Вода – источник жизни, здоровья и комфорта

РЕЗЮМЕ
В цикле статей о главной составляющей бассейна - воде, о том, как сделать ее чистой, приятной и безопасной, мы расскажем о "святая святых" бассейна – системе циркуляции воды - из чего она должна состоять, как заставить ее работать надежно и эффективно, о наших помощниках – реагентах, и многом другом. Пусть наши предложения и советы не покажутся вам излишне скрупулезными и не в меру подробными, а тон - наставительным или безапелляционным. Дело в том, что писать на тему очистки воды бассейнов, по понятным причинам, стало модным, а в многочисленных публикациях на эту тему, наводнивших в последнее время самые разные издания, помимо "воды", на вас "выливают" такие "перлы", что и нарочно не придумаешь. Некоторые авторы либо не понимают того, о чем пишут и, соответственно, не придают значения опасным последствиям такого подхода, либо автор знаком с проблемой очистки и обработки воды, но не учитывает всю важность правильного, грамотного ее решения. Мы знаем, как можно и нужно сделать воду бассейна чистой и безвредной и решаем эту проблему  не только ответственно, но и профессионально. Прислушайтесь к нам и давайте вместе плавать в чистой, светлой и безопасной воде!

Вы конструируете, строите - создаете свои бассейн, чтобы он радовал глаз красотой интерьера и отделки, но главное - чтобы плескаться и плавать в нем с радостью и удовольствием, чтобы, погружаясь в воду, испытывать истинное наслаждение.
Для этого, насколько бы странным это ни казалось, бассейн должен жить своей, внешне незаметной жизнью. Его организм и все то, что обеспечивает его жизнедеятельность - т.е. безопасную, чистую и прозрачную воду - обычно располагается в специальном помещении под чашей бассейна и называется его циркуляционной системой.
Система циркуляции бассейна включает, помимо самой чаши, узел собственно циркуляции - переливной лоток или скиммер, балансный резервуар или устройство поддержания уровня воды (в зависимости от типа перелива), циркуляционный насос и трубопроводы, а также системы очистки и обработки водыСистема очистки может состоять только из одного компонента - фильтра. Однако, каждый, у кого есть бассейн, знает, что каким бы ни был этот фильтр - насыпной, намывной, мембранный или с картриджем – одного его абсолютно недостаточно для того, чтобы в воду такого бассейна хотелось окунуться. В чем же тут дело? Ведь чаще всего мы заливаем, как указано в "СанПиН 2.1.2.568 - 96", воду, удовлетворяющую требованиям ГОСТ2874-82 "Вода питьевая". Но вглядитесь в эти цифры

Параметр

ГОСТ

СанПиН

Мутность в мг/л., не более

1,5

2

Цветность в градусах, не более

20

20

запах в баллах, не более

2

3

Это только в стакане, и то не в любом, вода с такими характеристиками будет выглядеть прозрачной и бесцветной -  на глубине 30см она уже будет иметь зеленоватый оттенок, а в слое толщиной 1метр уже и прозрачной казаться не будет. Для того, чтобы исходную, даже питьевого качества, воду превратить в кристально чистую, а главное - безопасную, ее нужно не только фильтровать, но и грамотно при этом обрабатывать. Этот процесс включает ряд не очень сложных, но очень важных операций, и выполнять их нужно именно в той последовательности, в которой они будут изложены.

  1. Подготовка и включение в работу узла фильтрации

Перечисляя различные способы фильтрации, мы  не случайно на первое место поставили напорные насыпные фильтры - очень распространенные фильтры с зернистой загрузкой (в основном, песчаные), наиболее, на наш взгляд, эффективные и гигиенично надежные в водоподготовке бассейна - открытой системы, постоянно подверженной механическим, биологическим, гидро- и микробиологическим загрязнениям. Они высоко производительны, и , в отличие от мембранных , не требуют предочистки воды. В отличие от намывных фильтров они легко взрыхляются и промываются обратным током воды.
Итак, мы загружаем фильтр или систему из двух и более параллельных фильтров - как требует расчетная производительность и выбранная технология. При производительности циркуляционных насосов от 3 до 30-40 куб.м./ч  фильтры загружают обычно только кварцевым песком одной узкой фракции 0,5 - 0,7мм. Более крупные фильтры имеют дополнительный дренажный слой гравия и песок обычно двух фракций 1,0 - 1,2мм и 0,5 - 0,7мм.
Фильтр загружается, промывается обратным током  воды, затем прямотоком, для уплотнения загрузки, и подвергается дезинфекции, для чего загрузку на определенное время оставляют в контакте с водой, содержащей нужную концентрацию свободного активного хлора (например, добавляем в фильтр гипохлорит натрия или кальция). Теперь можно начинать фильтрацию и, одновременно, обработку воды.

  1. Обработка исходной воды при первоначальном заполнении бассейна

а) добавьте в воду  чаши бассейна дозу окислителя (например, гипохлорита натрия или кальция) из расчета 5-10 мг свободного хлора на 1литр воды ( в зависимости от температуры и  степени  загрязнения исходной воды);
б) замерьте величину рН  воды (величину, характеризующую концентрацию водородных ионов. Заметьте - не кислотность, не щелочность - это совершенно другие понятия, а просто концентрацию водородных ионов. Когда рН = 7,0 - среда считается нейтральной, меньше 7,0 - кислой, больше 7,0 - щелочной).
Внимание! Вы измеряете и корректируете рН не в самом начале, как советуют некоторые авторы (в свежей воде практически нечего корректировать, ее рН обычно находится в области 6,8 - 7,6), а после добавления реагентов, которые могут его изменить (в частности, щелочной раствор гипохлорита повышает рН).
Корректировка рН важна по нескольким причинам. Область рН = 7,2 - 7,6, рекомендуемая СанПиНом, является компромиссной. Дело в том, что для человека - для его кожи и слизистой, наиболее благоприятным является интервал рН = 5,5 - 6,5 (это рН дождевой, талой воды). При рН 5,0 лучше работают дезинфектанты на основе гипохлорита, так как при этом степень выделения собственно свободного активного хлора особенно высока, а при рН = 8,0 и выше практически весь хлор находится в виде гипохлорита, и потому в бассейнах, где не следят за уровнем рН, у купающихся  обычно щиплет глаза и раздражается кожа и дыхательные пути - не от того, что много хлора, а от того, что для поддержания  необходимого уровня свободного хлора, в этом случае, нужна значительная передозировка самого гипохлорита. При рН = 5,0 – 6,0 эффективнее действие коагулирующих добавок. Но для металлических узлов и деталей бассейна при таком рН увеличивается вероятность коррозии и деструкции. Вот почему для воды бассейна практически во всем мире определена область рН = 7, 2 - 7, 6;
в) введите в воду чаши бассейна, в скиммер или в трубопровод перед песчаным фильтром рассчитанную дозу коагулянта для более эффективного осветления воды.
В качестве коагулянта обычно используются основные соли  алюминия. Флокулянтами мы называем полимерные материалы на основе полиакриламида (ПАА). ПАА более безопасен для здоровья человека, чем алюминий, да и действуют флокулянты гораздо более эффективно (их дозы обычно на 1 – 2 порядка ниже, чем доза коагулянта).
Итак, вода Вашего бассейна обработана, и через 1 – 2 дня она будет готова принять купающихся.

В дальнейшем мы поговорим о не менее важных вещах – как сохранить воду чистой и безопасной в процессе эксплуатации, а также о том, как поступить, если  исходная вода была излишне жесткой и содержала повышенные концентрации железа.

Вода - источник жизни, здоровья и комфорта (2)

Итак, бассейн начал свою работу и приветливо принимает в чистую и прозрачную воду всех желающих. Но в воду, вместе с купающимися, зачастую попадают разного рода бактерии и вирусы, а из окружающей среды - с дождем и ветром (открытый бассейн), через окна, двери и систему вентиляции (закрытый бассейн) – наряду с биологическими, и механические примеси (частицы почвы, песок, пыль). Все эти загрязнения не только ухудшают органолептическое состояние воды – ее чистоту и прозрачность, но являются очагом и питательной средой для развития болезнетворных бактерий, водорослей и т.п. Поэтому, для того, чтобы качество и санитарная надежность воды оставались высокими, за бассейном надо заботливо и тщательно ухаживать, и не время от времени, а непрерывно.
Фильтрация воды может избавить от значительной доли взвешенных частиц, но рост бактерий, водорослей и вирусов можно предотвратить только с использованием реагентных и безреагентных методов дезинфекции.
Нет универсального способа дезинфекции и кондиционирования воды, поскольку нужно разрушать неорганические коллоиды глины, органические составляющие цветности (гумусовые вещества), постоянно предотвращать образование и рост водорослей, разрушать и уничтожать бактерии, препятствовать их росту и размножению, сочетая все это с процессами коагуляции для обеспечения эффективного осветления воды, а главное – для  того, чтобы купающиеся черпали в такой воде силу и здоровье. Прозрачная вода без примесей и запахов это не только красиво и приятно - это означает, что очаг и среда обитания микробов практически отсутствуют, это основа безопасности воды для тех, кто в ней плавает.
О том, как грамотно и эффективно очищать и поддерживать воду бассейна, сводя к минимуму введение химических реагентов, о том, что нужно и чего не нужно делать при  обработке воды, мы и поговорим.
Методы обеззараживания воды можно разделить на реагентные (с использованием активного хлора, перекиси водорода, солей меди и серебра) и  безреагентные (озонирование, электролитическое окисление, УФ-излучение). Среди них могут быть узконаправленные методы собственно дезинфекции (применение раствора медного купороса, УФ-обеззараживание), а могут быть методы, решающие комплекс проблем (хлорирование), или практически универсальные (озонирование).
Самые распространенные методы дезинфекции воды бассейна – хлорирование, озонирование, УФ-обеззараживание.
Обработка воды УФ-излучением не получила широкого распространения из-за низкой санитарной надежности. Этот метод целесообразно использовать только как дополнение при хлорировании воды.
Самый известный и надежный способ обработки воды бассейна – хлорирование. Его можно осуществлять по-разному: с помощью газообразного хлора, хранящегося в баллонах, раствором гипохлорита натрия или двуокисью хлора. Для целей ударного хлорирования и обработки чаши бассейна и прилегающих помещений удобно использовать порошкообразный или гранулированный гипохлорит кальция. Реагенты на основе хлорорганических соединений (например, трихлоризоциануровую кислоту) в общественных бассейнах использовать не разрешено. Однако,  в частных, особенно небольших бассейнах  такого рода реагенты иногда просто незаменимы для поддержания концентрации хлора на требуемом санитарно-эпидемиологическом уровне.
Газ хлор имеет определенную растворимость в воде и является удобным и эффективным способом хлорировании, причем его добавление не вносит в воду никаких, кроме радикала CI*, посторонних веществ и практически не изменяет pH воды бассейна.

Однако, хранение, транспортировка и использование газообразного хлора требуют очень строгих мер безопасности, так как он чрезвычайно токсичен. Наличие хлора в воздухе в концентрации 0,1-0,2 мг/л может вызвать глубокое отравление организма. Доза 0,3 мг/л и выше – смертельна для человека.
Двуокись хлора, CIO2, которую в Европе стали широко использовать для обработки воды более 30 лет назад, обладает целым рядом особенностей и преимуществ. Это желтый газ с достаточно приятным запахом, больше напоминающий озон, чем хлор. CIO2 окисляет фенолы и другие органические вещества, не образуя хлорорганических соединений. При добавлении в воду диоксид хлора не оставляет каких-либо привкусов и запахов, придавая воде приятные органолептические свойства. CIO2 является мощным дезинфектантом  длительного действия. 0,1 мг/л CIO2  уже достаточно для создания защитного бактерицидного барьера воды. Это очень недорогой и эффективный реагент для обеззараживания и дезодорации воды. Но CIO2 нельзя долго хранить, поэтому ее используют сразу в момент синтеза из хлоритов (солей хлористой кислоты, в частности, NaOCI2) и соляной кислоты, например, в установках «BeloZon» фирмы «ProMinent». Кроме того, исходное сырье для синтеза двуокиси хлора, хлориты – очень неустойчивые соединения и с ними нужно обращаться очень осторожно, т.к. они могут взрываться при неправильном хранении и транспортировке. Вот почему популярность двуокиси хлора растет сравнительно медленно.
Поэтому в настоящее время наиболее распространенным, доступным и удобным хлорсодержащим реагентом для обеззараживания воды бассейна является гипохлорит натрия. Однако в силу специфики синтеза (электролиз поваренной соли), растворы гипохлорита имеют сильнощелочную реакцию (высокий рН). Для их нейтрализации и более эффективного использования как хлорирующих агентов необходимо, после введения в воду гипохлорита, добавлять в воду кислоту, предпочтительно соляную, так как серная кислота образует с катионами кальция малорастворимые сульфаты, что может способствовать отложению осадка на дне и стенах чаши бассейна и рабочих поверхностях нагревательных элементов, а также загипсовыванию фильтрующей загрузки. При использовании гипохлорита натрия рекомендуемая доза вводимого активного хлора (из расчета остаточной концентрации свободного активного хлора 0,5мг/л), согласно российским и европейским стандартам, составляет: для закрытых бассейнов 1-2мг CI2/л, для открытых - 10мг CI2/л.
Хлор действительно самый надежный в эпидемиологическом отношении дезинфектант, обладающий длительным обеззараживающим эффектом. Помимо бактерицидного действия, хлор обладает в некоторых случаях и дезодорирующим эффектом, а также препятствует протеканию процессов гниения. Однако, взаимодействуя с органическими загрязнениями бассейна, хлор образует трудноокисляемые токсичные галогенпроизводные углеводородов, хлорфенолы и т.п. При повышенном содержании в воде (больше 0,5 мг/л) он активно способствует коррозии, раздражает кожу и слизистую. Поэтому, обеспечивая, с помощью хлорирования, барьерный эффект обеззараживания, целесообразно комбинировать этот метод с другими, особенно безреагентными методами, снижая тем самым необходимый уровень остаточного хлора в воде.
Одним из самых современных методов обработки воды бассейна является озонирование. Озон, несмотря на свою очень короткую «жизнедеятельность», обладает целым рядом преимуществ. Он имеет более высокий, по сравнению с другими химическими элементами, окислительный потенциал, а значит, и более выраженное бактерицидное действие. Высоки и проникающая способность, и поражающее действие озона – он разрушает даже протоплазму клеток. Скорость реакций окисления с участием озона в 15-20 раз выше, чем с хлором. Требуемая доза озона обычно в 2-3 раза меньше, чем доза хлора. Озон способствует более эффективному протеканию процессов осветления, удаляет из воды запахи и привкусы, разрушает трудноокисляемые хлорорганические соединения. Очень важно, что озон относится к методам обработки воды, не меняющим ее величину рН и не вносящим в воду посторонние вещества, т.к. продукт его распада – кислород – важный компонент сырой воды, содержание которого увеличивается в процессе озонирования, что делает воду и свежее, и приятнее.
К недостаткам озона можно отнести короткий срок жизни (отсутствие пролонгирующего действия), образование карбонильных соединений, перекисных радикалов, диоксинов и т.п., что особенно ощутимо при окислении вод с повышенной цветностью. Все эти примеси можно полностью удалить посредством сорбционной доочистки воды после озонирования (с использованием, например, активированного угля).
Из всего вышесказанного следует, что действие озона универсально: и бактериологическое, и органолептическое, и физическое, и, если бы не отсутствие пролонгирующего эффекта, он был бы действительно незаменим.
Таким образом, для повышения надежности обеззараживания и эффективности использования реагентов, более правильно и действенно сочетание различных методов, и в частности, как наиболее распространенных, озонирования и хлорирования. Обоснованные дозы введения озона и других компонентов, грамотно расположенные в схеме циркуляции узлы хлорирования, озонирования и сорбционной доочистки позволяют в этом случае  не только  обеззараживать воду, обеспечивая невозможность роста и размножения микроорганизмов, не только осветлять ее, но и делать химически чистой, близкой к природной, свободной от канцерогеновых продуктов  хлорирования, окисляя их озоном, и озонирования, сорбируя их на активированном угле.

Подробнее о действующих схемах такого рода, устанавливаемых нами в больших и малых бассейнах, об их особенностях и преимуществах читайте в следующих публикациях. Мы расскажем также о важных и нужных реагентах для обработки воды, о том, как сделать их своими друзьями и помощниками, о тонких и умных приборах, позволяющих определять и поддерживать нужный уровень концентрации хлора, озона, водородных ионов и т.п. – о дозирующей, измерительной и регулирующей технике фирмы ProMinent.

Вода - источник жизни, здоровья и комфорта (3)

Те три кита, на которых держится обработка воды бассейна - коагуляция, фильтрация, дезинфекция – общеизвестны, но, к сожалению, не общеприняты. О дезинфекции, конечно, думают все. О коагуляции - единицы. О том, что при этом нужно поддерживать уровень рН, почти никто не вспоминает.
Многолетний позитивный опыт показывает, что секрет чистой - прозрачной и безопасной - воды в бассейне прост: поддерживайте необходимый уровень остаточного свободного хлора (0,5 мг/л или, если у него есть помощники, например, озон - то 0,3 мг/л) в четко заданном интервале рН (7,2 - 7,6), периодически добавляя расчетное количество флокулянта, например, СТХ-41 (0,5 – 1,0мл на 1м3 объема чаши) или коагулянта (если это соль алюминия, то 10-15г по Аl2О3 на 1 м3 объема чаши). Как видно, коагулянта требуется в 20-25 раз больше, чем флокулянта.
Вы скажете: хлор, опять хлор - плавали, знаем, и запах, и кожа шелушится, и глаза слезятся... Ведь есть же реагенты, не содержащие хлор, почему нельзя обойтись только ими?
Есть, но чудес не бывает, и любая технология, использующая бесхлорные реагенты, не может и не должна быть полностью бесхлорной. Дело в том, что окислители-дезинфектанты, не содержащие активный хлор, должны содержать другой достаточно сильный окислитель: озон или атомарный кислород – это прежде всего, пероксид водорода и реагенты на его основе. То, что такого рода вещества взрыво- и пожароопасны, не устойчивы на свету и требуют определенного температурного режима хранения - это еще полбеды. Они, как и озон, не обладают пролонгирующим действием, а значит, эффективность их недолговечна, и технология их использования неминуемо требует если не постоянной добавки активного хлора, то периодического «шокового» хлорирования. Именно поэтому в Европе реагенты на основе активного кислорода запрещены к использованию в общественных бассейнах.
Существуют также реагенты на основе солей меди и серебра - металлов, известных своими бактерицидными свойствами. Но, во-первых, они абсолютно не универсальны, особенно в концентрациях, ниже предельно допустимых (ПДК), а во-вторых, далеко не безопасны для здоровья человека, так как попадая в организм даже в малых количествах, практически не выводятся из него, а накопление их может приводить к очень тяжелым последствиям («Красивые дома», №17).
И то, что во многих наших общественных бассейнах, даже в детских, для борьбы с обрастаниями, вместо того, чтобы правильно обрабатывать воду, постоянно добавляют медный купорос, совершенно не оправдано, хотя и разрешено Госсанэпиднадзором. Есть эффективные зарубежные средства, разработанные специально для борьбы с водорослями и биобрастаниями чаши бассейна - это и «Антиводоросль» - СТХ-500, и «АЛБАК - 2000», и «АЛГИПУР - Н». Как правило, их использование при обработке воды, согласно инструкции по применению, должно сопровождаться хлорированием и добавлением коагулянтов. К слову, по той же инструкции, купающихся в бассейне во время обработки воды быть не должно, а наши дети плавают в растворе медного купороса, хоть и в разбавленном.
Итак, все-таки - хлор! Только свободный хлор, оставаясь в воде чаши бассейна на уровне 0,3 - 0,5 мг/л, создает непреодолимый барьер для роста и размножения бактерий, вирусов и других микроорганизмов во всей циркуляционной системе: в каждом «закоулке» трубопроводов, в пористой среде загрузки фильтров - везде, где проходит, циркулируя, вода бассейна. Эффективность же всех других реагентов, методов и способов дезинфекции, в том числе озонирования и УФ-излучения, к сожалению, локальна. Они, как мы уже писали, могут только помогать хлору, позволяя снижать его остаточную концентрацию в свободном состоянии до 0,3 мг/л. Но именно свободногохлора!

Таким образом, главная задача при обработке воды бассейна в процессе его эксплуатации - одна: стабильно и надежно поддерживать нужный уровень хлора и рН среды, потому что неприятен только избыток хлора, неправильное и некорректное его дозирование и несоблюдение уровня рН (об этом мы писали в №6).
Мы  для   решения   этих   проблем   широко   используем   оборудование   немецкого концерна «ProMinent», почти двадцать лет работающего на Российском рынке. Комплекс такого рода оборудования включает в себя:
дозирующиенасосыэлектромеханические или электромагнитные, выполненные из современных химически стойких материалов, работающие как в ручном, так и в автоматическом режиме и обеспечивающие при этом надежность и воспроизводимость дозирования в широком интервале производительности (от нескольких десятков миллилитров до нескольких кубов в час);
датчикивысокой чувствительности, позволяющие избирательно измерять содержание свободного и общего хлора, двуокиси хлора, озона, перекиси водорода, температуру, величину рН, окислительно-восстановительного потенциала - очень важного параметра, отражающего окислительную активность воды, ее способность противостоять росту иразмножению бактерий и микроорганизмов, которая зависит от концентрации остаточного хлора (озона) и величины рН среды;
контроллеры- тончайшая электронная измерительная и регулирующая аппаратура, обеспечивающая широкий спектр прямых измерений, которые могут сочетаться в приборах различной сложности, от устройств типа «Dulcometer», измеряющих только один или два параметра, до многоканальных самонастраивающихся приборов типа «Dulcomarin», которые позволяют не только автоматизировать процесс обработки воды (дозирование реагентов, подогрев воды), но и оптимизировать эту автоматизацию, что очень важно для поддержания постоянно высокого качества циркуляционной воды, отвечающего требованиям соответствующих стандартов.
Системы дозирования и контроля качества циркуляционной воды торговой марки «ProMinent», установленные нами в бассейнах и оздоровительных комплексах с различными схемами обработки воды, позволяют сохранять и поддерживать воду чистой и приятной для купающихся в течение достаточно длительного времени (от полутора до двух лет), обновляя ее частично только за счет подпитки.

Главный химик-технолог ООО «ЭКТИС»,
Канд. хим. наук В.А. Новикова