 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( июль 2010 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Хлорирование соленой воды - это процесс, в котором растворенная соль (1000–36000 частей на миллион или 1–36 г / л ) используется для хлорирования плавательных бассейнов и гидромассажных ванн. [1] Генератор хлора (также известный как солевой элемент, генератор соли, хлоратор соли или SWG) использует электролиз в присутствии растворенной соли для получения газообразного хлора или его растворенных форм, хлорноватистой кислоты и гипохлорита натрия , которые уже широко используются. как дезинфицирующие средства в бассейнах. Водород также производится как побочный продукт.
Отличие от традиционного хлорирования бассейнов [ править ]
Присутствие хлора в традиционных плавательных бассейнах можно описать как комбинацию свободного доступного хлора (FAC) и комбинированного доступного хлора (CAC). [2] В то время как FAC состоит из свободного хлора, который доступен для дезинфекции воды, CAC включает хлорамины , которые образуются в результате реакции FAC с аминами (попадающими в бассейн через человеческий пот, слюну, слизь, мочу и т. другие биопрепараты, насекомые и другие вредители). [3] Хлорамины несут ответственность за «запах хлора» в бассейнах, а также за раздражение кожи и глаз. Эти проблемы являются результатом недостаточного уровня свободного доступного хлора и указывают на то, что бассейн необходимо «шокировать» добавлением в 5-10 раз превышающего нормальное количество хлора. [2] В бассейнах с морской водой [4] генератор использует электролиз для непрерывного производства свободного хлора. Таким образом, бассейн с морской водой или гидромассажная ванна на самом деле не свободны от хлора; он просто использует добавленную соль и генератор хлора вместо прямого добавления хлора. Он также сжигает хлорамины так же, как традиционный шок (окислитель). Как и в случае с традиционно хлорированными бассейнами, за бассейнами с морской водой необходимо следить, чтобы поддерживать надлежащий химический состав воды. Низкие уровни хлора могут быть вызваны недостаточным количеством соли, неправильной (низкой) настройкой выработки хлора на блоке SWG, повышенным, чем обычно, потреблением хлора, низким уровнем стабилизатора, воздействием солнца, недостаточной скоростью насоса или механическими проблемами с генератором хлора. Количество соли можно снизить за счет разбрызгивания, обратной промывки и разбавления дождевой водой. [5]
Проблемы со здоровьем [ править ]
Исследования показали, что, поскольку бассейны с морской водой все еще используют хлорную дезинфекцию, они производят те же побочные продукты дезинфекции (ПП), которые присутствуют в традиционных бассейнах. [6] Наибольшую озабоченность вызывают галокетоны и тригалометаны (ТГМ), из которых преобладает бромоформ . [6] Очень высокие уровни бромоформа - до 1,3 мг / л, что в 13 раз превышают нормативные значения Всемирной организации здравоохранения - были обнаружены в некоторых общественных плавательных бассейнах с морской водой. [6] [7]
Производители производят генераторы хлора в морской воде в Соединенных Штатах с начала 1980-х годов, и впервые они появились в продаже в Новой Зеландии в начале 1970-х годов (Aquatech IG4500). [8]
Операция [ править ]
Ячейка хлоратора состоит из параллельных титановых пластин, покрытых рутением, иногда иридием . В более старых моделях используются перфорированные (или сетчатые) пластины, а не сплошные пластины. Электролиз естественным образом притягивает к пластинам кальций и другие минералы. Таким образом, в зависимости от химического состава воды и объема использования, ячейка требует периодической очистки в слабокислом растворе (1 часть HCl на 15 частей воды), который удалит накопления кальция.сложные кристаллы, такие как карбонат кальция или нитрат кальция. Чрезмерное накопление может снизить эффективность клетки. Длительная работа хлоратора при недостаточном количестве соли в бассейне может привести к срыву покрытия с элемента, что в свою очередь потребует дорогостоящей замены [ требуется осветление ] , а также использования слишком сильной промывки кислотой.
В бассейнах с морской водой также может потребоваться стабилизатор ( циануровая кислота ), который не позволяет солнечным ультрафиолетовым лучам расщеплять свободный хлор в бассейне. Обычные уровни составляют 20-50 промилле. Они также требуют, чтобы pH поддерживался от 7,2 до 7,8, при этом хлор более эффективен, если pH поддерживается ближе к 7,2. Средний уровень соли обычно находится в диапазоне 3000-5000 частей на миллион, что намного меньше, чем в океане, где уровень соли составляет около 35000 частей на миллион. [9] В плавательных бассейнах соль обычно выливается на дно и сметается щеткой для бассейна, пока она не растворится; если в систему возврата воды попадает концентрированный рассол, это может вызвать сбои в работе ячейки хлоратора из-за чрезмерной проводимости.
Хлорирование соленой воды дает избыток гидроксильных ионов, и это требует частого добавления соляной кислоты (HCl, также известной как соляная кислота ) для нейтрализации щелочности. Исходный химический состав хлора следующий.
4NaCL -> 4Na + + 4Cl- Соль растворяется в воде.
4Na + + 4Cl- -> 4Na + 2Cl2 Электролизом.
4Na + 4H20 -> 4Na + + 4OH- + 2H2 Реакция металлического натрия с водой.
2Cl2 + 2H2O -> 2HClO + 2H + + 2Cl- Гидролиз водного газообразного хлора.
2HClO -> HClO + ClO- + H + Диссоциация хлорноватистой кислоты при pH 7,5 и 25 ° C.
4NaCl + 3H2O -> 4Na + + HClO + ClO- + OH- + 2Cl- + 2H2 За вычетом всего вышеперечисленного.
Добавление соляной кислоты для восстановления pH до 7,5.
HCl + 4Na + HClO + ClO- + OH- + 2Cl- + 2H2 -> HClO + OCl- + H2O + 4Na + + 3Cl- + 2H2.
4NaCl + HCl + 2H20 -> HClO + OCl- + 4Na + + 3Cl- + 2H2 За вычетом двух последних.
Преимущества и недостатки [ править ]
Преимущества солевых систем в бассейнах - это удобство и постоянная подача дезинфицирующего средства на основе чистого хлора. Уменьшение количества раздражающих хлораминов по сравнению с традиционными методами хлорирования и «смягчающий» эффект электролиза, снижающий растворенные щелочные минералы в воде, также воспринимаются как преимущества. Для некоторых людей, чувствительных к хлору, эти системы могут быть менее опасными. Бассейны с соленой водой дешевле содержать в течение года, так как соль значительно дешевле коммерческого хлора.
Недостатками являются первоначальная стоимость системы, обслуживания и стоимость замены ячеек. Соль вызывает коррозию и может повредить некоторые металлы и неправильно запечатанные камни. Однако, поскольку идеальная концентрация соли в бассейне с хлорированной солью очень низкая (<3500 частей на миллион, порог человеческого восприятия соли по вкусу; морская вода примерно в десять раз больше этой концентрации), повреждение обычно происходит из-за неправильного ухода за химическим составом бассейна. или неправильное обслуживание электролитической ячейки. Производители оборудования для бассейнов обычно не дают гарантии на изделия из нержавеющей стали, поврежденные бассейнами с солевым раствором. Образование осадка кальция и других щелочей будет происходить естественным образом на катодной пластине, а иногда и в самой ванне в виде « накипи».". Необходимо регулярное техническое обслуживание ячейки; невыполнение этого требования снизит эффективность ячейки. В некоторых конструкциях хлораторов солевого раствора используется метод" обратной полярности ", который будет регулярно переключать роли двух электродов между анодом и катодом. заставляя это накопление кальция растворяться с накапливающего электрода.Такие системы уменьшают, но не устраняют необходимость очистки электролитической ячейки и появление накипи кальция в воде.
По мере образования хлора pH будет повышаться, что приведет к снижению эффективности хлора. Многие системы с химической автоматизацией могут определять рост pH и автоматически вводить либо CO2, либо соляную кислоту , чтобы вернуть pH к целевому уровню.
Системы автоматизации также будут управлять уровнями дезинфицирующего средства, отслеживая уровни ОВП или окислительно-восстановительного потенциала воды. Это позволяет производить только необходимое количество хлора в зависимости от потребности.
Вместо хлорида натрия можно использовать бромид натрия , который образует пул брома. Преимущества и недостатки такие же, как и у солевой системы. Необязательно использовать кислоту на основе хлорида, чтобы сбалансировать pH. Кроме того, бром эффективен только как дезинфицирующее средство, а не как окислитель, поэтому возникает необходимость в добавлении «шока», такого как перекись водорода или шок на основе хлора, для сжигания неорганических отходов и высвобождения связанного брома. Этот дополнительный шаг не требуется в системе хлорида натрия, поскольку хлор эффективен как дезинфицирующее средство, так и окислитель. Пользователю потребуется лишь время от времени «сверххлорировать» или увеличивать выработку хлора в ячейке. Обычно это делается реже одного раза в неделю или после больших нагрузок на купание.
Ссылки [ править ]
- ^ Вудхерст, Кевин. «Генераторы хлора: бассейн с соленой водой часто является лучшим выбором» . Проверено 19 февраля 2013 года .
- ^ а б Дэвид Шорт, Фрэн Дж. Донеган (2012). Бассейны и СПА: проектирование, проектирование, уход, ландшафтный дизайн . Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Креативный домовладелец. п. 239. ISBN. 978-1-58011-391-5.
- ^ «Контроль хлораминов в закрытых плавательных бассейнах» . Государственное здравоохранение штата Новый Южный Уэльс . 3 декабря 2012 . Проверено 20 февраля 2013 года .
- ^ «10 лучших хлораторов соленой воды» .
- ^ "Хлоринатор соленой воды" . Вторник, 8 октября 2019 г.
- ^ a b c Кларк, Бассейн с соленой водой Джона Р. 101 . Публикации PWPH. стр. PT3.
- ^ Beech et al 1980 Нитраты, хлораты и тригалометаны в воде плавательного бассейна, Am J Public Health 70 (1): p79-82
- ^ "Бассейны с соленой водой" .
- ^ Соленость - растворенные соли, измерение солености , windows2universe.org .
