В дальнейшем центры кристаллизации превращаются в более крупные образования. Рост частиц обусловлен сорбцией на поверхности центров кристаллизации других молекул примесей и ассоциации ионов. В результате этого из растворимых примесей образуются мелкодисперсные осадки, которые удаляются из воды фильтрованием. Обработка воды постоянными магнитами осуществляется с помощью проточных аппаратов, которые устанавливаются на линии циркуляции воды. Чаще всего магнитные аппараты применяют в гидромассажных бассейнах. Они снижают образование накипи и разрыхляют уже существующую накипь.
Одним из производителей оборудования для магнитной обработки воды является компания «РОСС» (Харьков). Она предлагает проточные установки типа УМОВ (рис. 4), как бытовой так и промышленной серий производительностью до 90 м3/ч.
Рис. 4. Схема работы устройств для магнитной обработки воды УМОВ компании «РОСС»
Приборы «Спираль» (ООО «Натур-Энерго Плюс», Киев) вырабатывают пульсирующее динамическое высокопериодическое магнитное поле. Они отличаются низким потреблением электроэнергии (максимально 4 Вт), высокой температурной и временной стабильностью и возможностью присоединения к централизованным информационным системам. Результаты воздействия зависят от жесткости обрабатываемой воды, количества протекающей воды, состояния водопроводной сети. Оптимальный расход – до 58 м3/ч. Среди других отечественных производителей электромагнитных аппаратов для обработки воды можно упомянуть также НПП «Орион» (Харьков).
Компания «ЕТВ–технология плюс» (Харьков) выпускает магнитогидродинамические (МГД) резонаторы на постоянных магнитах. В ассортименте – бытовые и промышленные модели до Ду 2600 и более. Есть модели с системой индикации, а также ручным или автоматическим управлением.
Особым видом безреагентной обработки является использование магнитных активаторов, которые еще называются гидромультиполи. Особенность этого вида обработки заключается в том, что в таких проточных аппаратах поток воды подвергается воздействию магнитного поля очень высокой напряженности.
Очевидно, что наилучшего эффекта водоподготовки можно добиться при грамотном комплексном применении различных химических и физических методов обработки воды.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 5 908
