Дозация жидкого коагулянта/флокулянта и альгицида в бассейн

24.02.2024 Игорь Носырев Оставить комментарий

, Дозация жидкого коагулянта/флокулянта и альгицида в бассейн

Флокулянты и коагулянты в виде растворов, как правило, предназначены для автоматизированной дозации в бассейн, но допускают и ручной способ введения. Для альгицидов, которые обычно продают в жидком виде, это не принципиально и их используют в любом варианте подачи. Частично об этом уже написано в статье «Как пользоваться флокулянтом (коагулянтом) для бассейна» [1]. Подробнее о блоке из 6 статей на тему о флокулянтах/коагулянтах для бассейнов в конце этой статьи.

Ответ распадается на несколько составляющих: каким образом добавлять; в каком месте; в каких концентрациях и временных интервалах; совместимость с другими реагентами и влияние среды. Способ введения средства разделим на ручной, автоматизированный и полу-автоматизированный. Под местом введения будем понимать вводить в чашу или в трубную обвязку с оборудованием.

Каким образом добавлять

, Дозация жидкого коагулянта/флокулянта и альгицида в бассейн Автоматизированный ввод подразумевает использование дозирующих насосов. Эти насосы позволяют вводить необходимое количество средства в заданное время с заданной скоростью. Наиболее дешевыми являются перистальтические насосы, в которых средство с помощью кулачкового механизма выдавливается из эластичной трубки в место ввода. Как правило, флокулянт или коагулянт и альгицид добавляют в бассейн по принципу: расчетная доза в требуемый интервал времени. Сложные механизмы контроля (как, например, для хлора) за текущей концентрацией отсутствуют.

Допускается и ручной способ внесения. Однако он чреват рядом неудобств. В этом случае средство разводят в воде и разливают по периметру или вносят в струю воды из форсунки работающего фильтра, чтобы быстрее распределить по бассейну. И если для альгицида это практически не влияет на эффективность средства, то для флокулянтов и коагулянтов принципиальный характер имеет скорость и длительность перемешивания, а также равномерность распределения по объему. Почему? Потому, что концентрационные флуктуации коагулянта/флокулянта могут запустить не выгодные механизмы агрегации и снизить эффективность. Кстати, если учитывать механизм взаимодействия, то при совместном использовании коагулянта с флокулянтом, последний вводят через 5 минут после введения коагулянта. И в течении этих 5 минут коагулянт, а затем флокулянт, интенсивно перемешивают в чаше. И ещё, в зависимости от вводимого коагулянта, точнее его чувствительности, возможно до, а может и во время введения будет необходимо регулировать рН или щелочность.

Полуавтоматический способ. Он позволяет частично сохранить преимущества автоматизированной дозации реагента и удешевить её. Роль дозирующего насоса в этом случае может выполнить обычная медицинская капельница для внутривенного ввода лекарств. Можно придумать и другие механизмы. Например, медленно вливать в скиммер при работающей фильтровальной установке приготовленный раствор. Мне это напоминает анекдот, что чтобы свет гас постепенно, надо медленно вынимать вилку из розетки.

В каком месте в бассейне вводить эти средства.

, Дозация жидкого коагулянта/флокулянта и альгицида в бассейн Если вы присмотритесь к рекомендуемым местам ввода этих средств в системах автоматизированного дозирования, то заметите, что для альгицидов, это труба на участке фильтр-форсунка инжекции. А вот коагулянт/флокулянт всегда дозируют в участок трубы перед фильтром и чаще между фильтром и насосом. Почему? Делается это для того, чтобы образующиеся хлопья грязи тут же захватывались фильтром и не попадали в бассейн. Конечно, часть коагулянта попадет в бассейн и будет реагировать в чаше, но правильно организованная фильтрация достаточно быстро с ней справится.

При ручном способе ввода коагулянта/флокулянта образование осадка происходит в чаше. И надо дать время ему спокойно образоваться, т.е. не купаться. Конечно, велик соблазн вылить жидкий флокулянт прямо в бассейн. Но тогда осадок сформируется во всем объеме воды, понадобится время, чтобы он осел, потом придет очередь собирать его водным пылесосом. А он постоянно взмучивается, опять ждем осаждения и т.п. Плохая идея, хотя часто встречающаяся в интернете. Правильнее медленно выливать его в скиммер при работающем фильтре.

А вот полуавтоматический ввод коагулянта/флокулянта выполняют, прикапывая его в скиммер (впрочем, твердый так же кладут в корзину скиммера) и таким образом образующийся осадок сразу поступает на фильтрацию. Причем времени на его формирование у этого способа ввода будет больше, чем в варианте ввода от дозатора прямо перед фильтром и значит меньше непрореагировавшего флокулянта попадет в чашу. И еще, коагулянт оседает на зернах (песчинках) фильтра, и коагуляция переходит в более эффективный режим, так называемой контактной коагуляции [2] Это касается, конечно, и автоматизированного ввода.

В каких концентрациях и временных интервалах использовать флокулянт/коагулянт.

В ручном режиме средство вносят практически все сразу и на определенный период времени. Например, один раз в неделю. Автоматизировано так тоже можно сделать, но при необходимости ещё эту дозу можно вводить постепенно, на протяжении нескольких часов. Последнее так же достигается при полуавтоматическом введении. Но преимуществом автоматизированного способа является возможность равномерного (с необходимым интервалом) введения средства каждые сутки. Как поступать вам? Просто выберите удобную для вас стратегию.

Теперь, сколько добавлять средства. Доза флокулянта в значительной мере влияет на эффективность процесса флокуляции. При оптимальных дозах процесс происходит максимально быстро. При недостаточной концентрации флокулянта процесс не заканчивается, и очистка недостаточная. А при избытке флокулянта эффект очистки может быть не достигнут, так как происходит перезарядка поверхности частичек на противоположный знак или из-за образования пространственных сеток из флокулянтов в растворе, которые будут препятствовать сближению и агрегации частичек [3].

Примеры инструкций для пользователей коагулянтом.

Как видно из выше сказанного, проблема в том, что и мало, и много, это плохо. Надо читать инструкцию внимательно. Но и тут вас могут ожидать неожиданности. Например, из анализа инструкций в интернете к коагулянтам на основе полиоксихлорида алюминия следует, что для импортных средств (hth, CTX41, ФлокФикс у Хемоформа, Астрал) для автоматизированного внесения в сутки рекомендуют 0,5-1мл/м³. То же самое пишут для российских Коагулянт жидкий Акваполис и Акватикс. Все они указывают на 10-20мл/м³ средства в ручном режиме одноразово. Если коагулянт применяют совместно с флокулянтом, то обычно их соотношение попадает в интервал коагулянтов (40-50мг/л обрабатываемой воды) и флокулянтов (1 мг/л).

А вот для Эквиталл Маркопул рекомендует 90 — 180 мл «Эквиталла» очень медленно вливать в скиммер при работающем циркуляционном насосе. После чего необходимо выключить насос на 20 мин (для накопления слоя хлопьев). Для автоматических систем дозирования, в зависимости от степени загрязнения воды, рекомендуется 2,5-25 мл Эквиталла на 10 м³ воды.

Однако если вы почитаете инструкцию к этому же средству в редакции KOVAS, то оказывается надо 200мл «ЭКВИТАЛЛа» очень медленно вливать в скиммер при работающей в режиме «циркуляция» фильтровальной установке; через 10-15 минут насос выключить (для накопления слоя хлопьев). А для автоматизированного варианта до 2мл/м³. Правда не указано 200мл и 2мл на какой объем. И благодаря режиму «циркуляция» ввод сведен фактически к прямому выливанию средства в бассейн, но только через скиммер.

В редакции АКВАТЕКА к этому же Эквиталлу (Полиоксихлорид алюминия (12 % по оксиду алюминия)) это звучит так:

При текущей ручной обработке следует добавлять 135 мл. (165 гр.) препарата на 10 м³ воды 1-й раза в сутки (требуется перерыв не менее 3-х часов). Загадочная формулировка. А что и сколько надо по истечении 3 часов? И сравните, при 12% продукта его рекомендуют 1,35мл/м³, а у Global Wellness при 18% 1,5мл/м³в сутки.

При ударной ручной обработке (при повышенном уровне мутности) следует добавлять 315 мл. (385 гр.) препарата на 10 м³ воды бассейна (с перерывом на 24 часа). И тут загадочно. Каждые 24 часа повторять? Что у авторов с русским языком?

А вот Global Wellness для ЭкоФлок super при бОльшем процентном содержании продукта (полиоксихлорида алюминия водный раствор 18-20%) рекомендуют:

Необходим впрыск в трубу магистрали фильтрации после насоса перед фильтром в количестве от 50 мл до 150 мл на каждые 100 м³ в сутки равномерно в зависимости от состава воды и исходной проблемы. Догадывайтесь сами каждые сутки или на протяжении суток?

Получается, что не очень-то инструкция и поможет. Не уважают у нас покупателя. Копируют друг у друга глупость по принципу «на и отвяжись». В оригинальных инструкциях (переводы так же грешат) к импортным препаратам всегда указан состав и инструкции тщательно выписаны. А им что, не надо охранять свои ноу-хау или патенты?

Что же делать? Остается экспериментировать на себе. Я стараюсь покупать если российские средства, то у крупных, проверенных производителей. Хотя, как вы уже увидели, и там не обходится без неточностей.

Пробный эксперимент

Можно поэкспериментировать со своей водой. Но это не просто при уже столь малых дозах на м³ воды (например, 20мл/м³ для одноразовой ручной коагуляции Эвиталлом). Рекомендации в инструкции к препарату даны на кубический метр, а вы можете позволить себе экспериментировать с литрами. Из доступного инструмента у нас шприц на 1см³ и 3-х литровые банки с водой из бассейна. Что делать? Путем поэтапного разбавления готовим разбавленный раствор Эквиталла из расчета на 1л не выходя за заданные инструкцией пропорции. Добавим в банку рекомендуемое количество средства на 3л воды, а в другие возьмем 0,5 дозы, 1,5 и 2 дозы. Затем выберем банку с лучшим результатом и пересчитаем количество добавленного в нее средства обратно на 10м³.

Совместимость с другими реагентами

Соленая вода. При введении коагулянтов в воде происходит их гидролиз с образованием хлопьев гидроксида. Хлопья имеют положительный заряд, поэтому к ним притягиваются отрицательно заряженные взвешенные частицы. Если в бассейне используют метод электрохимического образования гипохлорита натрия из раствора поваренной соли, то надо учитывать, что присутствие хлор-иона (Cl^—) провоцирует хлопьеобразование. Поливалентные ионы стимулирует коагуляцию еще сильнее. Другими словами, отрицательные анионы нейтрализуют заряд хлопьев и ускоряют коагуляцию. Следовательно, если одновременно с коагуляцией выполнять снижение рН как твердым, так и жидким рН-минусом, то на коагуляцию будут влиять одновременно два фактора: влияние рН, которое от ситуации может как способствовать, так и не способствовать коагуляции, и анионы хлора и кислоты, которые только ускоряют хлопьеобразование. Но не все так просто. Концентрация анионов должна быть оптимальной, но не любой. Не всегда высокие концентрации противоионов оказывают содействие эффективной коагуляции. При определенных условиях (при низких значениях рН и высоких концентрациях противоионов) могут получаться очень мелкие кристаллы, которые будут плохо отстаиваться.

Смешивание различных коагулянтов. При высокой концентрации в воде органики эффективнее использовать сульфат алюминия (СА) или совместно СА и оксихлорид алюминия (ОХА). Для снижения цветности воды перспективно применение смешанных коагулянтов – полиоксисульфата или полиоксихлорсульфата с СА алюминия [4].

Влияние гипохлорита натрия. Наиболее распространенные среди средств для бассейнов полиоксихлорид и сульфат алюминия (коагулянт) и гипохлорит натрия индифферентны друг к другу в слабокислой среде [5]. Исходя из того, что у некоторых производителей в таблетках многофункционального хлора присутствует коагулянт (сульфат алюминия), можно сделать вывод, что он индифферентен и к органическому хлору.

Что касается совместимости с окислителями группы активного кислорода, то тут имеет смысл придерживаться золотого правила ДВУХ СРЕДСТВ: «если не знаешь реагируют между собой средства и в каком случае их можно использовать вместе, то всегда выполняй процедуру очистки каждым из них раздельно. И добивайся момента наименьшей остаточной концентрации предыдущего средства перед использованием следующего». Больше всего это касается взаимодействия коагулянтов/ флокулянтов с моноперсульфатом калия как активного кислорода и в меньшей степени перекиси водорода.

Влияние среды

Влияние рН является критическим параметром в процессах коагуляции/флокуляции, поскольку оно влияет на заряд частиц и активность коагулянтов/ флокулянтов/. Поэтому использовать коагулянт с одновременным повышением кислотности (снижение рН), а это может быть добавление рН-минуса или шоковое хлорирование, приводящее к повышению содержания хлорноватистой кислоты, не следует. Почему? Потому что повышенная кислотность будет способствовать переизбытку алюминия в воде. Очень часто, для упрощения технологической схемы и экономии материалов, точки ввода коагулянта, реагента для корректировки рН и дезинфектанта объединяют или делают в непосредственной близи друг от друга. Что может происходить в этом случае? Рассмотрим уравнение гидролиза солей алюминия (на примере сульфата алюминия), применяемых для коагуляции [6]:

Al₂(SO₄)₃ + 6 Н₂O ↔ 2 Al (OH)₃¯ + 3 Н₂SO₄

Al³⁺ + 3 H₂O ↔ Al (OH)₃¯ + 3 H⁺

Реакция обратима и в результате реакции, помимо гидроксида алюминия, образуется кислота. Добавление дополнительного количества кислоты (увеличение концентрации [H+]) сдвигает равновесие в сторону образования исходных веществ т.е. гидролиза и коагуляции не происходит, 2 Al (OH)₃¯ + избыток Н₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6 Н₂O, а в растворе остаётся растворённый сульфат алюминия, который проходит через механические фильтры и способен выпасть в виде осадка уже в чаше бассейна или создавать переизбыток алюминия в воде.

Для коагулянта на основе сульфата алюминия надо учитывать, что гидроксид алюминия образуется при рН ~ 7,5. При меньших значениях водородного показателя наряду с гидроксидом в воде присутствуют труднорастворимые основные соли алюминия AlOHSO₄ и Al₂(OH)₄SO₄, обладающие хорошей адсорбционной способностью. Максимальное количество этих солей наблюдается при рН ≤ 6,5. Гидроксихлориды алюминия работают в более широком диапазоне рН по сравнению с сульфатом алюминия.

Полиэлектролиты (флокулянты) имеют наибольшую эффективность в щелочной среде с промежуточным уровнем рН; в среде с уровнем pH ниже 4.5 единиц их эффективность утрачивается [7].

Влияние жесткости воды. С влиянием рН близко связано и влияние жесткости. Обычно, при коагуляции сернокислым алюминием мягких, маломутных и цветных вод принимают рН = 6,5; воды средней мутности, цветности и жесткости – около 7; при обработке жестких, мутных и малоцветных вод – до 7,5. Повышение в последнем случае рН объясняется тем, что AlO₂– взаимодействует с катионами кальция и образует с ними плохо растворимые соединения. Поддержание рН воды на оптимальном уровне снижает растворимость Al(OH)₃ и позволяет уменьшить концентрации алюминия в питьевой воде (ПДК = 0,5 мг/л) [8].

В том случае, если анионом в составе коагулянта является кислотный остаток не серной (сульфат алюминия), а соляной кислоты (полиоксихлорид алюминия), то щелочной резерв может иметь более высокие значения. Это говорит о том, что последний лучше работает в жесткой воде [9]. Щелочность воды оказывает существенное влияние на степень гидролиза солей, так как в присутствии бикарбонатов, помимо собственно реакции гидролиза, идущей с образованием гидроксида, в нашем случае алюминия, параллельно протекает еще несколько процессов: нейтрализация образующихся при гидролизе ионов водорода анионами гидрокарбоната, а также формирование основных солей алюминия с бикарбонатами и другими ионами, входящими в состав воды.

За исключением алюмината натрия, все общеизвестные коагулянты на базе железа и алюминия являются солями кислот, таким образом, с их применением понижается показатель pH обрабатываемой воды. В зависимости от влияния, оказываемого на показатель pH и щелочные свойства (наличие HC0₃⁻, CO₃²⁻ и OH⁻), для компенсации снижения показателя pH при добавлении коагулянта, возможно, потребуется добавление щелочных растворов, таких как известковые или каустические растворы. Это является существенным в силу того, что показатель pH оказывает влияние, как на заряд поверхности частиц, так и на процесс осаждения коагулята в ходе коагуляции.

Оптимальные уровни pH для образования флокулянта с применением гидроксида железа и алюминия способствуют минимизации растворяющей способности гидроксида. При этом оптимальный уровень pH для коагуляции взвешенных твердых частиц не всегда совпадает с уровнем pH, оптимальным для минимизации растворяемости гидроксида флокулянтом [7].

Влияние формы молекул флокулянтов. Эффективность флокулянтов (макромолекулярных) связана с формой, в которой находятся их макромолекулы. Причем развернувшиеся молекулы более эффективны чем те, что находятся в форме клубка. На форму катионных и анионных флокулянтов влияет реакция среды, т.е. рН.

При увеличении рН анионные флокулянты разворачиваются, то есть линейные размеры увеличиваются, что связано с повышением степени диссоциации анионных групп. А при снижении рН, наоборот, молекулы анионных флокулянтов сворачиваются в клубки, уменьшая свои линейные размеры.

При повышении рН катионные флокулянты сворачиваются, поскольку уменьшается степень диссоциации ионогенных групп. При снижении рН катионные флокулянты переходят в ионную форму, увеличивая свои линейные размеры [10].

Оптимально, это напишите мне по электронной почте (ссылка здесь Контакты) и закажите консультацию или 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.

В Телеграм у нас есть закрытая группа. Как в нее вступить и что вы от этого получите, узнайте из виджета на Главной странице, правый сайдбар.

В блоге есть серия статей о коагулянтах и флокулянтах для бассейнов. Ниже они расположены в порядке смысловой иерархии. Если хотите углубиться в этот вопрос, то читайте их в данной последовательности. Ссылки активные.