Как понизить общую щелочность в бассейне. Метод аэрации

Очень часто пользователи бассейнов путают рН со щелочностью. Но даже если им и понятно, что это два разных параметра, многие все же не понимают их тесную взаимосвязь и как их изменять. Путаница возникает из-за того, что для регулировки обоих параметров используется одна и та же кислота, но методики различаются с учетом физических и химических процессов, протекающих в ходе реакций. Важно понимать: именно умение управлять этими двумя параметрами — залог успеха водоподготовки. Практически все химические обработки воды в бассейне эффективны благодаря нужному уровню pH, который напрямую зависит от щелочности воды.

В статье рН-минус дозировка. Верна ли инструкция на упаковке были рассмотрены рекомендуемые производителями дозировки для традиционных средств рН-минус, рассмотрена теория этого процесса и даны методические рекомендации практической регулировки рН. Те, кто читал эту статью, обратили внимание на определяющую роль влияния общей щелочности (ТА) на рН. Здесь будет подробнее рассмотрено как практически добиться снижения общей щелочности и стабилизировать рН. Эта статья является продолжением (второй частью) вышеупомянутой статьи.

 

Если не хотите «ломать голову» можно ли и как это работает, то кликни ➡    рассказать, а можем и сделать ➡  вместе.

Проблема

Пользователь снижает рН воды бассейна к рекомендуемым значениям в интервал 7,2-7,6, добавляя средство рН-минус и руководствуясь дозировками производителя. После добавления средства параметр рН резко падает, но затем довольно быстро (1-3 суток) вновь вырастает. И эти качели продолжаются довольно долго. В результате расходуется большое количество рН-минуса, накапливаются раздражение и усталость от частых процедур. Как сделать, чтобы рН долго оставался стабилизированным и почему он постоянно ползет вверх?

 

Теория

Чтобы понять, как работает этот процесс, нужно разобраться в главном: кислота очень быстро снижает рН, а щелочность – довольно медленно.

Обычная регулировка pH (добавил кислоту -> подождал с работающей фильтрацией -> pH поднялся обратно) и методика для снижения ТА с использованием той же кислоты — это не разные реакции. Это одна и та же реакция, но протекающая в разных масштабах.

Когда мы добавляем любую кислоту, происходит строго определенная реакция:

бикарбонат (щелочность) + кислота (Н+) = углекислый газ (СО₂) + вода

рН снижается в момент добавления избытка кислоты: часть кислоты реагирует с бикарбонатами и выделяет СО₂, а другая часть добавляет в воду ионы Н+. Т.е. щелочность (бикарбонаты) так же снижается после введения кислоты, а не тогда, когда пузырьки СО₂ выходят из воды. Но есть подвох: образовавшийся углекислый газ (СО₂) не уходит сразу в атмосферу, а некоторое время (до нескольких суток) остается растворенным в воде. Растворенный СО₂ сам по себе является кислотой (угольной). Именно этот растворенный СО₂ даёт свой вклад в низкий уровень pH после добавления препарата. Однако со временем углекислый газ выделяется в атмосферу (на это влияют парциальное давление СО₂ в воздухе, температура и даже ветер), содержание угольной кислоты в воде падает, и мы наблюдаем знакомое нам самопроизвольное повышение рН. Это физически закономерный процесс. А щелочность? Щелочность несколько снизилась (бикарбонаты разрушены) при добавлении кислоты и теперь мы имеем дело с более низким ее значением. Так пошагово воздействуя на рН в конце концов можно приблизиться к нужному нам интервалу щелочности 80-100 мг/л и войти в зону работы карбонатного буфера, который стабилизирует рН и не дает ему быстро расти. Но это будет тот самый долгий и мучительный период борьбы за рН. О буферизации воды прочтите в статьях Что сделать чтобы рН в бассейне не менялся и Какая нужна щелочность для чистой воды в бассейне.

 

Решение

Ограничения ниже предлагаемого метода. Обратите внимание, критична именно щелочность, а не жесткость:

• Если щелочность низкая (ниже 60-80 мг/л), то в воде мало бикарбонатов
• При добавлении кислоты pH резко упадет, но CO₂ выделится немного (нечего аэрировать)
• Вода станет агрессивной, потому что кислота не нейтрализовалась бикарбонатами

Рекомендация:

Перед началом процедуры аэрации нужно измерить общую щелочность (ТА):

• Если ТА выше 120-140 мг/л — метод аэрации будет эффективен
• Если ТА ниже 80 мг/л — метод не сработает, вода станет агрессивной, нужно сначала поднять щелочность (добавить бикарбонат натрия NaHCO₃)

 

Метод в 3 шага. Тогда как же добиться быстрого снижения общей щелочности к искомому уровню 90 мг/л? Для этого используем все ту же реакцию кислоты с бикарбонатом, но изменим лишь физические параметры, которые позволят нам пониже опустить рН и быстро выдавить из воды растворенный в ней углекислый газ. Именно этот прием принято называть «снижением щелочности аэрацией» или методом аэрации.

Предположим, что у нас рН 8,0 и щелочность 140 мг/л. Посмотрим еще раз по стадиям на процесс снижения рН (как это обычно делают):

• Добавляем немного кислоты (средства рН-минус), чтобы получить идеальные 7,2 рН.
• Щелочность при этом немного снижается (например, до 135 мг/л). В воде появляется избыток растворенного СО₂. рН же первоначально резко снижается.
• Включаем фильтрацию. Форсунки создают небольшую турбулентность у поверхности.
• В течение последующих 2-3 суток этот избыток СО₂ медленно улетучивается в атмосферу.
• Поскольку СО₂ в воде, это угольная кислота, то рН снова повышается до 7,6-7,8.

Это падение — повышение и называют колебанием (скачком) рН. Почему:

• скорость дегазации невелика. Обычная фильтрация — это слабая аэрация и процесс удаления СО₂ растягивается на несколько дней.
• глубина снижения рН невелика. Мы добавили мало кислоты (только для сдвига рН, а значит образовалось мало избыточного СО₂.
• цель не достигнута. Стремились к 7.2, а через несколько дней получили 7,8. Это воспринимается не как шаг к снижению щелочности, а как «качели» рН.

.

Наша задача добиться более быстрого снижения щелочности. Метод аэрации – это химически тот же самый процесс, но выполняемый в форсированном режиме (как следует делать):

• Мы целенаправленно добавляем большее количество кислоты, снижая рН не до 7,2, а до 6,8 (если нет опасения за оборудование, т.е. нет корродирующих теплообменников, керамическая плитка защищена эпоксидной затиркой, стойкая поверхность облицовки — бассейн из полипропилена и т. п., то можно и до 6,5).
• При таком агрессивном сбросе мы разрушаем большинство бикарбонатов. Щелочность может упасть сразу на 15-20 мг/л за один раз. В результате вода становится пересыщена углекислым газом.
• При агрессивном сбросе pH до 6.8 кислоту нужно лить не в одну точку (например, только в скиммер), а равномерно распределить по периметру бассейна, иначе в месте вливания образуется локальная «кислотная бомба», которая может повредить ПВХ- мембрану (liner, пленку) или штукатурку.
• Теперь создаем максимальную аэрацию, чтобы выдавить углекислый газ из воды. Если есть водопады, противотечение с аэрацией, или специальные аэрационные насадки на форсунки, то включаем их. Направляем сопло обычных форсунок вверх. Чтобы струя падала на поверхность, увлекая за собой воздух. Надо максимально увеличить площадь контакта воды с воздухом. Как результат, процесс дегазации проходит не неделю, а часы – обычно 12-24 часа.
• Важный лайфхак: После того как вы опустили pH до 6.8 и включили аэрацию, следите за pH, а не за щелочностью. Когда pH перестанет расти и стабилизируется (например, остановится на 7.6–7.8) — это сигнал, что весь избыточный CO₂ удален. Тогда можно делать замер ТА и оценивать результат. Не измеряйте ТА сразу после добавления кислоты — она будет занижена из-за растворенного CO₂!
• СО₂ стремительно уходит из воды и рН повышается от 6,8 до 7,8.
• На следующий день выполняем замер щелочности и рН. Остановитесь, когда щелочность войдет в интервал 80–100 мг/л. Как только вы достигли целевого ТА, переходите на обычную регулировку pH малыми дозами регулятора, чтобы случайно не уронить щелочность ниже 60 мг/л, иначе вода станет агрессивной и начнет разъедать оборудование. Если щелочность упала недостаточно и не достигла заданного уровня, то процедуру надо повторить. Все зависит от стартового уровня общей щелочности.

 

Итог. В чем же разница того, что было сделано?

С точки зрения химии разницы нет. Разница в скорости и управлении процессом. Можно сказать, что:

Обычная регулировка – это фактически «маскировка» высокой щелочности. Мы добавляем кислоты ровно столько, сколько требуется для компенсации текущего уровня рН, а на реакцию с бикарбонатами ее не хватает. Образовавшийся СО₂ улетучивается медленно, поэтому рН «скачет». Это неэффективный, растянутый во времени способ снижения щелочности, который еще и дается с трудом и нервами.

Методика аэрации – это осознанное, агрессивное уже «лечение» высокой щелочности. Мы намеренно создаем избыток СО₂ (опускаем рН ниже нормы) и намеренно создаем условия для его удаления (мощная аэрация), чтобы за часы необратимо снизить общую щелочность на десятки мг/л.

Другими словами, «скачки pH» при обычной регулировке — это и есть медленное, неуправляемое снижение общей щелочности. Мы просто используем разные термины для описания одного и того же явления с разным уровнем осознанности оператора.

Дополнительный акцент: если щелочность — это «запас прочности» воды против изменения pH, то pH — это текущий баланс кислоты и щелочи. Понижая pH кислотой, мы понижаем и щелочность, но медленнее. Аэрация позволяет ускорить этот процесс в десятки раз.

 

Примечание к выбору кислоты. Хотя сернокислотный рН-минус (а это и гранулированная форма средства и буквально водные растворы серной кислоты) чаще используется для снижения общей щелочности и рН, владельцам бассейнов с солевыми электролизерами (хлоргенераторами) следует быть осторожными в выборе химического состава регулятора. Высокая концентрация сульфатов (сернокислотные жидкие и гранулированный рН-минусы) может привести к образованию труднорастворимого сульфата кальция на электродах («закоксовыванию»). В таких системах предпочтительнее использовать солянокислый рН-минус. Да, при его использовании в воду поступают хлорид-ионы (что может имитировать повышение концентрации соли и способствовать увеличению выработки хлора хлоргенератором), но этот избыток легко компенсируется снижением мощности самого электролизера на панели автоматики.

Для бассейнов с хлоргенераторами (солевым электролизом) целевую щелочность лучше держать чуть ниже обычного — 60-80 мг/л. При щелочности выше 80 мг/л в солевых бассейнах резко возрастает риск выпадения карбоната кальция на электродах (те самые белые наросты), даже если используется соляная кислота. Для обычных бассейнов (без электролизера) общая щелочность 80-100 мг/л — отличный ориентир.

 

Спойлер. В контексте практического применения вышеизложенного логично было бы здесь дать таблицу расхода кислоты для агрессивного снижения щелочности методом аэрации. Напомню, что невозможно добавлять кислоту для снижения рН, а потом — для снижения общей щелочности. Эти процессы происходят одновременно и их нельзя разделить. Однако теоретически такое деление можно выполнить. В статье рН-минус дозировка. Верна ли инструкция на упаковке в таблице 1 приведены объемы кислот для регулировки рН в 1 м³ воды при старте от ТА 90 мг/л и рН 7,8.

Например, для 14% соляной кислоты указано ~27 мл/м³, чтобы сдвинуть pH на 0,1.

Что скрывается за этими 27 мл? Это сумма двух расходов:

• часть кислоты пошла на нейтрализацию именно этой конкретной щелочности (90 мг/л).
• оставшаяся часть создала избыток H⁺ и сдвинула pH с 7,8 до 7,7.

Если бы щелочность была равна 0 (дистиллированная вода), то для сдвига pH на 0,1 понадобилось бы в разы меньше кислоты. Но в бассейне щелочность есть всегда, поэтому она «съедает» большую часть добавляемой кислоты.

Создадим таблицу, в которой учтена ТОЛЬКО реакция нейтрализации бикарбонатной щелочности (ТА). Расход на сдвиг pH в ней не учтен, и его нужно добавлять к расходу на щелочность.

Таблица ТА (для снижения щелочности на 10 мг/л в 1 м³ воды)

Регулятор	Концентрация	Расход на снижение ТА на 10 мг/л
Соляная кислота	14–15%	~15–18 мл
Серная кислота	35%	~6–7 мл
Серная кислота	45%	~4–5 мл
Бисульфат натрия	95–100%	~8–10 г

Эта таблица служит мостиком между двумя статьями: «я знаю, сколько кислоты нужно для pH, а теперь знаю, сколько нужно для щелочности».

Как пользоваться таблицей на практике (пошагово)

Представим, что у вас бассейн 10 м³, стартовый pH = 7,8, стартовая ТА = 150 мг/л, а вы хотите привести ТА к норме 90 мг/л (снизить на 60 мг/л).

Вариант А (метод аэрации из данной статьи):

1. Вы работаете только по таблице снижения ТА. Вы берете из таблицы ТА расход на снижение ТА на 10 мг/л, умножаете на 6 (чтобы снизить с 150 до 90, это 6 раз по 10мг/л). Для 14% соляной это среднее 17 мл × 6 = 102 мл на 1 м³, а на весь бассейн (10 м³) = 1020 мл.
2. Вы вливаете этот литр кислоты (дробно!), pH упадет не до 7,2, а значительно ниже — до 6,5–6,8. Это специально. Включаете усиленную аэрацию. Через сутки CO₂ улетучивается, pH сам поднимается до 7,6–7,8, а ТА становится = 90 мг/л.
3. Итог: вы сделали одно действие и решили проблему ТА. Отдельно тратить кислоту на сдвиг pH не нужно, потому что вы заложили ее с запасом.

Вариант Б (обычная корректировка pH, без снижения ТА – для воды с нормальной щелочностью):

1. У вас ТА = 90 мг/л (норма), pH = 7,9, а вы хотите pH = 7,4 (снижение на 0,5). Вы берете толькотаблицу из первой статьи («рН-минус дозировка»), где уже учтена реакция с конкретной ТА. И добавляете, например, 27 мл/м³ × 0,5 = 13,5 мл/м³ (всего 135 мл на 10 м³).
2. Расход на нейтрализацию ТА в этом случае — это внутренняя часть этого расчета, и вы о ней не думаете, потому что вносите мало кислоты, и ТА почти не меняется (упадет на 1–2 мг/л).

Главный вывод:

Если вы снижаете ЩЕЛОЧНОСТЬ (ТА), используйте ТОЛЬКО таблицу на снижение ТА. Она уже содержит в себе кислоту, необходимую для сдвига pH до безопасного уровня 6,8–7,0. Добавлять сверху еще расход на pH из первой таблицы НЕ НУЖНО — иначе вы опустите pH ниже 6,0 и повредите оборудование.

Если вы просто корректируете pH при нормальной щелочности, используйте ТОЛЬКО таблицу из первой статьи. Не пытайтесь прибавлять к ней расход на ТА — он там уже учтен эмпирически для средней щелочности.

 

Если вам нужна профессиональная поддержка, то оптимально, это напишите мне по электронной почте (ссылка здесь Контакты) и закажите онлайн сопровождение запуска бассейна или выхода из проблемной ситуации. С помощью видео-чата мы совместно найдем решение и выработаем регламент ухода именно за вашим бассейном с учетом специфики вашей воды, с учетом возможностей установленного у вас оборудования и ваших предпочтений к химии.