Описание методов обеззараживания воды плавательных бассейнов

1.2.1 Хлорирование воды

Хлорирование воды получило наиболее широкое распространение вследствие его высокой эффективности. Кроме того, при хлорировании вода приобретает бактерицидные свойства, так как обеззараживающий реагент (активный хлор) сохраняется в воде в течение продолжительного времени.

Хлорирование - процесс обеззараживания воды с применением газообразного хлора (Сl₂) или хлорсодержащих соединений, вступающих в реакцию с водой или с растворенными в ней солями. Количество хлора, содержащееся в реагенте и способное вступать во взаимодействие с составными частями клеток микроорганизмов и другими примесями воды, характеризует концентрацию активного хлора.

В процессе хлорирования образуются соляная (НСl) и хлорноватистая (HOCl) кислоты. Последняя диссоциирует на ионы водорода Н⁺ и гипохлорита OCl^- .

Наличие в воде Сl₂, HOCl и OCl- обеспечивает присутствие в ней свободного активного хлора, при взаимодействии которого с протеинами и аминосоединениями, содержащимися в оболочке бактерий и их внутриклеточном веществе, происходят окислительные процессы, химические изменения внутриклеточного вещества, распад структуры клеток, что приводит к гибели бактерий и микроорганизмов.

Хлорноватистая кислота (HOCl) – самый сильный обеззараживающий хлорсодержащий реагент – способна разрушать микроорганизмы менее чем за 2 секунды.

Гипохлорит-ион (OCl^-) – относительно слабая форма хлора, которой для уничтожения тех же микроорганизмов требуется 25 – 30 минут.

Процентное соотношение HOCl и OCl- определяется значением рН воды. При повышении рН снижается количество «сильного» хлора и повышается количество «слабого».

К сожалению, при проведении анализов на свободный хлор учитывается наличие в воде суммарного количества HOCl и OCl-. Поэтому эффективность обеззараживания воды невозможно оценить, не зная величину рН.

Если вода бассейна имеет рН = 7,2, то в ней присутствует более 60% активного хлора в виде хлорноватистой кислоты HOCl, а с увеличением рН количество HOCl уменьшается. При рН = 8,5 HOCI содержится всего около 10%. Поэтому обеззараживающий эффект при рН = 7,2 приблизительно в 6 раз больше, чем при рН = 8,5. Верхним пределом следует считать рН = 7,6. При рН > 7,6 снижается бактерицидное воздействие хлора, увеличиваются мутность и цветность, становится возможным обрастание труб и фильтров. Для сохранения бактерицидного эффекта хлора в этом случае приходится увеличивать его концентрацию в воде, что приводит к сухости кожи и раздражению глаз и носа. Нижним пределом следует считать рН = 7,2. Дальнейшее снижение рН ведет к усилению окислительных процессов, способствует возникновению коррозии, а при увеличении концентрации остаточного хлора – к раздражению слизистой оболочки глаз. При рН < 6,5 вода становится настолько агрессивной, что начинается усиленная коррозия во всей рециркуляционной системе.

Следовательно, перед каждым дозированием в воду бассейна хлорсодержащих реагентов следует произвести измерение водородного показателя и, при необходимости, отрегулировать его с помощью соответствующих химикатов (кислоты или кислой соли, если уровень рН повышен, щелочи, если уровень рН понижен).

Активность хлора изменяется и с появлением в воде бассейна аммиака и других азотистых соединений, которые поступают с потом, слюной и мочой купающихся.

 

Рис. 1.1 – Формы соединений хлора при различных значениях рН

 

Хлор реагирует с аммиаком, образуя хлорамины, называемые связанным хлором. Наличие в воде аммиака влияет на соотношение в ней хлораминов и НОСl, так как при реакции с аммиаком хлор проявляет больше активности к его окислению, чем к образованию НОСl. Гидролиз хлораминов протекает довольно медленно, поэтому в первое время их окислительное действие ниже, чем хлора, но зато длительность бактерицидного действия значительно больше.

Количество хлора, идущее на окисление органических и неорганических примесей воды, определяет величину хлоропоглощаемости, которая для одной и той же воды является величиной переменной и зависит от дозы введенного хлора, продолжительности контакта воды с хлором, величины рН, температуры и др. Доза вводимого хлора должна быть больше величины хлоропоглощаемости на величину остаточного хлора.

Общее содержание остаточного хлора в воде определяется суммарным содержанием в ней остаточного свободного хлора с высокими дезинфицирующими и окислительными свойствами и остаточного связанного хлора (хлораминов) со слабым, но продолжительным дезинфицирующим эффектом.

Обеззараживание воды хлором или хлорсодержащими препаратами производится такими дозами, чтобы после полного окисления бактерий и органических веществ во всех водных участках бассейна постоянно регистрировался избыток хлора – остаточный свободный хлор в количестве не менее 0,3 – 0,5 мг/л.

Этим обеспечивается продолжительность действия хлора не только в обычных условиях эксплуатации бассейна, но и при резком увеличении загрязнения воды (ухудшении погодных условий, увеличении числа купающихся).

Концентрацию остаточного хлора в воде следует регулярно измерять и, по необходимости, добавлять требуемое количество хлорсодержащих реагентов.

Процесс хлорирования воды протекает по следующей схеме:

· Первоначально содержание остаточного хлора возрастает с увеличением дозы вводимого хлора до количества, необходимого для окисления всех имеющихся в воде органических веществ; в этот период активный хлор расходуется на образование моно- и дихлораминов со слабыми окислительными свойствами. Точка А на графике соответствует полному связыванию аммиака и его соединений в хлорамины (связанный хлор).

· При дальнейшем увеличении дозы вводимого хлора происходит разложение хлораминов, и концентрация остаточного хлора падает до минимума. Точка В на графике соответствует полному разложению хлораминов. При этом исчезают неприятные запах и привкус воды.

· При дальнейшем увеличении дозы хлора наблюдается пропорциональная зависимость между количеством введенного и остаточного хлора, и в воде находятся только свободный хлор и продукты его гидролиза.

 

Рис. 1.2 – Зависимость остаточного хлора от дозы хлора, введенного в воду

 

Если после проведения хлорирования воды возникает сильный запах, наблюдается раздражение глаз и кожи купающихся, это свидетельствует о недостатке средства стерилизации, а не о его передозировке. В данном случае, вместо быстрого и полного окисления органических веществ, происходит лишь частичное их окисление с образованием большого количества хлораминов (связанного хлора), которые и служат причиной раздражения кожи и возникновения в бассейне характерного неприятного запаха. Концентрацию в воде связанного хлора можно определить, выполнив соответствующие химические анализы. Для полного окисления хлораминов необходимо увеличить дозу вводимого хлора или провести перехлорирование.

Перехлорирование (ударное хлорирование) - обработка воды повышенными дозами хлора (для общественных бассейнов 4-5 мг/л, для небольших частных бассейнов 2-3 мг/л) – осуществляется обычно в ночное время, когда бассейном не пользуются, и приводит к уничтожению хлороустойчивых форм бактерий, снижению концентрации в воде азотосодержащих соединений (хлораминов) и увеличению содержания HOCl.

После пeрexлoрирoвaния в общественных бассейнах производят дехлорирование - снижение концентрации остаточного хлора до допустимой нормы. Для дехлорирования применяют такие реагенты как гипосульфит (тиосульфат натрия), сульфит натрия, сернистый ангидрид и др. Рекомендуемые соотношения между хлором и гипосульфитом колеблются от 1:0,8 до 1:1.

При длительной циркуляции воды может наблюдаться привыкание бактерий, микроорганизмов и даже амеб к минимально допустимой концентрации остаточного хлора. Образовавшиеся устойчивые формы можно уничтожить, периодически применяя ударное хлорирование воды или комбинированный метод ее обеззараживания (например, хлорирование и бактерицидное облучение ультрафиолетом).

Под воздействием солнечной радиации хлор разрушается. В жаркий солнечный день из воды бассейна может теряться до 2 мг/л хлора. Стабилизация действия хлора в частных плавательных бассейнах, т.е. увеличение продолжительности сохранения его в воде, достигается добавлением в воду калиевой или натриевой соли хлорированной изоциануровой кислоты. При гидролизе эти соли образуют гипохлорит-ион и изоциануровую кислоту. Слабая органическая изоциануровая кислота образует соединения с хлором, что снижает разрушающее воздействие на него солнечного излучения.

Однако, применяя препараты хлора, содержащие изоциануровую кислоту, необходимо помнить, что она не расходуется вместе с активным хлором, а постепенно накапливается в воде бассейна, связывая хлор и препятствуя процессу обеззараживания. Со временем это может привести к «сверхстабилизации» хлора и значительному снижению его дезинфицирующих свойств. В этом случае, несмотря на присутствие требуемого количества остаточного хлора, вода бассейна мутнеет и в ней начинают развиваться микроводоросли. Для предотвращения этого необходимо регулярно добавлять в бассейн определенное количество свежей воды (промывать фильтр не реже 1 раза в неделю). Тем самым поддерживается необходимый уровень изоциануровой кислоты (около 30 мг/л в открытых бассейнах и около 15 мг/л в закрытых бассейнах), превышать который не рекомендуется. Концентрация в воде изоциануровой кислоты более 200 мг/л опасна для жизни человека.

Изоциануровая кислота агрессивна по отношению к меди. Поэтому контроль содержания изоциануровой кислоты в воде должен быть особенно тщательным при использовании для обеззараживания воды ионизаторов «серебро/медь».

1.2.1.1 Реагенты, используемые для хлорирования воды

а) в общественных бассейнах с применением автоматического дозирования

Газообразный хлор (Сl₂)

Газообразный хлор, растворяясь в воде, взаимодействует с ней (идет гидролиз молекулы Сl₂).

Сl₂ + Н₂О Û НСlО + HCl

Обеззараживающими агентами являются хлор и хлорноватистая кислота.

Хлорный раствор для обеззараживания воды в общественных бассейнах готовится в хлораторах вакуумного типа.

Хлор-газ из промежуточного баллона проходит фильтр для очистки от пыли, редуктор для снижения давления до 0,01-0,02 МПа, далее (через регулировочный кран) ротаметр – измеритель расхода газа, а затем поступает в смеситель, где газ смешивается с водой. Образовавшаяся хлорная вода подается во всасывающую линию насоса или в специальный смеситель, где она смешивается с водой, подвергающейся обеззараживанию. Для увеличения съема хлора баллоны со сжиженным газом подогревают паром или горячей водой.

Существуют также автоматические хлораторы для небольших бассейнов ("СА-220 ЕФ", Бельгия).

Диоксид хлора (Двуокись хлора) СlO₂

В последнее время за рубежом широкое распространение получает метод обеззараживания воды в плавательных бассейнах двуокисью хлора.

Двуокись хлора имеет такие же бактерицидные свойства, как и жидкий хлор, кроме того, она является надежным средством для уничтожения привкусов, запахов и цветности воды.

Зеленовато-желтый газ ClO₂ взрывоопасен и транспортированию не подлежит, поэтому его готовят в виде водного раствора на месте потребления.

Двуокись хлора получают обработкой 8,5%-го раствора хлорита натрия, 7,5%-м раствором соляной кислоты или путем смешения хлорной воды с рН<2,5 с 10%-м раствором хлорита натрия. Процессы можно записать следующими уравнениями реакций:

5NaCIO₂ + 4НС1 ® 4ClO₂ + 5NaCl + 2H₂O;

2NaClO₂ + Cl₂ ® 2ClO₂ + 2NaCl.

Установка для приготовления двуокиси хлора состоит из реагентного хозяйства для хранения и дозирования реагентов, реактора-смесителя, эжектора для разбавления полученного раствора двуокиси хлора, закрытой емкости для его хранения и насоса-дозатора.

б) в общественных и частных бассейнах с применением автоматического дозирования

Гипохлорит натрия NaOCl («Хлорин жидкий»)

Обеззараживающее действие гипохлорита натрия основано на его гидролизе, в результате которого образуется хлорноватистая кислота HСlO, являющаяся сильным дезинфектантом.

NaClO + Н₂О Û НСlО + NaОH

Гипохлорит натрия получают электролизом раствора обычной поваренной соли (NaCl).

Электролизом называют окислительно-восстановительные процессы, происходящие на электродах под действием электрического тока, подаваемого от внешнего источника. При этом электрическая энергия превращается в химическую. Ячейка для электролиза, называемая электролизером, состоит из двух электродов, помещенных в раствор электролита. Электрод, на котором идет реакция восстановления (прием электронов) - катод, подключен к отрицательному полюсу внешнего источника тока, а электрод, на котором протекает реакция окисления (отдача электронов) – анод, подключен к положительному полюсу. Отрицательно заряженные ионы вследствие электростатического притяжения перемещаются к «положительному» аноду и называются анионами. Положительно заряженные ионы притягиваются к «отрицательному» катоду и называются катионами.

В растворе поваренной соли присутствуют катионы Na⁺, H⁺, и анионы OH^-, Cl^-

(NaCl ® Na⁺ + Cl^-; H₂O Û H⁺ + OH^-).

Под действием электрического тока на катоде будет выделяться молекулярный водород

2Н⁺ + 2е ® Н₂­,

а на аноде – хлор

2Cl^- – 2e ® Cl₂,

т.е. идет процесс: 2H⁺ + 2OH^- + 2Na⁺ + 2Cl^- ® Н₂­ + 2Na⁺ + 2OH^- + Cl_2.

Молекулярный хлор (Cl₂) сразу вступает в реакцию с водой, при этом образуются соляная (HCl) и хлорноватистая (HOCl) кислоты. Последняя взаимодействует со щелочью (NaOH) у катода с образованием гипохлорита натрия

HOCl + NaOH = NaClO + Н₂О.

Для получения гипохлорита натрия на месте потребления (в общественных бассейнах) используются электролизные установки периодического или непрерывного действия.

Зачастую в общественных и частных бассейнах применяется обеззараживание 13% водным раствором гипохлорита натрия, приготовленным в заводских условиях и содержащим около 150 г/л активного хлора.

Такой раствор имеет сильную щелочную реакцию (рН»13) и его дозирование повышает значение водородного показателя воды бассейна. Кроме того, при обработке гипохлоритом натрия в воде увеличивается концентрация хлоридов, для снижения которой требуется периодическое добавление в бассейн свежей воды.

Дозирование раствора NaClO производится с помощью эжектора или насоса-дозатора в частных бассейнах – в трубопровод с очищенной водой (после песчаного фильтра), в общественных бассейнах – перед фильтром, а при обеззараживании озоном или УФ-излучением – после фильтра.

По данным многолетних наблюдений также установлено, что применение гипохлорита натрия практически исключает раздражение слизистой оболочки и кожных покровов тел пловцов, которое наблюдается при использовании газообразного хлора.

Однако при хранении раствора гипохлорита натрия потеря активного хлора в течение дня составляет до 1г/л.

в) в частных бассейнах с дозированием вручную

Для водоподготовки в частных бассейнах чаще всего используются твердые продукты хлора, которые имеют ряд преимуществ:

· повышенное содержание активного хлора;

· минимальные потери хлора даже при длительном хранении;

· простота и надежность в применении.

Эти хлорные соединения выпускаются как в гранулированном виде, так и в форме таблеток. Медленно растворимые таблетки используют для длительного хлорирования, гранулированный хлорный препарат подходит для быстрого повышения содержания хлора в воде бассейна.

Различают две основные группы твёрдых продуктов хлора: органические и неорганические. В гипохлорите кальция и лития в качестве стабилизаторов используются неорганические вещества; в дихлоризоцианурате натрия (гранухлор) и трихлоризоциануровой кислоте (пермахлор) хлор стабилизируется на органических веществах. Стабилизаторы предотвращают потерю неиспользованного хлора под воздействием солнечных лучей.

Трихлоризоциануровая кислота («Пермахлор органический») - Сl₃(NCO)₃ -содержит более 80% активного хлора. Органический хлор в виде таблеток, растворяется медленно и без остатка. Применяется для длительного хлорирования.

Дихлоризоцианурат натрия («Гранухлор органический») - NaCl₂(NCO)₃ - содержит около 60% активного хлора. Органический хлор в виде гранул. Успешно применяется для первоначальной дезинфекции (при вводе бассейна в эксплуатацию, полной или частичной замене в нем воды), а также для «ударного хлорирования» - обработки воды повышенными дозами хлора для устранения водорослей и бактерий, устойчивых к минимально необходимой концентрации хлора в воде. Не изменяет водородный показатель.

При использовании данных препаратов (содержащих цианураты) может наблюдаться нежелательный побочный эффект: вследствие постепенного насыщения воды изоциануровой кислотой, усиливается химическое соединение c ней хлора и значительно замедляется обеззараживающее действие последнего. Концентрацию изоциануровой кислоты можно снизить добавлением свежей воды.

Владельцам частных бассейнов, использующим органические продукты хлора, желательно приобрести специальные приборы или индикаторные полоски для периодического измерения содержания в воде изоциануровой кислоты. Если с течением времени оно будет расти, то необходимо увеличить время обратной промывки фильтра (добавлять в бассейн большее количество свежей воды). Если уровень изоциануровой кислоты при измерении составит от 50 до 100 мг/л, то следует заменить до 50% воды бассейна, если уровень выше 100 мг/л, то можно рекомендовать полностью опорожнить бассейн и наполнить его свежей водой.

Гипохлорит кальция Са(ОСl)₂

Гиплохлорит кальция, выпускаемый промышленностью, содержит около 50—60% активного хлора. Этот препарат хорошо растворим в воде, что позволяет готовить его раствор в обычных реагентных баках.

Для обеззараживания воды в частных бассейнах небольших размеров применяют гипохлоритные растворимые таблетки, которые опускают непосредственно в ванну в количестве, определяемом анализами на содержание остаточного хлора.

Для ванн небольшого размера, кроме гипохлорита кальция, может быть применена хлорная известь СаОСl₂ (смешанная кальциевая соль хлорноватистой и соляной кислот Cl – Ca – OСl).

Недостатком этого реагента является относительно малое содержание активного хлора (до 25—30%) и наличие большого количества нерастворимых примесей. Не следует его дозировать в жесткую воду, так как это может привести к выпадению в осадок карбоната кальция (особенно при увеличении уровня рН).

Гипохлорит лития LiClO – это неорганическое соединение хлора, которое образует прозрачный водный раствор. Хорошо растворимый препарат даёт легкую щелочную реакцию, что со временем может привести к увеличению водородного показателя в воде бассейна.

Гипохлорит лития содержит около 35 % активного хлора и производится в виде гранул или таблеток.

1.2.2 Озонирование воды

Озон представляет собой аллотропическую модификацию кислорода. Молекула озона состоит из трех атомов кислорода и выражается формулой О₃. Озон - бесцветный, крайне ядовитый газ с резким запахом, примерно в 1,6 раз тяжелее воздуха.

Молекула озона очень неустойчива и легко диссоциирует на атом и молекулу кислорода. Образующийся атом кислорода сразу же вступает в реакцию с молекулой озона с образованием кислорода: О₃ + О Û 2О₂.

Так как озон нельзя транспортировать или хранить, он производится на месте потребления. Озон может быть получен различными методами: с помощью химических реакций, в результате ультрафиолетового излучения, при электрическом разряде. В установках, производящих озон для дезинфекции воды плавательных бассейнов, используется последний метод.

Синтез озона осуществляется при воздействии электрического разряда на пропускаемый через генератор сухой воздух или кислород. Элементарный генератор озона состоит из двух электродов, разделенных диэлектриком. Электрод низкого напряжения представляет собой цилиндр из нержавеющей стали, в котором с зазором установлен полый цилиндрический стеклянный диэлектрик, покрытый с внутренней стороны тонким слоем металла. Электрод высокого напряжения размещен строго по центру стеклянного диэлектрика.

Работа генератора состоит в следующем. Поток сухого до воздуха (или кислорода) поступает в пространство между цилиндрическим электродом и стеклянным диэлектриком. При наложении переменного тока высокой частоты происходит электрический разряд и образуется озон.

Смешивание воды с озонированным воздухом производят в эмульсаторе (смесителе). Введение в воду озоно-воздушной смеси осуществляется с помощью специального инжектора.

Скорость окисления озоном в 15 – 20 раз выше, чем хлором. Дозу озона для плавательных бассейнов выбирают в зависимости от режима работы системы водообмена; она колеблется от 0,2 до 2 мг/л.

Количество добавляемого в чистую воду озона составляет при температуре воды:

≤ 28 °C ≥ 0,8 г/м3

29 – 32 °C ≥ 1,0 г/м3

33 – 35 °C ≥ 1,2 г/м3

> 35 °C ≥ 1,5 г/м3

Повышенное добавление озона при t > 28 °C объясняется тем, что при увеличении температуры снижается растворимость озона в воде, но возрастает скорость разложения озона с образованием свободных радикалов (ОН, НО₂), обладающих высокой химической активностью. Присутствие в воде металлов и окислителей (брома, хлора) также ускоряют процесс разложения озона.

Если применение хлорного газа может навредить здоровью, то озон наоборот приносит пользу:

· По своим бактерицидным и окислительным свойствам озон является одним из самых сильных средств, применяемых для водоподготовки. Он используется не только для обеззараживания воды, но и для улучшения ее физических и органолептических свойств - обесцвечивания и дезодорации. Озоном уничтожаются бактерии и вирусы, разрушаются органические вещества, растворенные в воде и придающие ей неприятные привкусы и запахи. Озон более эффективен, чем хлор, при уничтожении спор и разрушении плотных оболочек одноклеточных микроорганизмов, микроводорослей и простейших. Для гибели водорослей оказывается достаточной доза озона, равная 0,5-1 мг/л. Снижение цветности воды при озонировании возрастает с повышением значения рН.

· Озон не вредит окружающей среде, так как очень быстро окисляет загрязняющие вещества, содержащиеся в воде, не образуя побочных химических соединений с неприятным запахом (при хлорировании – это хлорамины), а остаточный озон за короткий промежуток времени весь превращается в кислород.

· Применение озона эффективно также для устранения из воды железа и марганца, при этом их растворимые соли преобразуются в нерастворимые, легко задерживаемые фильтрованием.

· Вода, обработанная озоном, приобретает красивую голубую окраску и выглядит кристально чистой.

· При озонировании не изменяется рН воды, таким образом, снижается потребление средств для корректировки рН.

· Озон в воде бассейна не вызывает раздражения носоглотки и глаз (конъюнктивит), не сушит кожу, не вызывает аллергии, укрепляет иммунную систему организма.

· Озон не обесцвечивает и не повреждает волосы и одежду.

· При обработке воды озоном наблюдается небольшое остаточное последействие (до 5 мин), что позволяет значительно снизить добавочное хлорирование, но не отказаться от него полностью. При этом для придания воде бактерицидных свойств остаточное содержание свободного активного хлора в обычном бассейне должно быть не менее 0,3 мг/л, а в бассейне с горячим гидромассажем – 0,7 мг/л.

К недостаткам метода озонирования относится то, что он требует больших затрат на оборудование и эксплуатацию. Отрицательным фактором является и то, что озон быстро улетучивается из воды и имеет малую ПДК (предельно допустимую концентрацию) в воздухе – не более 0,1 мкг/л.

При озонировании воды возможно образование карбонильных соединений (альдегидов). Поэтому при использовании этого метода СинПиН / 1 / рекомендует не реже 1 раза в месяц контролировать уровень содержания в воде формальдегида, который служит в качестве индикатора.

Технологическая схема обработки воды с помощью озона включает в себя следующие этапы: вода из бассейна поступает в песчаный фильтр, задерживающий взвешенные и коллоидные загрязнения, затем в отфильтрованную воду добавляется озон. Дозирование озона производится автоматически, в зависимости от значения окислительно-восстановительного потенциала. Обработанную озоном воду перед возвращением в бассейн рекомендуется пропускать через фильтр с активированным гранулированным углем, при взаимодействии с которым происходит дезозонирование (удаление избыточного количества озона) с одновременной сорбцией органических загрязнений (аммиака, карбамидов, хлораминов), а также соединений железа и марганца.

При применении озонирования должно быть предусмотрено автоматическое дозирование средств корректировки водородного показателя. А регулярно производимые замеры остаточного содержания свободного активного хлора (которого не должно быть менее 0,3 мг/л) позволяют определить, целесообразно ли применение постоянного автоматического хлорирования или достаточно периодической обработки воды препаратами хлора. Также необходима периодическая обработка воды альгицидами для предотвращения роста водорослей.

Так как озон является чрезвычайно ядовитым газом с резким запахом, при его использовании необходимо придерживаться правил безопасности. Появление запаха озона в помещении, где находится озонатор, свидетельствует о том, что он неисправен и требует немедленного отключения и ремонта. Вдыхание концентрированного озона может быть опасным для жизни.

При обработке воды озоном следует обеспечить надёжную защиту оборудования бассейна от коррозии. Обогащенная озоном вода может оказать разрушающее воздействие на трубы, фиттинги и покрытие чаши бассейна, выполненные из полиэтилена и полипропилена. Также от воздействия агрессивной воды могут пострадать металлические детали бассейна. Оборудование из ПВХ, уплотнители из гипалона и витона устойчивы к воздействию озона.

1.2.3 Бактерицидное облучение воды

Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами, имеющими наибольший бактерицидный эффект в спектре с длиной волны 200-300 нм, является чисто физическим (безреагентным) методом. Бактерицидные лучи изменяют внутреннюю структуру микроорганизмов и уничтожают все виды бактерий, в том числе их споровые и хлороустойчивые формы / 8 /.

Преимущества обеззараживания воды плавательных бассейнов методом УФ облучения:

· Уничтожение микроорганизмов бактерицидными лучами проводится значительно быстрее, чем реагентами.

· При применении данного метода не изменяются органолептические и химические свойства воды, не образуются канцерогенные соединения, как это иногда происходит при хлорировании (ЛХС) или озонировании (альдегиды). Нет опасности превышения дозы облучения.

· Бактерицидные УФ установки просты в применении и обслуживании, не требуют больших затрат электроэнергии.

· При облучении не изменяется уровень рН воды (снижается потребление средств для его корректировки), не образуются химические соединения с неприятным запахом (хлорамины),

Недостатки метода бактерицидного облучения:

· Обработке этим методом может подвергаться только вода, обладающая малой цветностью и не содержащая коллоидных и взвешенных веществ, которые поглощают и рассеивают ультрафиолетовые лучи, значительно снижая эффективность обеззараживания. Поэтому высокие требования предъявляются к фильтровальным установкам и элементам гидравлики (в бассейне не должно быть участков с застаиванием воды - «мертвых зон»).

· При применении данного способа обработки воды невозможен оперативный контроль за эффектом обеззараживания в отличие от хлорирования (по остаточному хлору).

· Вода, прошедшая УФ облучение, не обладает бактерицидными свойствами и не способна уничтожать вновь вносимые микроорганизмы. Поэтому данный способ обеззараживания воды для бассейнов можно применять только в комбинации с другим методом дезинфекции, обладающим "остаточным последействием".

Чаще всего бактерицидное облучение применяют в сочетании с хлорированием. При этом достигается полное уничтожение споровых и хлороустойчивых форм бактерий, а также предотвращается развитие микроводорослей в системах водообмена бассейна.

Как уже было упомянуто, для достижения высокой степени обеззараживания, а также для борьбы с водорослями приходится повышать концентрацию остаточного хлора, что может вызвать заболевание конъюнктивитом. Кроме того, если концентрацию остаточного хлора поддерживать на уровне 0,3-0,5 мг/л в течение длительного периода времени, то развиваются хлороустойчивые формы бактерий, которые гибнут либо при перехлорировании воды, либо при действии бактерицидных ультрафиолетовых лучей.

При совместной обработке воды хлором и бактерицидными лучами содержание общего остаточного хлора может быть снижено до 0,3 мг/л.

Обработку воды бактерицидными лучами производят в напорных установках, которые монтируют на циркуляционном трубопроводе (с обводной линией) после фильтровальной установки до точки ввода обеззараживающего реагента (хлора), обладающего «остаточным последействием» и придающего воде бактерицидные свойства.

Бактерицидную установку следует размещать в отапливаемых помещениях с влажностью воздуха, не превышающей 70%. В процессе эксплуатации установок требуется периодическая замена кварцевых ламп, срок службы которых составляет около 12000 часов.

1.2.4 Обеззараживание воды ионами серебра

Серебро (наряду с другими тяжелыми металлами, такими как медь, олово, ртуть) способно в малых концентрациях оказывать бактерицидное действие (так называемый, олигодинамический эффект). Выраженный бактерицидный эффект (способность гарантированно убивать определенные бактерии) наблюдается при концентрациях ионов серебра свыше 0,15 мг/л. В количестве 0,05 - 0,1 мг/л ионы серебра обладают только бактериостатическим действием (способностью сдерживать рост и размножение бактерий).

Хотя скорость обеззараживания серебром не так высока, как озоном или УФ лучами, ионы серебра могут долгое время оставаться в воде, обеспечивая ее длительную дезинфекцию.

Механизм действия серебра еще до конца не изучен. Как полагают ученые, обеззараживающий эффект наблюдается, когда положительно заряженные ионы серебра, а также меди образуют электростатические связи с отрицательно заряженной поверхностью клеток микроорганизмов. Эти электростатические связи создают напряжение, которое может нарушить проницаемость клеток и снизить проникновение в них жизненно-необходимого количества питательных веществ. Проникая же внутрь клеток, ионы серебра, а также меди взаимодействуют с аминокислотами, которые входят в состав протеинов и используются в процессе фотосинтеза. В результате чего, процесс превращения солнечного излучения в пищу и энергию микроорганизмов нарушается, что и приводит к их гибели.

В результате многочисленных исследований подтверждено эффективное бактерицидное воздействие ионов серебра на большинство патогенных микроорганизмов, а также и на вирусы. Однако спорообразующие разновидности микроорганизмов практически нечувствительны к серебру.

Обогащение воды ионами серебра может осуществляться несколькими способами: непосредственным контактом воды с поверхностью серебра, обработкой воды раствором солей серебра и электролитическим методом. Наибольшее распространение получил последний способ.

Установка для обеззараживания воды представляет собой камеру-электролизер с угольными и серебряными электродами, питающимися постоянным током низкого напряжения.

Вода, прошедшая электролизер, по своим бактерицидным свойствам, может превосходить такой дезинфектант, как хлор. Однако эффект обеззараживания зависит от многих факторов. Он может значительно снижаться в присутствии солей, малорастворимых соединений, коллоидов. При наличии в воде примесей, которые способны образовывать на поверхности серебряных электродов малорастворимые пленки, процесс диссоциации (или переход ионов серебра в раствор) значительно затормаживается. В связи с этим, в обрабатываемой воде должно быть низкое содержание хлоридов, органических соединений, и снижено до минимума использование для предварительной очистки воды перманганата калия. Серебро в обрабатываемую воду должно вводиться строго после прохождения ею фильтров. Обработка воды ионами серебра требует довольно жесткого контроля за возможными колебаниями водородного показателя рН (оптимальные значения 7-7,2).

Для достижения наиболее полного эффекта действия серебра необходимо определенное время контакта, которое, в зависимости от степени загрязнения воды, может доходить до 6 часов. В прозрачной воде плавательных бассейнов доза серебра в пределах 0,15-0,3 мг/л дает обеззараживающий эффект при продолжительности контакта серебра с водой в течение 30-60 мин.

Способ обеззараживания воды с применением ионов серебра требует дорогого реагента (серебра) и является сложным для дезинфекции больших объемов воды.

Так как серебро не имеет окисляющих свойств, то расщепления таких органических веществ, как водоросли, грибки, споры и т.п. не происходит. Кроме того, не существует быстрого и точного способа определения содержания остаточного серебра в воде бассейна, чтобы ежедневно контролировать эффективность обеззараживания (бактериологический анализ дорог и занимает три дня). Поэтому необходимо сочетать обработку воды серебром с хлорированием. Так как серебро катализирует воздействие хлора, его часто используют вместе с хлором для уничтожения микроводорослей.

Серебро успешно применяется в качестве обеззараживающего средства и в комбинации с другими дезинфектантами. Например, обработка воды ионами меди и серебра в соотношении 10:1 (ПДК в питьевой воде меди по СанПиНу в 20 раз выше, чем у серебра, а бактерицидное действие по некоторым микроорганизмам даже лучше) дает хорошие результаты при обеззараживании воды в СПА и бассейнах и одновременно позволяет значительно снизить степень хлорирования (но не отказаться от него!). Остаточное содержание свободного хлора в ванне бассейна при этом не должно быть менее 0,4 мг/л.

1.2.4.1 Применение прибора Nature²

Для обеззараживания воды в частных бассейнах в сочетании с хлорированием во всем мире применяется прибор Nature². Он состоит из корпуса и сменного элемента (картриджа) из активной минеральной керамики, содержащей ионы серебра и меди / 3, 5 /.

Nature² монтируют на циркуляционном трубопроводе (с обводной линией или без нее, в зависимости от расхода воды) после песчаного фильтра до точки ввода хлорсодержащего реагента.

При прохождении через такой прибор вода насыщается ионами серебра и меди. Кроме того, находящиеся в воде бактерии и вирусы задерживаются мелкопористым фильтрующим элементом и впоследствии окисляются хлором, концентрация которого в воде должна быть не менее 0,4 мг/л.

Минимальное время фильтрования составляет 8 часов в сутки, при повышении температуры воды в бассейне его необходимо увеличить.

Применение для обеззараживания воды в частных плавательных бассейнах установок Nature² в сочетании с хлорированием имеет ряд преимуществ.