Диоксид хлора. Способы получения диоксида хлора. Часть 2

     Рассмотрим способы получения диоксида хлора с точки зрения их применения для бассейновых технологий. В «Что лучше хлора для водоподготовки бассейна – диоксид хлора 23 марта, 2020» я уже упомянул нескольких производителей установок для дезинфекции воды диоксидом хлора. Естественно, что они базируются на генерации диоксида хлора непосредственно в установке с моментальным вовлечением его в процесс очистки воды. Вы уже знаете, что такая необходимость вызвана взрывоопасностью и ядовитостью чистого диоксида хлора. Установки генерации СlO2 позволяют сразу получать его в виде водного раствора и в очень низких, не опасных для человека концентрациях. При этом, благодаря высочайшей бактерицидной способности СlO2 даже использование низко концентрированных растворов дает искомый эффект очистки и обеззараживания воды. Выпускаются эти установки не для узконаправленного применения для бассейнов, а в первую очередь для:

  • дезинфекции питьевой воды в общественных заведениях – больницах, спортивных сооружениях, гостиницах и т. п.
  • дезинфекция воды для систем охлаждения, таких как системы вентиляции и кондиционирования
  • в пищевой промышленности для мытья и дезинфекции оборудования, посуды
  • дезинфекция воды в градирнях и охлаждающих контурах гидротехнических сооружений
  • в животноводстве, в пивобезалкогольной, молочной, мясоперерабатывающей, кондитерской и других отраслях промышленности.

Например, установка Chlorox-System немецкой компании DINOTEC вырабатывает СlO2 по кислотно-хлоритному методу.

5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O

КПД этих установок более 80%. Это значит, что в ее реакторе происходит контролируемое смешение 9% соляной кислоты и 7,5% раствора хлорита натрия, но на выходе остаются в небольшом количестве не прореагировавшие исходные вещества и хлорит-ион (продукт гидролиза NaClO2). В каждой фазе производства диоксида хлора сохраняется концентрация < 8г/л. Производимый диоксид хлора накапливается в емкости. Раствор имеет высокую стабильность и короткое время реакции. Вентилирование реактора и накопительной емкости происходит через фильтр с активированным углем. Это предотвращает превышение максимально допустимой концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

По кислотно-хлоритному методу так же работают установки Bello Zon CDLbу компании ProMinent для получения диоксида хлора или Oxiperm Pro у Grundfos. Российская компания Экомаш выпускает установку BlueDIS – это автоматическая установка получения диоксида хлора. Получаемый раствор разбавляется, помещается в бак для хранения, и добавляется в поток воды с помощью дозирующего насоса по мере надобности. Дозирование производится пропорционально объему потока, что обеспечивает необходимую концентрацию диоксида хлора.

В России отсутствует собственное производство хлорита натрия, а привозной продукт достаточно дорог. Поэтому использование установок иностранного производства, работающих по кислотно-хлоритному методу, не распространено. Ранее описанные импортные установки вырабатывают только диоксид хлора (без хлора), что приводит к повышенному содержанию хлорит-ионов ClO2 в обрабатываемой воде, особенно на стадии предокисления (первичной обработки сырой воды). В связи с этим диоксид хлора в мировой практике приходится использовать в сочетании с другими окислителями (дезинфектантами) и реагентами, или воду приходится пропускать через сорбенты для снижения содержания хлоритов, что ведет к значительному удорожанию процесса водоподготовки.

В России (Екатеринбург) акционерное общество «Уральский научно-исследовательский химический институт» выпускает установку ДХ-100 по получению высокоэффективного и экономичного комбинированного дезинфектанта «Диоксид хлора и хлор» из доступного отечественного сырья — хлорАта натрия, поваренной соли и серной кислоты. В ДХ-100 предварительно из хлората натрия и хлорида натрия (поваренной соли) готовится водный раствор, который из расходной емкости одновременно с серной кислотой поступает в реактор установки, где идет взаимодействие реагентов по следующей реакции:

NaCIO3+NaCI+Н2SO4 → CIO2+0,5CI2+Na2SO4+H2O

И далее хлор помогает избавиться от загрязняющих питьевую воду хлорит-ионов, т.к. реагирует с ними с образованием опять же диоксида хлора.

2NaCIO2+CI2 → 2CIO2+2NaCI

Продукты реакции поглощаются водой в инжекторе установки с получением водного (рабочего) раствора, который непосредственно из установки подается по трубопроводу в обрабатываемую воду. Среднее массовое соотношение диоксида хлора и хлора в рабочем растворе составляет 1:0,65. Кстати, у Grundfos в установке Oxiperm 166 использован более совершенный метод получения диоксида хлора уже с участием газообразного хлора, но все так же на базе хлорИта натрия. Эффективность этого метода почти на 5 % выше, чем эффективность метода с использованием кислоты/хлорита, и составляет приблизительно 95 %.

 

Сегодня на российском рынке используется технология получения чистого диоксида хлора (без примесей свободного хлора) на основе хлорАта натрия NaClO3 – технология Purate® (пюрэйт). Диоксид хлора образуется в результате восстановления хлората натрия перекисью водорода в кислой среде.

2NaClO3 + H2SO4 + H2O2 → 2ClO2 + 2O2 + Na2SO4

По технологии Purate смешивают два раствора: смесь, состоящую из следующих основных компонентов: 40% хлората натрия и 7-8% перекиси водорода и серную кислоту следующих концентраций: 78 %, 93 %, 98 %. Эта реакция протекает с КПД 95%. Производство раствора диоксида хлора осуществляют в SVP-Pure® — генераторах диоксида хлора. В них происходит смешение серной кислоты и смеси Purate® в определенных количествах и инжекция уже готового диоксида хлора в воду для получения рабочего раствора.

Можно утверждать, что сегодня наиболее современными технологиями получения чистого раствора диоксида хлора являются технология Purate и кислотно — хлоритная технология. Однако для России хлоритная технология менее предпочтительна, т.к. хлорит, это импортируемое сырье. Сравнение стоимости диоксида хлора в этих двух технологиях, выполненное с учетом цен на реагенты на территории РФ (правда, еще в досанкционном периоде) показывает, что хлоритная технология дороже на 55-60% хлоратной по Purate. Следует добавить, что хлоратная технология по Purate более пригодна в случае значительного расхода диоксида хлора в диапазоне 0,5-200 кг/час, а хлоритная — от 1 до 100г/час.

Производство хлората натрия (NaClO3) не сложное. Его получают электрохимическим окислением растворов поваренной соли. Причем электрохимический способ на сегодня по всем показателям опережает возможные химические способы. Например, хлорированием растворов гидроксида натрия. Хлорат натрия используется как отбеливатель в целлюлозно-бумажной промышленности и как дезинфицирующее средство. В РФ хлорат натрия выпускают волгоградский «Каустик», новочебоксарский «Химпром», Братский хлорный завод и другие отечественные предприятия. Однако цена российского химиката из-за небольших объемов производства довольно высока. Именно по этому, российским производителям бумаги было выгодней покупать его за рубежом. Вероятно, что при нынешнем дефиците отбеливателей для бумаги, его производство пойдет вверх.

Из приведенного материала следует, что аппаратные способы получения ClO2:

  • либо также используют растворы хлорита натрия и эти установки дорогие как сами по себе, так и по используемому сырью
  • либо установки технически не адаптированы под производство низко концентрированных растворов ClO2 (для бытового употребления), как те, что базируются на хлоратном способе.

А обзор двух технологий получения диоксида хлора приводит к выводу:

  • Работа с разбавленными растворами по хлоритной технологии позволяет повысить точность приготовления и дозирования рабочего раствора диоксида хлора в обрабатываемую воду, что особенно важно при его очень малых эффективных концентрациях. К тому же, использование установок, работающих на разбавленных растворах, упрощает работу оборудования и является более безопасным способом получения диоксида хлора.
  • Хлоратная технология для бытового (домашнего, ручного) использования не применима, т.к. условия ее протекания (несколько фаз одновременно в реакции, температура, давление, концентрированные реагенты и т. д.) и образование газообразного диоксида хлора в смеси с хлором в бытовых условиях непреодолимы.

Таким образом, для получения в быту ручным способом диоксида хлора с последующим использованием его в бассейновых технологиях возможно использование только импортируемого (а значит дорогого) хлорита натрия. И фактически мы возвращаемся к условиям получения MMS/CDS , описанным в Диоксид хлора. Теоретические основания применения в бассейновой практике — Часть 1. Что же касается методики применения диоксида хлора к водоочистке в бассейнах, то, скорее всего, бездумная калька с хлорной методики (что сегодня и наблюдается на уже поступающих в продажу препаратах) не даст желаемого результата. А применение диоксида хлора потребует продуманного комплексного сочетания с другими реагентами. И только в этом случае можно рассчитывать на действительно инновационный и эффективный результат.

Диоксид хлора. Теоретические основания применения в бассейновой практике — Часть 1

Введение

Физические и химические свойства диоксида хлора

История открытия

Применение диоксида хлора

Пищевая добавка Е-926

Диоксид хлора — мощный дезинфектант

ММS и CDS – Д. Хамбл и А. Калькер

Заключение. Преимущества и перспективы.

 

Ранее я уже опубликовал статью о восходящей на небосклоне российского бассейнового рынка звезде – диоксиде хлора, инновационном препарате для дезинфекции и уже российского производства. Конечно, этому восхождению способствовал дефицит сырья для производства препаратов для отбеливания бумаги, дезинфицирующих средств и т.д., возникший из-за санкционного давления стран Запада.

К сожалению, нам часто приходится наблюдать как захлестывающая эйфория восхваления и возвеличивания чего бы то ни было, заканчивается последующим ниспровержением кумира. Проходит время, появляются новые факты, накапливается не всегда положительный опыт использования и недавно прославляемое становится сначала рядовым, а бывает, что оказывается даже вредным на поверку. Поэтому, пока не накопится необходимый опыт использования в бассейновой практике диоксида хлора, считать, что «Синяя птица» у нас в руках, рано. Однако теоретические перспективы эффективности, удобства и безопасности использования диоксида хлора налицо и заманчивы. Более того, накопленный опыт его использования и разнообразие сфер применения очень впечатляет. Об этом и расскажем. Читать дальше

Перекись водорода в бассейне не работает

Живой пример проблем, возникающих при использовании перекисного метода дезинфекции воды в бассейне. Сразу отметим, что подобное встречается редко. Чаще всего метод работает вполне гладко.

Из рассказа моего клиента: «Решил в этом сезоне (2022г) попробовать вместо хлора перекись водорода. Сюрпризы начались с самого начала. Первое: обнаружил, что перекись прилично подорожала, второе — наметился ее дефицит. Начитался бравых советов из интернета, мол, вылей по 700мл на куб воды перекиси и будет тебе счастье, причем надолго и без дополнительных хлопот. «Посмотреть бы в глаза» этим писакам. Набрал из скважины воды в бассейн. Чистенькая, но мутноватая. Так и сделал – на свои 14м3 вылил 10 л 37% перекиси марки техническая А. На следующее утро обомлел. На дне моего полипропиленового бассейна появились какие-то черные отложения, похожие на капли мазута, а в корзине для мусора насоса белые нитчатые волокна, как вата.

На дне маслянистые черные пятна отложений


Белые, ватообразные отложения в фильтре

 

 

 

 

 

 

 

 

Начал советоваться с коллегами. Сошлись на мнении, что проблема в перекиси. Она не качественная. Надо не испытывать судьбу, а вернуться к хлору. Однако вспомнил про сайт оbasseyne.info и так как хотелось все же попробовать перекисный метод, запросил платную (т.к. вопрос сложный) консультацию».

С подобными описанному явлениями мне еще не приходилось сталкиваться. Версию с «плохой» перекисью я сразу отбросил, как не состоятельную. Никаких «неправильных» примесей в перекиси, да еще в таком количестве быть не могло. Причина в примесях в воде, тем более она не водопроводная (прошедшая уже хлорирование), а из скважины. Попробовали черные и белые высаждения на растворимость в слабой серной кислоте, щелочи, гипохлорите натрия и бензине.  Никакого растворения не заметили. По внешнему виду и проведенным тестам все это напоминает поведение полимеров. Скорее всего, перекись водорода катализировала реакцию полимеризации чего-то находящегося в воде. Аргумент, что раньше подобного не наблюдалось, не состоятелен, т.к. особенно у неглубоких скважин состав воды часто меняется и поверхностные течения, в том числе верховодка могут принести любую «химию», например, от машино мойки с некачественным отводом сточных вод.

Теперь напомню, что в методе комплексной водоподготовки бассейна первым проводят шоковое хлорирование, а потом переходят к перекиси. И это не зря, т.к. хлорирование вызовет окисление примесей (не зависимо каких и как они туда попали) и выделение продуктов окисления в осадок. А это значит, что перекись в дальнейшем уже не сможет вызвать побочной реакции полимеризации.

Чистая вода, комплексный метод дезинфекции

Применение перекисного метода дезинфекции не во всех случаях проходит гладко. Во многом благоприятный результат зависит от состава воды, ее жесткости, характера присутствующих примесей и еще есть много других причин, способных потребовать изменения стандартного хода водоподготовки.

Клиент запросил сделать ему подробный регламент водоподготовки с последовательностью и дозировками реагентов. Выполнил все по инструкции. Вода прекрасная. Теперь пользуется перекисной методикой, используя «некачественную» перекись из магазина.

Можно ли смешивать в бассейне перекись водорода (активный кислород) и биоцид

3D гуанидин-ион

Данная статья является развитием ранее опубликованной «Можно ли смешивать в бассейне перекись водорода (активный кислород) и альгицид»  из которой следует, что большая часть препаратов (если не все), в бассейновой практике именуемые альгицидами, представлена ЧАС (четвертичными аммониевыми соединениями) или композициями с доминирующей ролью ЧАС. Важно подчеркнуть, что в быту ЧАС чаще используются как биоциды*, но только часть из них обладают одновременно и значительными альгицидными свойствами. Вот именно их и используют в самостоятельных средствах, составляющих отдельную группу бассейновых препаратов – альгициды. А это значит, что все альгициды оказывают (конечно в разной степени) и биоцидное (в том числе и антимикробное) действие. Поэтому интересно проследить возможность использования ЧАС и представителей других близких классов соединений с не окислительным действием для обеззараживания воды бассейнов, т. е. как биоцидов в общем значении этого термина*, а точнее как бактерицид. В том числе посмотрим, как они работают в бассейнах совместно с классическими окислителями, в частности с перекисью водорода.

Примером биоцида с неокислительным действием является ПГМГ-ГХ (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид), полимерные бигуанидины, бигуанидины (например, известный аптечный хлоргексидин) и множество других. На основе ПГМГ-ГХ  наиболее известны препараты Биопаг, МультиДез, Аквадез, Неотабс и множество других (Россия), Акватон и Гуанполисепт (Украина), Продез, Приалин (Белоруссия). В бассейновой практике наиболее распространенными препаратами на основе ПГМГ являются Биопаг и ряд препаратов, содержащих ПГМГ-ГХ в сочетании с ЧАС. Например, Дезавид (алкилдиметилбензиламмоний хлорид (ЧАС) и полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (ПГМГ)). Из недавно появившихся в продаже это Мастер-Пул (от Маркопул кемиклс) или «Кристалпул COMPLEX» (от Фелицата Холдинг). В описании Мастер-пул скромно умалчивают состав. Указано: «Состав:  полимерные катионные ПАВ, поликарбоновые кислоты, стабилизаторы».  Хотя предложенная методика для контроля концентрации препарата относится именно к определению ПГМГ. Авторы описания к «Кристалпул COMPLEX» более откровенны и ссылаясь на ту же методику пишут «Контроль содержания препарата «Кристалпул COMPLEX» в воде бассейна осуществляется еженедельно либо в аккредитованных лабораториях (по методике ММГУ-42-2005, свидетельство об аттестации №242 141-2005 от 16.11.2005г.), либо вручную с помощью специальных ТЕСТЕРов, позволяющих определять содержание полигуанидинов в воде на уровне от 0 до 0,3мг/л. Состав: полигексаметиленгуанидин гидрохлорид и функциональные добавки».

Интересную информацию о распространенности дезинфектантов на основе полигуанидинов в мире приводит Светлов Д.А. в статье перепечатанной в Мультидез. По его данным: «Исследование тематики патентов показало, что около 70% из них касаются новых препаратов на их (препаратов гуанидина) основе и около 30% — посвящены совершенствованию технологии. Свыше 60% патентов посвящены разработке новых лекарственных препаратов, 26% — препаратам антимикробного действия, 10% — использованию в области химической технологии, остальное — косметике, ракетному топливу, пищевой промышленности. В области медицины патентуются различные препараты противовоспалительного, противоопухолевого, сердечно-сосудистого, антишокового, иммуностимулирующего, анальгетического, нейрозащитного действия. Основная часть патентов принадлежит фирмам США (42%), Японии (40%), Германии (15%).» Как видите, Россия вовсе не доминирует в этом вопросе. Хотя именно в СССР в 70-е годы П.А. Гембицким и соавторами разработана наиболее эффективная технология производства ПГМГ-Х на основе конденсации ГМДА с гуанидином. Такое массовое внимание к этим препаратам не говорит об их абсолютной безвредности, но свидетельствует о том, что существуют области и методики их корректного применения. Конечно, сдуру можно съесть и паспорт, даже если в нем написано, что он не съедобен. Но это же не повод искоренить паспорта из употребления. Подробнее о биоцидных свойствах гуанидинов читайте здесь.

Важно обратить внимание на указание в методиках к Мастер-Пул и «Кристалпул COMPLEX»: «ВАЖНО! Эти препараты не совместимы с хлором и другими окислителями!». Понимать это надо так, что буквально смешивать в воде их одновременно нельзя. Окислитель (хлор или перекись) их разрушит. Однако, если изменить методику и использовать окислитель на стадии шоковой обработки, а эти биоциды применять после снижения концентрации окислителя до минимума для увеличения интервала времени между шоковыми обработками и купания без присутствия хлора или активного кислорода, то такое применение возможно и кому-то может быть интересно. Однако, в силу меньшей бактерицидной активности этих препаратов в сравнении с хлорными препаратами или, даже с препаратами на основе активного кислорода, эта методика может применяться только для частных бассейнов, поскольку число купальщиков в этом случае ограничено семейным кругом, и они резистентны (не восприимчивы) к микрофлоре друг друга.

А вот препарат «Чистая» вода от «Аквалеон» представляет собой согласно описанию водный раствор полимерной четвертичной аммониевой соли (ЧАС) и поликарбоновых кислот. Производитель не позиционирует его как биоцид, а лишь как препарат, который уничтожает водоросли в бассейне и предупреждает их образование; устраняет помутнение воды; предотвращает образование известковых отложений и ржавчины на поверхности чаши бассейна и оборудовании. Он может применяться совместно с традиционными дезинфектантами и вспомогательными средствами обработки воды. Это сразу нам говорит, что перед нами типичный альгицид, устойчивый к действию окислителей за счет полимерной формы. А поликарбоновые кислоты обеспечивают все остальные свойства. Препарат «Чистая вода» наверняка так же обладает бактерицидной активностью, но на нее не делается акцент, так как, либо для этого нужна более высокая концентрации ЧАС, либо спектр антимикробной активности у него узкий.

Можно ли заменить в бассейновой практике действие основных дезинфектантов окислителей (хлор, активный кислород в их разных формах) на дезинфекцию биоцидами неокислительного действия (в частности ЧАС и полигуанидинами)? Для бассейнов общественного пользования однозначно нет, а для частного пользования допустимо. Почему? В статье (ссылка) в таблице 3 приведены результаты сравнения активности основных дезинфицирующих веществ в отношении бактерий и спор со ссылкой на средне эффективные концентрации. Лидируют хлорсодержащие дезинфектанты, альдегиды и бисфенолы — ≥ 10 мг/л. Последние два имеют ограниченное промышленное применение в пищевой промышленности, а значит и бассейнах. Для ЧАС и бигуанидинов характерны высокие концентрации (150-250 мг/л) для получения сравнимой с хлором эффективности. Перекись водорода (активный кислород) занимает средние позиции. Однако сравнивать биоцидную активность только на основе концентраций было бы неправильно. Например, при сравнении очень важно время экспозиции. Не углубляясь в детали отметим, что кроме этих факторов есть и другие, которые выводят «хлор» на первое место в бассейновой практике. И самые строгие требования применяются для бассейнов общественного пользования. В частных бассейнах люди ассоциируют чистоту воды только с ее физической прозрачностью. Для ограниченного и постоянного числа пользователей частного бассейна этого может быть достаточно. Поэтому для этого случая возможны отступления от общего правила и полная или частичная замена «хлора» или активного кислорода на неокислительные биоциды. Однако я сторонник смешанного варианта, когда предварительная и периодическая шоковая дезинфекция проводится «хлором» или активным кислородом, а промежутки времени между ними (они могут быть очень разными и зависят от воды, чистоплотности пользователей, погоды, засоряющих факторов и т.п.) заполнены, например, ЧАС или композициями с ними (ссылка). Кроме этого эти паузы можно успешно заполнить мягкими окислителями, например, такими как перекись водорода, пероксисульфаты или в комбинации их с ЧАС. Пример таких комбинированных продуктов — СТХ-110 жидкий (Испания), российский Окситест (жидкий) от Маркопул Кемиклс. Или твердые смеси, например, ® Софт энд Изи (Soft & Easy) у Байрола или HTH Easy'ox 4 in 1 у голландского НТН. Подробнее об этих комбинированных препаратах прочтите на этом же блоге в «Можно ли смешивать в бассейне перекись водорода (активный кислород) и альгицид». Конечно, альгицидным (противоводорослевым) действием обладают и классические для бассейнов окислители – хлор, бром или активный кислород (во всех его видах). Но, в процитированной статье, речь шла именно о самостоятельных препаратах – альгицидах.

Для любителей углубленной информации.

Механизм воздействия четвертичных аммониевых соединений и полигуанидинов на микроорганизмы отличается от действия соединений хлора и йода. Как правило, большинство полимерных антимикробных препаратов представляют собой макромолекулу, несущую в себе положительный заряд, обусловленный наличием в их структуре атомов азота. Установлено, что антимикробная активность растет с увеличением числа положительно заряженных групп в полимерной цепи. При этом для таких высокомолекулярных препаратов как соли поливинилпирролидона молекулярная масса полимера и природа противоиона существенное значение не имеет (хлориды, иодиды и бромиды имели одинаковый уровень активности). Бактерицидное действие производных гуанидинов определяется их способностью за счет заряда на атомах азота связываться с клеточными стенками и мембранами бактерий, проникать в ядро клеток и ингибировать клеточные ферменты. Подобным образом действуют и ЧАС.

Активность гуанидинов в отношении грам-отрицательных бактерий усиливают, комбинируя четвертичные аммониевые соли с другими дезинфицирующими агентами. Например, Дезавид и Продез, это смесь ЧАС с ПГМГ, а Полидез, производства НПФ Химитек, в качестве действующего вещества содержит перекись водорода и ЧАС.

К недостаткам четвертичных аммониевых оснований следует отнести потерю активности в присутствии анионных ПАВ, пленкообразование на пищевом оборудовании и поверхностях, а также слабую активность в отношении грам-отрицательных бактерий за исключением Salmonella и E.coli.

 

* Понятие Биоциды это общий термин, который включает в себя альгициды, спорициды, бактерициды, гербициды, фунгициды, пестициды, акарициды и т.п.

Удаление избыточного хлора из воды бассейна или снова о совместимости хлорки и перекиси

        О возможности совместного использования хлорного и перекисного методов дезинфекции воды в частном бассейне поговорим еще раз, но под другим углом зрения. В статье Совместная обработка бассейна перекисью и хлором, последовательность действий  было сказано, что буквально вместе эти два метода невозможно использовать по причине взаимодействия перекиси водорода с препаратами из неорганического и органического хлора. Однако при соблюдении ряда условий, их последовательное применение дает хороший результат и даже улучшает традиционную схему.

В бассейновой практике часто возникает задача удалить избыточный активный хлор из воды бассейна. Чаще он накапливается из-за:

  • чрезмерного применения хлорирующего агента (увы, страдает наш пользователь желанием «принять всю пачку анальгина сразу, чтобы голова год не болела»)
  • необходимости сменить схему дезинфекции хлором на активный кислород.
  • просто для дезактивации хлорированной воды перед сливом и т.п.

Практически все производители бассейновой химии для удаления избытка активного хлора предлагают «Стоп-хлор», препарат на основе тиосульфата натрия (другие названия ТН — гипосульфит, сульфидотриоксосульфат натрия, натрий серноватистокислый), Na2SO3S. Это и понятно, т.к. он не токсичен и даже обладает рядом полезных фармакологических свойств — оказывает противовоспалительное, противопаразитарное, дезинтоксикационное, десенсибилизирующее, противочесоточное действие. Во времена черно-белой фотографии его широко использовали при печати бумажных фотографии и проявлении пленок, и назывался он Фиксаж. Стоил он не дорого, т.к. тиосульфат натрия является побочным продуктом некоторых многотоннажных коксохимических производств. Сегодня Стоп-хлор стал уже классическим в бассейновой химии и продается он по цене меда, раз в 10 дороже самого тиосульфата натрия.  Но так ли он хорош для нашей цели?

Для удаления активного хлора из растворов гипохлоритов обычно применяют различные соединения четырехвалентной серы — диоксид серы, сульфит натрия, метабисульфит натрия, в том числе и тиосульфат натрия и другие.  Реакция быстрая и протекает без нагрева. Из продуктов реакции нежелательными являются только сульфаты. Еще образуется соляная кислота, но для бассейновой воды это не помеха, а может быть и полезная вещь.  А вот так же образующаяся серная кислота приводит к нежелательным сульфатам. Например:

сульфит натрия: Na2SO3 + NaOCl → NaCl + Na2SO4

гидросульфит натрия: NaHSO3 + NaOCl + NaOH → NaCl + Na2SO4 + H2O

тиосульфат натрия: Na2S2O3 + 4Cl2 + 5Н2О → Н2SO4 + 2NaCl + 6НCl

оставшийся тиосульфат натрия реагирует с образовавшейся серной кислотой:

Na2S2O3 + Н2SO4 → Na2SO4 + H2O + S + SO2

 Согласно СанПиНу 2.1.2. 1188-03 в воде бассейна содержание сульфатов должно быть не более 350 мг/л. Высокое содержание сульфатов в воде усиливает «разъедающие» свойства воды в отношении цементосодержащих материалов бассейна.

 

Но более интересным для нашего случая является удаление избытков «хлорки» растворами перекиси водорода. Реакция быстрая и бурная, если концентрации реагентов большие. Однако в воде бассейна мы имеем разбавленные растворы. С перекисью водорода гипохлорит натрия реагирует с образованием хлорида натрия и кислорода:

H2O2 + NaOCl → NaCl + H2O + O2

Обратите внимание, в отличие от предыдущего способа здесь нет нежелательных побочных продуктов. Более того, в процессе дехлорирования происходит дополнительная и довольно сильная бактерицидная обработка воды атомарным кислородом, который потом объединяется в молекулы кислорода. Конечно, ситуация усложнится, если в хлорной схеме использовали органический хлор (читайте Органический хлор для дезинфекции в бассейнах. Некоторые нюансы.).

Т.е, когда в методе комплексной водоподготовки Комплексная (хлор, перекись и биоцид) дезинфекция в каркасном бассейне Bestway (а именно, шокирование гипохлоритом натрия, а регулярная дезинфекция перекисью водорода в сочетании с ЧАС) после шокового хлорирования гипохлоритом натрия переходят к применению активного кислорода, невольно происходит разложение остатков гипохлорита первыми порциями перекиси. Поэтому не обязательно выжидать перед добавлением перекиси, когда хлор полностью развалится. Просто перекиси уйдет несколько больше на реакцию с остатками хлорки.

Однако в случае комплексной водоподготовки стоит задуматься над тем, чем понижали рН воды. Если это твердый рН (порошок, гранулы) или жидкий на основе серной кислоты, то проблем нет. А вот с соляной кислотой ситуация усложняется. Соляная кислота способствует разложению перекиси на воду и кислород, особенно при дополнительном нагревании (читай в жаркую погоду).

H2O2 + 2HCl = 2H2O + Cl2 — образуется вода и хлор, но затем хлор взаимодействует с перекисью:

H2O2 + Cl2 = 2HCl + O2 — выделяется кислород.

Так что в схеме комплексной дезинфекции воды из осторожности для снижения рН лучше пользоваться серной кислотой или гидросульфатом натрия (твердый рН). Из осторожности, т.к. возможно, что в разбавленных растворах выходы этих реакций не высокие и ими можно пренебречь. О препаратах для понижения рН воды читайте: Чем выгоднее пользоваться твердым или жидким рН-минусом?.

В последнее время среди пользователей бассейнов выросла популярность применения перекиси водорода для дезинфекции воды бассейнов. Но отношение к этому методу разнохарактерное и в интернете существует множество противоречивых мнений. От себя здесь скажу, что в ряде случаев применение перекиси оправдано и допустимо. Однако надо понимать, что и как делать и когда. В этом блоге есть ряд статей, развивающих данный вопрос.

На форумах любознательные пользователи бассейнов уже интенсивно обсуждают применение вместо жидких растворов перекиси водорода таблеток гидроперита. Этот аптечный препарат в практике применяют, например, для полоскания полости рта и горла. Для этого растворяют 1 таблетку (1,5 г) в стакане воды (200 мл) и получают 0,26 % раствор перекиси водорода. Для промывания используют 1% раствор, для чего растворяют 4 таблетки в стакане воды. Гидроперит (мочевины пероксид) — это клатратное соединение перекиси водорода с карбамидом (мочевиной). Клатраты, это практически твердые растворы. Т.е. молекулы перекиси водорода распределены в кристаллической решетке мочевины и удерживаются в ней водородными связями. При растворении гидроперита в воде получается раствор перекиси водорода и карбамида.  Содержание перекиси водорода в соединении 35 %.

В аптеке 16 таблеток (каждая 1,5г) стоят приблизительно 70р. Т.е. за 1,5*0,35*8=4,2г 100%-ной перекиси водорода вы платите 70р. В килограмме 37%-ной перекиси водорода марки «А» техническая ее содержится 370г и стоит килограмм 100 рублей. Значит, в варианте эквивалентного количества гидроперита надо взять 88 пачек по 70р, заплатив при этом 6166 р. Я не могу не аплодировать знатокам, с жаром призывающих на форумах к использованию гидроперита в бассейнах и доказывающих, как это удобно и дешево. «Дешево» уже понятно, а насчет «удобно», разберем немного позже.

Выше уже было сказано, что гидроперит, это твердый раствор. Поэтому соединения, где пероксид водорода «растворен» в твердой матрице еще называют пероксосольватами (другие названия — пероксогидраты, пергидраты, гидропероксидаты) – это продукты присоединения перекиси водорода H2O2 к анионам неорганических (например, KF, Na2CO3) или органических  (мочевина) соединений за счет водородных связей. Кстати, первые пероксосольваты были получены в самом начале XIX века профессором Новороссийского Университета С.М. Танатаром. Большинство из нас хорошо знакомо с одним из представителей пероксосольватов – «Персоль». Это натрия пероксокарбонат (пе­рок­со­соль­ват кар­бо­на­та на­трия) со­ста­ва Na2CO3⋅1,5H2O2, про­дукт при­сое­ди­не­ния пе­рок­си­да во­до­ро­да H2O2 к Na2CO3 т.е. к кальцинированной соде. В кри­стал­лической ре­шёт­ке натрия пероксокарбоната  ио­ны CO32 свя­за­ны мо­ле­ку­ла­ми H2O2 по­сред­ст­вом во­до­род­ных свя­зей в слои, ме­ж­ду ко­то­ры­ми на­хо­дят­ся ио­ны Na+.

Теперь главное – авторы патента обратили внимание, что при использовании перекиси водорода для дезактивации растворов гипохлорита сама реакция (ведь добавили еще один бактерицид – Н2О2) не оказывает заметного влияния на остаточный уровень бактериальной загрязненности воды (смотрели только на примере кишечной палочки). Если же вместо перекиси водорода применять твердые пероксосольваты, то возникает дополнительная (к действию гипохлорита) деструкция патогенных микроорганизмов. Авторы делают вывод, что это происходит за счет синглетного кислорода, образующегося в реакции пероксида водорода с гипохлоритом вблизи твердых частиц пероксосольватов, имеющих при растворении щелочную реакцию. Т.е. применение пероксосольватов вместо перекиси водорода более эффективно в плане дезинфекции. По эффективности влияния на кишечную палочку выстраивается следующий ряд: NaClO + Na2CO3*1,5H2O2 > NaClO > NaClO + KFH2O2 > H2O2 > NaClO + H2O2. Наибольший обеззараживающий эффект достигается при использовании реакции гипохлорита с твердым носителем пероксида водорода — пероксокарбонатом, дающим при растворении щелочной компонент. За ним идет сам гипохлорит натрия, затем гипохлорит в сочетании пероксосольватом фтористого калия, наконец, сама перекись водорода.

Применительно к теме нашего разговора получается, что использование гидроперита или других пероксосольватов (вместо жидкой перекиси водорода) на стадии дезактивации хлора, т.е. после процедуры шоковой обработки воды, даже увеличит глубину деструкции загрязняющих веществ и микроорганизмов.

Но подходит ли для нашей цели гидроперит? Сейчас станет понятен ответ и на вопрос об «удобно» ли пользоваться гидроперитом. Итак, вы использовали гидроперит в качестве источника перекиси водорода и внесли в воду мочевину. Наступает время шоковой обработки воды, которую выполняем раствором гипохлорита натрия или органическим хлором. Вот тут наличие мочевины дает неприятный продукт реакции с гипохлоритом натрия, а именно ядовитый гидразин. Поэтому для удаления хлора гидроперит не стоит использовать. А вот если вместо него взять пе­рок­со­соль­ват кар­бо­на­та на­трия, то удаление избыточного хлора происходит по очень быстрой реакции  NaClO+ Na2CO3⋅1,5H2O2 → NaCl+ Na2CO3+O2+H2O

Как видим, продуктами реакции являются только нетоксичные соединения: NaCl, Na2CO3, O2 и H2O. Но это все чисто теоретические рассуждения, т.к. уже нам стало понятно, что и выгоднее и безопаснее использовать не гидроперит, а саму перекись водорода. Что касается пе­рок­со­соль­вата кар­бо­на­та на­трия, то зачем добавлять в схему еще один препарат, когда перекись водорода (которая у вас уже есть) вполне справляется сама.

Таким образом, в комплексном применении хлорной шоковой дезинфекции и последующего перехода на активный кислород в периоде регулярной дезинфекции, дехлорирование на момент перехода лучше всего выполнять раствором чистой перекиси водорода или пероксокарбонатом. Для регулировки рН в этой схеме предпочтительны препараты на основе серной кислоты.

Можно ли смешивать в бассейне перекись водорода (активный кислород) и альгицид

В качестве заголовка я специально взял часто повторяющийся в поисковиках запрос. Правда вместо слова альгицид чаще пишут конкретное коммерческое название: Альгитинн, Альгекс, Дезальгин, альгициды МАК, Акватикс, Кристалпул STOPGREEN. Ответ на это вопрос очень тесно перекликается с вопросом о совместимости биоцидов с перекисью водорода. Поэтому статья состоит из двух частей: 1 — альгицид+Н2О2 и 2 – биоцид+Н2О2

Читать дальше

Совместимость умягчителей (стабилизаторов) жесткости воды бассейна с перекисью водорода

     После обработки воды бассейна перекисью водорода в воде появилась белесая, не оседающая и не захватываемая фильтром муть. Чаще всего в интернете это объясняют избыточным содержанием солей жесткости или говорят в воде было много извести (кальция). Для ряда ситуаций такое объяснение бывает правильным. Но причин появления мути в этом случае в действительности много больше. И чтобы использовать верный способ избавления от мути надо понимать, что ее вызвало.

  1. В некоторых случаях достаточно опустить рН до 7-7,2 и муть исчезает. Значит причиной помутнения был выход за пределы растворимости каких-то солей или от повысившегося рН, или от изменившейся температуры воды, или от одновременного действия этих факторов.
  2. Появление мути могло быть результатом окисления избытка органических примесей, находившихся в вашей исходной воде. Особенно это проявляется, когда используют воду из природного водоема (озера, реки и т.п.) или скважены. В этом случае применение флокулянта (коагулянта) поможет высадить ее в осадок. А вот собрать осадок получится лишь при наличии песочного фильтра, а не «тренировочной» китайской бутафории – картриджных фильтров.
  3. Есть другие причины. Например, несовместимость ранее использованной химии с перекисью водорода, прошедший ливень и другие варианты.
  4. И наконец, причиной возникновения мути был избыток солей металлов в исходной воде. Это и любимый кальций, и магний, и железо, и медь и т. д. И опять же применение флокулянта (коагулянта) поможет высадить муть в осадок. При этом если в воде было много железа, то осадок будет бурого цвета за счет перехода железа в трехвалентное состояние и последующего гидролиза. Но можно пойти и другим путем, а именно выполнить предварительную водоподготовку. На этой стадии удалить либо органику, либо ионы мешающих металлов. Органику обычно удаляют либо предварительным шоковым хлорированием, либо несколькими стадиями обработки воды перекисью водорода. А металлы, скажем железо, предварительной аэрацией воды.

Можно ионы металлов (особенно кальция) также удалить с помощью препаратов с общим названием умягчители (стабилизаторы). Вот об этих препаратах и поговорим подробнее. Читать дальше

1 2 3 6