Сбалансированная вода бассейна, что об этом думает Ланжелье?

, Сбалансированная вода бассейна, что об этом думает Ланжелье?Индекс насыщенности Ланжелье (LSI) является краеугольным камнем в водоподготовке для систем замкнутого отопления, но будучи дополнен и развит стал очень полезен для бассейнов. LSI — это наиболее четкое и однозначное измерение водного баланса, определяемое насыщенностью воды карбонатом кальция. Он показывает, является ли наша вода агрессивной (низкий LSI), сбалансированной или образующей накипь (высокий LSI). Существуют 6 основных показателей, которые пребывают в тесной взаимосвязи, и их сумма должна находиться в некотором диапазоне, о котором говорит индекс Ланжелье. Этот диапазон позволяет воде называться сбалансированной.

Данная статья входит в цикл статей «Базовые показатели воды плавательных бассейнов». Она занимает шестое место в смысловой хронологии после:

1 — Определение, тестирование, регулировка, а также различие между щелочностью и рН в бассейне.

2 — Какая нужна щелочность для чистой воды в бассейне.

3 — Что сделать чтобы рН в бассейне не менялся

4 — Бораты и боратный буфер применительно к воде в бассейнах. 

5 — Щелочность цианурата, циануровая кислота и органический хлор.

6 — Сбалансированная вода бассейна, что об этом думает Ланжелье?

 

Попробуйте оценить сколько времени вам потребуется чтобы разобраться в химии водоподготовки в бассейне. Затем потратить время и деньги, а вмести с ними и нервы, на экспериментальную проверку на сколько хорошо вы все поняли и можете уже применить. Наверняка станет ясно, что лучше заработать деньги тем, что вы уже хорошо делаете, а освоение новой для себя темы и ускоренное получение желаемого результата выполнить вместе со специалистом в этом деле. Поэтому поступите рационально – закажите (e-mail obasseyne@yandex.ru) онлайн сопровождение решения интересующего вас вопроса. В разделе Давайте знакомиться https://obasseyne.info/obo-mne/davayte-znakomitysya/ в комментариях прочтите отзывы тех, кто уже этим воспользовался.

Давайте смоделируем как некоторые занимаются водоподготовкой у себя в бассейне. Например, вы заметили, что рН воды вырос, скажем, до 9. Традиционное решение — надо добавить рН-минуса и опустить его до 7,2. Что и делается. Но автор этого действия не следит, да и не знает, как это делать, за другими параметрами. А у него почти нулевая щелочность. Соответственно достигнутое понижение быстро меняется на опять повышение. Как результат возникают качели по рН и постоянные траты на реагент и возню с ним. Этим примером я хочу сказать, что борьба за какой-то отдельный параметр в отрыве от взаимосвязи с другими, как правило приводит к худшему результату, чем ожидаемый.

Например, вы пользуетесь таблетками (гранулами) органического хлора и узнали от всезнающего интернета (он то знает, а вы нет, что он вам вывалил одно из болтающихся в пространстве суждений, которое спорное или нуждается в пояснениях), что 120 ppm циануровой кислоты (CYA), это допустимый максимум. Дальше надо разбавлять ее. Но интернет не уточнял чем чреват этот максимум. Или, а что можно еще изменить, чтобы иметь возможность оставаться при имеющемся уровне CYA и не допускать ее роста.

Так вот, есть другой подход: надо знать, что существуют 6 показателей, которые находятся в тесной взаимосвязи и что их сумма должна находиться в некотором диапазоне, который позволяет воде называться сбалансированной. Тогда, меняя какой-то (какие-то) параметры вы загоняете этот индекс в нужный коридор значений и не имеете проблем с водой. Этот индекс говорит о сбалансированном составе воды и называется Индексом насыщения Ланжелье (LSI). В число шести параметров как раз и входят рН и концентрация циануровой кислоты. Но самым главным в нем является насыщенность воды кальцием, т.е. кальциевая жесткость. А вот по первому, выше описанному подходу, вы принялись менять рН, а все остальное осталось без изменения и нужная вам сумма индекса не реализовалась. В итоге, вроде правильное действие, а положительного результата нет. Вывод: надо рассчитать LSI и определить, что надо изменить и насколько. Баланс LSI — это то, чего хочет вода и она этого добьется, если вы ей не поможете. И добьется не лучшим для бассейна путем, а через коррозию, травление поверхности чаши или накипью и налетами солей [1].

 

LSI показывает нам, насколько насыщенность воды карбонатом кальция (CaCO3) находится в симбиозе с другими параметрами воды. Идеальная насыщенность составляет 0,00 LSI, а допустимый диапазон составляет от -0,30 до +0,30 LSI.

Если LSI составляет -0,31 или ниже, вода агрессивна, потому что она недостаточно насыщена карбонатом кальция. Вода жаждет большего количества кальция и сделает все, чтобы его найти. И будет его выковыривать из клея и штукатурки бетонных стенок бассейна и т.п. Точнее, из всего, где его найдет. В том числе и из ПВХ мембран (лайнера). В бассейнах со стекловолоконной или виниловой облицовкой со временем могут возникнуть необратимые повреждения, такие как выцветание.

Выше + 0,31 означает, что в воде слишком много растворенного CaCO3, поэтому CaCO3 начинает выпадать в осадок. Результатом может быть карбонатная окалина, гипсовая взвесь (пыль) в воде или другие формы CaCO3. Вода сама начнет исправлять это и потому должна осаждать CaCO3, чтобы вернуться к + 0,30 LSI и достичь сбалансированного диапазона. Если вода находится в равновесии с LSI, ни травления, ни образования отложений не произойдет. Наша цель состоит в том, чтобы поддерживать баланс LSI в воде круглый год, чтобы не происходило ни травления, ни образования отложений.

Вода не остановится ни перед чем, чтобы найти равновесие, но вода не может перенасыщать саму себя. Она возьмет только то, что ей нужно, и ничего больше. Однако со временем другие меняющиеся факторы могут привести к превышению LSI 0,00, например, повышение температуры воды или естественное повышение pH в результате выделения CO 2. Помните, воде все равно, стараетесь ли вы изо всех сил следовать инструкциям, написанным к каждому средству или нет: она либо сбалансирована, либо нет. А если нет, то вода сбалансирует себя сама. А вот за то, как она это сделает, расплачиваться придется вам.

Вода не может перенасыщать саму себя, это значит, что у любого веществ растворенного в воде есть предельное количество, выше которого оно уже не растворяется в данном объеме. Т.е. предел насыщения. Конечно можно повысить температуру или увеличить объем раствора, но это уже вопрос как повлиять на предельное насыщение. Но если мы говорим о CaCO3 то надо учесть, что он лучше растворяется в холодной воде. Это объясняет, почему более холодная температура воды означает более низкий LSI. Например, при 0 °С карбонат кальция имеет наиболее высокую растворимость (81 мг/л). С повышением температуры до 50°С растворимость карбоната кальция снижается до 38 мг/л. 

Какие показатели входят в LSI

LSI состоит из шести показателей. Если в вашей воде используется борат, это седьмой показатель.

  • pH
  • Карбонатная щелочность
  • Кальциевая жесткость
  • Температура воды
  • Общее количество растворенных твердых веществ (TDS), включая соль NaCl
  • Циануровая кислота (CYA)
  • Борат только при использовании

Мы рекомендуем проверять pH, общую щелочность и температуру воды каждую неделю. Другие показатели – кальциевую жесткость, CYA и TDS – следует проверять ежемесячно, поскольку они быстро не меняются.

Большинство привыкло проверять уровень хлора, pH и иногда щелочность. Но это только одна треть показателей LSI (в лучшем случае). Однако, тем, что не измеряется, нельзя управлять.

Чтобы упростить жизнь читателям избавим их от химических подробностей и приведем таблицу, в которой все нужные для расчета LSI параметры представлены с поправочными коэффициентами на температуру и рН. Вам остается лишь выбрать нужный в соответствии с вашей ситуацией.

Поправочные коэффициенты к индексу насыщения Ланжелье

, Сбалансированная вода бассейна, что об этом думает Ланжелье?

Единственное, что используется на основании замеров напрямую, а не из таблицы, так это рН.

Формула достаточно проста, за исключением того, что касается щелочности. Если в бассейне присутствует CYA, мы должны скорректировать общую щелочность (TA) на карбонатную щелочность. Это потому, что CYA вносит вклад в TA в виде циануратной щелочности. А нам в формулу нужна именно карбонатная щелочность. Так же следует поступить и с боратной щелочностью. Чтобы рассчитать LSI, мы должны вычесть щелочность цианурата и если есть, бората, из общей щелочности. Затем используйте в формуле полученные данные карбонатной щелочности для нахождения значения LSI. Если вы будете пользоваться таблицей, то в ее третьем блоке используют общую щелочность (ту, что вы определите тестером) и конечно используют 4-ый блок для циануровой кислоты. Если в бассейне нет циануровой кислоты, то 4-ый блок не используется и в формуле на месте циануровой кислоты ничего не записывают. Если же вы пользуетесь бесплатным калькулятором от Orenda, то все вычисления он выполняет сам и сам пересчитает на карбонатную щелочность с учетом подставленных вами данных по содержанию циануровой кислоты и бората. Но в сегодняшних реалиях регистрация приложения, это «танцы с бубном». Для российского пользователя придется пересчитать привычную температуру в шкале Цельсия на Фаренгейта: Фаренгейт = (Цельсий * 9/5) + 32.

Уравнение LSI

Формула для LSI заполняется с помощью данных из таблицы:

(pH) + (Температурный коэффициент ºF) + (Коэффициент жесткости кальция) + [(Общая щелочность ppm) - (CYA ppm x поправочный коэффициент при текущем pH)] — (коэффициент TDS) = LSI

Если вы делаете расчет вручную и у вас в воде нет CYA, то четвертое слагаемое, это общая щелочность ТА (в этом случае она же карбонатная), а пятое слагаемое отсутствует.  Если в воде есть циануровая кислота, то на месте четвертого слагаемого надо поставить ТА (общую щелочность) и вычесть циануратную щелочность. Последнюю определяют как количество циануровой кислоты умноженное на коэффициент. Этот коэффициент берут из четвертого блока в таблице, отталкиваясь от имеющегося рН.

Допустим, в вашем бассейне следующий химический состав:

  • pН: (7,6). Этот показатель так и записывается в формулу,
  • температура: 84ºF (0,7) Пересчитайте в градусы по Фаренгейту
  • жесткость по кальцию: 300 ppm. Второй блок смотрим 300 - (2.1)
  • общая щелочность: 90 ppm (коэффициент неизвестен, пока не будет произведена коррекция на CYA)
  • циануровая кислота: 70 ppm (pH 7,6 → [0,33 x 70] = щелочность цианурата 23,1 ppm)
  • TDS (общее количество растворенных твердых веществ): 1000 ppm/ В пятом блоке (подставляем коэффициент из таблицы — 12.1)

Подставляем в формулу:

[(7.6) + (0.7) + (2.1) + [(90 TA) - (70 CYA ppm x 0,33)] — (12,1) = X LSI

(10.4) + [1.75] — (12.1) = +0,04 LSI

Идеальное значение LSI равно 0, что указывает на идеальный баланс воды. Если значение индекса насыщения (SI) из уравнения находится в диапазоне от +0,3 до – 0,3, то вода также считается сбалансированной и никаких корректировок не требуется.

Более +0,3 указывает на вероятность образования накипи в воде (перенасыщение минералами). Чем выше значение LSI, тем больше вероятность образования накипи.

Значение ниже -0.3 указывает на вероятность коррозии воды. Чем ниже значение SI, тем выше опасность коррозии.

Как и pH, значение LSI является логарифмическим, что означает, что разница в 1,0 в реальности равна разнице в десять раз. Индекс насыщения, равный -2,0, в десять раз более агрессивен, чем значение SI, равное -1,0.

Калькулятор в приложении Orenda будет показывать более точный результат потому, что он находит промежуточные значения между теми, что мы видим в таблице. Существует множество таблиц и калькуляторов онлайн для вычисления индекса Ланжелье. Однако, ориентированных на бассейны, т.е. учитывающие еще и щелочность циануратов и боратов не так много. Например, [2] и [3]. Если же вы не используете органический стабилизированный хлор и бораты, то вам подойдут и традиционные варианты.

Когда вы владеете этой формулой и знаете каким должен быть LSI, то у вас появляется возможность оперировать параметрами. Т.е., выполнить обратный расчет нужного параметра, который удовлетворит оптимальный LSI. Например, при температуре 84ºF=28,88ºС, жесткости 300 и количестве циануровой кислоты 60ppm, TDS 1000, после замеров вы имеете рН 8, а общая щелочность показывает 0ppm.

Запишем уравнение: LSI = 8 (рН) + 0,7(Температурный коэффициент ºF) + 2,1 (Коэффициент жесткости кальция) + 0 ТА — (70 CYA ppm x 0,36) – 12,19 =

10,8 +[0-25,2] -12,19 = 10,8-1,4 (из табл.) -12,19= -2,79

Вывод: вода не сбалансирована и не находится в допустимом интервале для LSI.  Что делать? Вспомним, что уменьшить рН можно с помощью рН-минуса, но при этом снизится и щелочность. Попробуем поменять только щелочность. Для этого выделим щелочность из этого уравнения.

Тогда, 10,8 +Х — (70*0,36) -12,19= -2,79

Отсюда Х= -2,79 -10,8 +(70*0,36) +12,19= 45,4

Т.е., надо иметь общую щелочность 45 ppm. Повысить ее можно с помощью пищевой соды. Для это можно пользоваться эмпирическим правилом [4] 1,5г/м3 чтобы поднять карбонатную щелочность на 1ppm. В день добавляйте не более 910 г соды. Из-за слишком большого количества соды за раз уровень pH воды может увеличиться. Так что подождите, пока она перемешается с водой, прежде чем добавить еще. Если надо добавить большое количество соды, то лучше растяните эту процедуру на несколько дней.

В действительности мало людей среди профессионалов (про пользователей можно вообще не говорить) кто понимает и пользуется Индексом насыщения Ланжелье. Но использующее LSI меньшинство всегда имеет великолепный результат как в качестве воды, так и в экономичности обслуживания.

Один из полезных выводов из теории LSI. Идея в том, что накипь поддается  лечению, но коррозия и травление поверхностей постоянны. Наличие в воде LSI ниже -0.3 означает химический состав, который может вызвать необратимое повреждение поверхностей всех видов (штукатурка, стекловолокно, виниловая облицовка) и оборудования (как металлического, так и пластикового). Вода не остановится ни перед чем, чтобы достичь баланса. Даже если ей придется прогрызть весь бассейн, чтобы найти нужное.

Поэтому с практической точки зрения, лучше придерживаться минимального значения 0,00 LSI или если уж, то выбирать из двух зол лучшее — стремиться к более высоким уровням LSI. Почему? Потому что накипь поддается лечению. Есть препараты, которые удерживают кальций в растворенном состоянии. В США для этих целей принято использовать SC-1000, который мягко растворяет кальций обратно в раствор, не нанося ущерба бассейну. На российском рынке этим целям служат Маркопул Кальцистаб, Aqualeon- Кальций Стоп, БиоБак Кальциста стабилизатор кальция, Кальцинекс Пул от Байрола (Германия), Стабилизатор жёсткости Gemas Calstab (Турция).

 

На что обращать внимание при формировании LSI

Когда вы становитесь приверженцем LSI, отказываетесь от погони за уровнем pH и вместо этого сосредотачиваетесь на балансировании уровня LSI, то вам становится понятна неоспоримо важная роль кальция. Кальциевая жесткость - это основа, на которой строится стратегия химического состава воды. Чем ниже содержание кальция, тем меньше вариантов сбалансировать LSI.

Для контроля за жесткостью воды можно использовать тест-полоски. Однако они дают скорее полуколичественный результат. Кроме того, пользователи редко знают или интересуются условиями их использования. Например, выполняют измерение в присутствии дезинфектанта-окислителя хлора. Результат конечно не корректный. Лучше и точнее для этих целей использовать тест-наборы. Так производитель Hanna [5] предлагает HI 3812 титровальный набор для определения жесткости воды. Это набор для химических тестов, который измеряет общую жесткость по CaCO3 путем титрования с ЭДТА. HI3812 поставляется в комплекте со всеми реагентами и оборудованием, необходимым для выполнения примерно 100 тестов. В руководстве к измерениям в присутствии хлора говорится, что первоначально надо дезактивировать хлор несколькими кристалликами тиосульфата натрия (раньше его использовали как закрепитель в фотопечати).

Понизить содержание кальция можно разбавлением мягкой (например, после осмоса) водой. А вот как повысить содержание кальция в воде? Концентрация кальция в природной воде обычно в диапазоне – 300-420 мг/л. В аквариумистике используют Кальквассер — капельная добавка в аквариум насыщенного раствора гидрооксида кальция взамен испарившейся воды. По «кулибински» можно использовать окись, гидроокись и хлорид кальция.

Окись кальция – CaO иногда также называют негашеной или жженой известью. При добавлении воды, она переходит в гидроокись кальция с выделением большого количества тепла с превращением части воды в пар (будьте осторожны):

CaO + H2O → Ca (OH)2

Гидроокись кальция - Ca (OH)2 иногда называют гашеной известью. Это сильная щелочь не слишком хорошо растворимая в воде. Ее насыщенный раствор (жидкость с большим количеством мелкой белой взвеси) называют известковой водой (нем. — kalkwasser, англ. – limewater).

В 1-м литре дистиллированной воды растворяют 2 грамма гидроокиси кальция и тщательно перемешивают. Растворение идет с выделением тепла. Осторожно!!! – образуется сильная щелочь.

Хлорид кальция СаСl

Практически все жидкие «фирменные» препараты для увеличения концентрации кальция в воде, представляют из себя раствор хлорида кальция.

Добавление раствора хлорида кальция довольно резко увеличивает концентрацию ионов кальция в воде. Слишком частое и обильное добавление хлорида кальция при малых подменах воды может привести к смещению соотношения между основными элементами солевого состава из-за увеличения концентрации ионов хлора.

Хорошим профилактическим средством является наличие в засыпке фильтра на дне 1-2 см слоя мелкого мраморного щебня. В этом случае вода сама будет при необходимости насыщать себя кальцием. Не стоит экспериментировать и портить воду глюканатами или лактатами кальция.

Для большинства плавательных бассейнов требуется уровень жесткости кальция в пределах 250-500 частей на миллион, в зависимости от температуры воды. Рекомендуемый уровень общей щелочности зависит от используемого вами для дезинфекции средства. Если вы используете органический хлор на основе трихлорцианурата, который сам по себе кислый, то в этом случае требуется большие значения TA. Но жидкий хлор и гипохлорит кальция являются оснОвными, поэтому в их случае требуется меньше значение TA. Для бассейнов с морской водой или бассейнов с электрическими хлоргенераторами чтобы предотвратить такие проблемы, как высаждение кальция, требуется еще меньший ТА. Но в целом в большинстве бассейнов используется от 60 до 90 ppm общей щелочности.

Содержание циануровой кислоты (CYA) должно быть ниже 50 ppm во всех открытых бассейнах (в закрытых лучше избегать использования органического хлора), по возможности 30ppm.

Наконец, pH. Да, мы упоминаем его последним специально, потому что мы не ставим своей целью контролировать pH, а ставим своей целью варианты сдерживания изменений рН. Разница между контролировать и сдерживать есть. Сдерживая мы фокусируемся на том, чтобы потолок pH был достаточно низким, чтобы, когда pH естественным образом повышается до этого уровня, уровень LSI оставался сбалансированным. В этом контексте мы позволяем pH естественным образом подниматься до максимального уровня в открытых бассейнах, содержащих CYA. А для нестабилизированных бассейнов значение pH гораздо важнее из-за его влияния на скорость расходования (т. е., на реакционоспособность) хлора (% HOCl).

 

ОВП и его связь с LSI

ОВП (окислительно-восстановительный потенциал), — это объективное измерение эффективности дезинфицирующего средства. Другими словами, ОВП — это измерение способности воды окислять загрязняющие вещества. Измеряется с помощью электрода и электронного счетчика. Это показатель уровня дезинфекции или степени защиты воды от болезней. Измеряется в милливольтах при принятом минимальном уровне 650 мВ".

Факторы, влияющие на ОВП

pH - первый и важнейший фактор, влияющий как на ОВП, так и на LSI. Мы уже знаем, что pH имеет обратную корреляцию с содержанием хлорноватистой кислоты (HOCl) и гипохлорит-иона (OCl). Чем ниже pH, тем выше процентное содержание HOCl и, следовательно, тем сильнее ее окислительные свойства. Из-за более высокого процентного содержания хлорноватистой кислоты при более низком рН ОВП будет выше в воде с более низким рН.

, Сбалансированная вода бассейна, что об этом думает Ланжелье?

 Стабилизатор хлора, а именно циануровая кислота, это еще один фактор, влияющий на ОВП. CYA обманчиво снижает ОВП, связывая свободный хлор. И все же при анализе на хлор в воде с высоким содержанием CYA в бассейне по-прежнему может обнаруживаться свободный хлор. Но под влиянием стабилизатора ОВП будет низкий и активность хлора окажется низкой, как следствие санитарная обработка ставится под угрозу. То есть, тестирование только на хлор не расскажет вам всей истории.

В этой паре ОВП, является гораздо более надежным показателем уверенности в качестве воды. Есть пример наблюдения воды в Индии, где нормы допускают содержание активного хлора в воде 5мг/л. Вода дезинфицировалась трихлором со стабилизатором. рН был низким, около 6, содержание остаточного свободного хлора (т.е. когда хлор уже выполнил свою дезинфицирующую функцию) высоким, вода прозрачная, но с черными водорослями в чаше по стенам и дну.

Этот пример свидетельствует, что чрезмерное использование трихлора и дихлора в бассейнах должно вызывать беспокойство не только по поводу возможного высокого уровня CYA. Мало того, что при использовании органического хлора его требуется все больше и больше чтобы получить в воде заметный остаточный свободный хлор, так еще это ведет к тому, что количество стабилизатора увеличивается, что в свою очередь приводит к снижению ОВП и LSI.

Выводы.

В заключение можно сказать, что управление состоянием воды в бассейне в целом основано на понимании и оперировании ОВП и LSI.

Наконец, LSI предлагает иной взгляд на химический состав воды. Вместо того, чтобы сосредотачиваться на поддержании отдельных химических показателей (что иногда физически невозможно), сосредоточьтесь на поддержании LSI

LSI учит нас важности жесткости кальция. Это стабильная основа для нашей стратегии химического анализа воды. Такие параметры, как pH и щелочность, колеблются, но кальций — нет. Кроме того, жесткость кальция сама по себе не является ведущей причиной образования накипи. То, что причиной накипи является карбонат кальция, не говорит, что жесткость кальция слишком высока. Накипь возникает, когда LSI слишком высок. Обычно это связано с высоким pH, высокой температурой и щелочностью воды.

Для холодной воды требуется большая жесткость кальция, но для горячей воды она уже может быть меньше. Поэтому подстраиваясь под воду с низкой температурой, вместо уменьшения жесткости можно использовать меньшую щелочность, при условии, что LSI остается сбалансированным. Т.е. в балансировке можно перенастраивать параметры индекса.

Литература

[1] статья является авторизованным переложением материалов из блога Orendatech

[2] Калькулятор индекса насыщенности бассейна

[3] AquaChek Калькулятор индекса насыщенности Ланжелье

[4] Как добавить соду в бассейн.

[5] HI 3812 титровальный набор для определения жесткости воды

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.

, Сбалансированная вода бассейна, что об этом думает Ланжелье?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.

 

Вся информация на этом сайте бесплатная, проект не коммерческий и существует на личные средства автора.
Если эта статья оказалась полезной для Вас или Вам понравился этот ресурс, Вы можете внести свой вклад в развитие:

Другие варианты помощи →

© 2015-2030 © Все материалы являются собственностью владельца сайта. Разрешается копирование материалов с обязательной активной ссылкой на obasseyne.info

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.