Что раньше применить в бассейне коагулянт или дезинфектант?
Введение
С чего начинать водоподготовку в бассейне, с шоковой дезинфекции или коагуляции? Правомерны оба варианта, но с оговорками. Не всякий коагулянт или флокулянт будет работать или полноценно работать с окислителем. Чем тогда пожертвовать при их взаимодействии: расходом одного из них или эффективностью целевого действия? Не для каждой воды и целей конкретного ее применения есть необходимость в ее дополнительной очистке окислителем и дезинфекции. Для того, чтобы вы понимали, чем руководствоваться при выборе методики, и написана эта статья.
Предварительное окисление
Если заглянуть в литературу по вопросу использования коагулянтов, то заметите, что там встречается такое понятие как предварительное (в отношении коагуляции) окисление [1].
В качестве окислителей используют хлор, озон, перманганат калия и т.п. Наибольшее распространение получило предварительное хлорирование. В результате обработки воды хлором окисляется часть веществ, обусловливающих цветность воды, и разрушаются органические защитные коллоиды, препятствующие процессу коагуляции. Например, в зависимости от состава гумусовых веществ путем предварительной обработки воды хлором удается снизить цветность воды на 25—60%, что ощутимо сказывается на расходе коагулянта. Одновременно со снижением цветности происходит обеззараживание воды, что значительно упрощает дальнейшее применение дезинфектанта.
Для случаев трудных сточных вод исследования показали, что начинать с коагуляции непрактично из-за низкой способности к биологическому разложению определенных типов нерастворимых органических загрязнителей, таких как полициклические ароматические углеводороды и пестициды, которые часто встречаются в водных источниках. Поэтому при очистке сложных сточных вод для повышения эффективности этапа коагуляции применяют предварительную обработку окислителем. Это действие помимо разрушения различных электрохимических образований, мешающих действию коагулянтов, за счет окисления так же выводит легко окисляемые примеси.
С другой стороны, замена обработки коагулянтами первичного хлорирования может привести к снижению риска образования онкогенно и мутагенно опасных хлорированных углеводородов. Это относится к водам, содержащим много гумуса и различных органических веществ. Т.е. приходится выбирать лучшее из двух зол.
Двойное (двухступенчатое) хлорирование
Это понятие тесно перекликается с первичным хлорированием и фактически демонстрирует развитие стадий окисления/дезинфекции воды. Т.е., предварительное хлорирование является первым шагом в двойном хлорировании.
Опять же, касаясь очистки и дезинфекции сложных сточных вод можно кратко упомянуть двойное хлорирование. Но никто не заполняет бассейн канализационной водой, а потом ее отчищает. Поэтому об этом чисто в познавательном варианте.
Вводя хлор до и после очистных сооружений, можно снизить общий расход хлора по сравнению с расходом его при предварительном хлорировании, сохранив преимущества, даваемые последним. Такой метод носит название двойного хлорирования.
В [2] сообщают, что при той же дозировке хлора двухступенчатое добавление хлора (двухступенчатое хлорирование) было значительно более эффективным при обеззараживании первичных сточных вод, чем одноступенчатое добавление хлора (одноступенчатое хлорирование). Двухступенчатое хлорирование сточных вод достигло наивысшей эффективности обеззараживания при интервале времени 19 сек и соотношении доз 5:1. По сравнению с одноступенчатым хлорированием двухступенчатое хлорирование повысило эффективность обеззараживания на 0,81 или даже 1,02 log для двух разных доз хлора и времени контакта.
Таким образом, если в качестве исходной воды для бассейна вам приходится пользоваться озерной или речной водой, то проведение предварительного окисления оправдано. Однако чаще люди пользуются водопроводной водой или из артезианской скважины или колодца. И в этом случае коагуляция и последующее окисление более оправданы.
Коагуляция с последующим окислением и дезинфекцией
Осветление, отстаивание и фильтрация осадка после коагуляции даже с условием предварительного хлорирования не приводят к полному удалению из воды бактериальной микрофлоры. Примерно до 10%микробов, среди которых могут оказаться и патогенные, сохраняют свою жизнеспособность. Поэтому на завершающем этапе должна быть окончательная дезинфекция. Для бассейнов это, как правило, шоковое воздействие дезинфектантом окислительного действия – хлором или одним из вариантов активного кислорода. Однако роль завершающего дезинфектанта могут выполнить и другие методы: озонирование, олигодинамия (ионы серебра и меди), УФ [3], неокислительные дезинфектанты [4].
Основная проблема в том, что в последние годы присутствие токсичных и органических веществ в воде стало серьезной мировой проблемой. Природные органические вещества (ПОВ) в воде могут вызывать нежелательные эффекты, такие как проблемы с цветом, вкусом и запахом в системах питьевого водоснабжения, негативные изменения микробиологического качества, необходимость в дополнительных очистных сооружениях и т.д. Поскольку ПОВ встречаются в водных источниках в виде твердых частиц, коллоидной и растворенной формах, то для их удаления из воды традиционно используют процессы коагуляции / осаждения/ фильтрации. Следует учитывать, что используемые на следующем шаге химические дезинфицирующие средства могут вступать в реакцию с ПОВ с образованием вредных побочных продуктов дезинфекции. Кроме того, повышение температуры воды и наличие в воде питательных веществ могут усилить цветение цианобактерий и способствовать усилению загрязнений ПОВ и токсичности водных объектов. Поэтому актуально первоначальное проведение процесса коагуляции – осаждения – фильтрации и затем ударного окисления оставшихся ПОВ. Для применения как завершающих других, более мягких методов дезинфекции после коагуляции (ионы серебра и меди, УФ, неокислительные биоциды), нужны обоснованные условия.
Если коагуляцию провести перед шоковым воздействием, то это позволит снизить расход окислителя, т.к. таким образом из воды будут выведены примеси, на которые будет расходоваться окислитель во время шоковой обработки. Кроме этого, когда уже значительная часть примесей выведена из воды коагулянтом, то образующиеся в процессе ударного окисления оставшихся примесей твердые осадки при своей незначительности можно будет удалить обычным циклическим фильтрованием.
Многократное прохождение воды с окислителем через песок в фильтре с осевшим на нем коллоидным осадком после коагуляции, насыщенным адсорбированной микрофлорой, позволит дополнительно дезинфицировать ее. Однако захваченные флокулянтом органические и неорганические примеси лучше удалить из фильтрующего слоя тщательной промывкой до шокирования, чтобы не тратить на их дезактивацию окислитель из последующей ударной обработки. И стоит учитывать, что дезинфекция в осадке протекает намного хуже, чем в воде.
Коагуляция между шоковыми обработками
Как вы знаете, в промежутках между шоковыми обработками необходимо поддерживать санитарную (тормозящую размножение микрофлоры) концентрацию дезинфектанта. Это всегда небольшая концентрация. И для случаев наших традиционных коагулянтов сернокислого и полиоксхлорида алюминия санитарные концентрации хлора или активного кислорода не существенны. Поэтому вполне допустимо проводить ими дополнительную коагуляцию (при необходимости) и в это время. В целом, это правило касается и других методов дезинфекции. Незабываем, основным условием любой коагуляции является промывка фильтра, чтобы избежать слипания песка в комки и из-за такого укрупнения потери фильтровальной способности.
И как часто можно пользоваться флокулянтом в картриджах. Можно часто, но проблема образуется из-за бесконтрольного его растворения и, как следствие, «закоксовывания» фильтровального песка, а в случае комкования песка, потери фильтрующей способности по причине проскока воды через слой. При автоматической дозации флокулянта оператор всегда регулирует впрыскиваемую дозу и интервал времени между впрыскиванием. Это позволяет избежать проблем с фильтром.
И вообще, стоит следовать правилу ДВУХ СРЕДСТВ ДЛЯ БАССЕЙНА — не совмещать одновременно различные химические процессы (если это не указано отдельно), особенно когда вы не понимаете их механизм. А вот проводить коагуляцию до шоковой обработки или после, это уже вопрос методики. Принципиально возможна любая из этих последовательностей. Важно осознанно относится к ее выбору, понимая насколько и чем загрязнена ваша вода, какой коагулянт вы используете и какие условия для его работы надо обеспечить.
Окисление / дезинфекция и последующая коагуляция
Теперь, что будет, если начать водоподготовку бассейна с ударного хлорирования, а потом провести коагуляцию. Как правило такая последовательность чревата образованием в воде на этапе окисления большого количества водорастворимых продуктов реакции окислителя с ПОВ и органическими загрязнениями. В случае хлорирования больше всего неприятностей приносят различные токсичные органические хлорпроизводные. Именно поэтому предпочтительно большую часть того, что будет окисляться, удалить в ходе цикла коагуляции/отстаивания/фильтрации осадка.
Однако большинство пользователей заполняют бассейн водопроводной водой, которая прошла уже стадии коагуляции и хлорирования. И в этом случае вполне можно обойтись без коагуляции и на первом шаге выполнить сразу шоковое хлорирование. Этот шаг позволит доокислить остаточные примеси, но главное, выполнить дезинфекцию воды. Хотя состояние водоводов часто оставляет желать лучшего и иногда заливаемую воду не приходится считать достаточно подготовленной. В этом случае на первом шаге коагуляция может оказаться оправданной.
Часто задаваемый вопрос, так в какой момент надо проводить коагуляцию? Однозначно не одновременно с шокированием. Во-первых, вы не знаете будут ли взаимодействовать между собой коагулянт и окислитель. Во-вторых, даже если не будут, то чаще рН для оптимального протекания этих процессов не совпадает. Кроме этого, как указывают авторы статьи [5], оптимальные значения рН для удаления в процессах флокуляции/коагуляции различных примесей: бактерии 3,5, кварцевые частицы 4,5-6,5, гуминовые кислоты 6,9-9,5. В действительности одновременное смешение коагулянта и гипохлорита натрия (также и органического хлора или активного кислорода) приведет к взаимному затруднению основного действия и оба процесса не смогут пройти полноценно.
А можно ли для бассейна обойтись одной лишь коагуляцией?
На подобные вопросы мне всегда хочется ответить, как в серии анекдотов «Вопросы армянскому радио»: Можно ли есть ядовитые грибы? Ответ: можно, но от этого умирают. Поэтому ответ: можно, но надо понимать, что за этим последует.
Прежде всего, только коагулянтом даже вместе с флокулянтом на удастся очистить воду полностью ни от растворенных химических примесей, ни от микрофлоры. Однако кого-то такая степень чистоты может устроить. Значит для него ответ – можно. После первого же купания вода превратится в удобный для размножения микрофлоры бульон. Поэтому для дезинфекции может быть вам будет достаточно обработки воды биоцидами не окислительного действия, например, типа ПГМГ или Катамин АВ. А если в воде после коагуляции все же присутствуют органические загрязнения и вас беспокоит остаточная микрофлора, то придётся выполнить ударную окислительную обработку, а в дальнейшем выполнять санитарную. Если же после коагуляции и удаления осадка вас беспокоит лишь, как не допустить дальнейшего развития микрофлоры, то на какой-то период обойдётесь биоцидами не окислительного действия или санитарными концентрациями окислителя.
Вывод
Выбор начинать водоподготовку воды бассейна с коагуляции или применить сразу шоковое окисление /дезинфекцию связан со степенью загрязнения исходной воды и природой этих загрязнений. Для водопроводной воды вполне обосновано начинать с шокового окисления, а иногда и сразу переходить к санитарным концентрациям хлора. Коагуляцию выполнять далее по показаниям. Это значит, что выполнять ее сразу возможно и не придется.
В случае загрязненной воды из природных источников (реки, озера, скважины, колодцы) оправдано первоначальное применение коагуляции. Под загрязнениями следует понимать не только мутность и цветность воды, но и наличие в ней растворенных химических органических и неорганических веществ, как природного происхождения, так и как результата хозяйственной деятельности человека.
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.
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.
Литература
[1]. стр. 28 Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Контроль качества воды; Учеб. Для техникумов, 2-е изд., М.: Стройиздат, 1986. — 160с.
[2] Двухступенчатое хлорирование: новый подход к обеззараживанию первичных сточных вод. Ю Ли, Менгтинг Янг, Сянру Чжан, Цзиньи Цзян, Цзяци Лю, Cie Fu Yau, Найджел Дж.Д. Грэм, Сяоян Ли.
[3] В чем отличие УФ низкого от среднего давления, применительно к дезинфекции воды бассейнов. Сайт obasseyne.info.
[4]. Дезинфектанты или биоциды для бассейнов? Сайт obasseyne.info.
[5] Глава 7 Санитарная эффективность коагуляции в Очистка воды коагулянтами. Бабенков Е. Д. М., «Наука», 1977, стр. 232.