Публикации

     Для этого, как ни удивительно, вода в бассейне должна жить своей, внешне незаметной жизнью. Ведь создавая комфортные условия купания для себя, мы тем самым создаем благоприятную среду и для «братьев наших меньших» - различных микроорганизмов. Мы начинаем серию статей о том, как «сделать» воду бассейна кристально чистой, приятной и безопасной; и расскажем, прежде всего, о методах, устройствах и реагентах, применяемых для кондиционирования воды в различных бассейнах.

      Пусть наш подход не покажется Вам излишне скрупулезным, а тон изложения безапелляционным и наставительным. Ситуация на украинском рынке оборудования для водоочистки, включая оборудование для бассейнов, складывается таким образом, что писать на эту тему стало модным, а в многочисленных «предложениях» различных фирм содержатся упрощенные подходы к проблеме очистки и обеззараживания воды, при этом некоторые авторы не придают значения весьма опасным последствиям таких решений.

      В последнее время в прессе и на рынке Украины появились сообщения о «принципиально новой технике и технологии обеззараживания и очистки воды плавательных бассейнов» (так заявлено в предложении одной из российских фирм). Цитируем далее описание предложенного метода: в установке реализован «электрохимический синтез гидропероксидных оксидантов, состоящих из синглетного кислорода, пероксида и супероксида водорода»... Сразу и не выговоришь.

     Наши предложения и советы основываются на многолетнем опыте проектирования систем технологического водоснабжения различных бассейнов, изготовления водоочистного оборудования, а также мониторинга существующих систем циркуляции воды в бассейнах.

     В процессе приема водных процедур, плавания и купания вода может попадать человеку в рот, нос, глаза и уши. Поэтому по основным физико-химическим и бактериологическим показателям вода должна соответствовать ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая», однако, этого совершенно недостаточно. Даже если заполнять бассейн водопроводной водой, то уже на глубине 30 см она будет иметь зеленоватый оттенок, а в слое толщиной 1 м уже и прозрачной казаться не будет.

     Как показывают наблюдения многих исследователей, основное количество загрязнений в чашу бассейна вносится посетителями. К примеру, общее количество бактерий и вирусов, вносимых одним человеком, достигает миллионов. Кроме бактерий и вирусов каждый купальщик загрязняет воду косметикой, жиром, частичками кожи, волосами, потом и мочевиной. Поэтому вода в ванне бассейна должна быть бактерицидной, т.е. способной уничтожать вносимые бактериальные загрязнения.

     Все искусственные бассейны можно разделить на три типа технологического водоснабжения: наливные, с проточной системой водоснабжения и с системой оборотного водоснабжения.

     «Наливные» бассейны, как правило, применяются для ванн лечебного назначения небольшой вместимости (до 20 - 40 м3). Однако во многих саунах используются именно наливные чаши бассейна. Наполнение такого бассейна должно производиться предварительно очищенной, продезинфицированной и подогретой (если требуется) водой. Время «купания» с момента окончания наполнения ванны до начала ее опорожнения не должно превышать 6 часов и уточняется бактериологическими анализами. Хорошо, если посетитель общественной сауны с наливным бассейном будет в первых рядах купальщиков, если же он не попадет в число «счастливчиков», то рискует ощутить на себе всю прелесть погружения в воду, содержащую «наследство» предыдущих посетителей.

     «Проточные» бассейны встречаются с объемами ванн до 200 м3 , при этом подача исходной подогретой, обеззараженной и очищенной воды производится непрерывно. Часовой расход воды, подаваемый и соответственно отводимый, должен составлять 20 - 25 % объема ванны для детских бассейнов и не менее 15% - для взрослых. Главный недостаток такой схемы в условиях высокой стоимости воды и тепла - значительные затраты на эксплуатацию.

     В настоящее время наиболее широкое распространение получили бассейны с «системой оборотного водоснабжения» благодаря непрерывной очистке и дезинфекции воды в процессе рециркуляционного водообмена и, как следствие, приемлемых затрат на эксплуатацию. На особенностях систем водоочистки в бассейнах с циркуляционной водой мы и остановимся более подробно.

     Система очистки может состоять только из одного элемента - фильтра. Однако, каждый, у кого есть бассейн, знает, что каким бы ни был фильтр - зернистый, намывной, картриджный или даже мембранный - одного его абсолютно недостаточно для того, чтобы в воду такого бассейна хотелось окунуться. Для того чтобы исходную воду превратить в кристально чистую с приятным голубым оттенком, а главное безопасную, ее необходимо не только фильтровать, но и правильно обрабатывать.

     Перечислим типичные последствия недостаточного качества воды подавляющего большинства существующих бассейнов:

• резкий неприятный запах хлора;
• рН воды - показатель, характеризующий концентрацию водородных ионов. Когда рН = 7,0 - вода нейтральная, меньше 7,0 - кислая, больше 7,0 - щелочная, значительно отличается от оптимального значения и, как следствие, вода вызывает раздражение кожи;
• риск инфицирования различными вирусными и грибковыми заболеваниями;
• риск бактериологического заболевания глаз и ушей;
• развитие патогенной микрофлоры, особенно легионеллы, в толще зернистой фильтрующей загрузки при слабой интенсивности обратной промывки.

     Сформулируем основные требования к воде любого искусственного бассейна и задачи системы водоочистки. Это - обеспечение высокой прозрачности и низкой цветности воды, отсутствие резкого запаха и раздражения глаз и носа у купающихся, а также создание приятного внешнего вида воды. Кроме того, вода должна быть абсолютно безопасной, в ней должны отсутствовать патогенные микроорганизмы, а также вредные химические вещества.

     К сожалению, отечественного стандарта, в виде гигиенических требований к качеству воды плавательных бассейнов, пока не существует, поэтому приходится ориентироваться на зарубежные. Например, основные показатели качества воды общественных бассейнов немецкого стандарта (DIN 19643) представлены в табл.1.

     Табл.1. Основные показатели качества воды общественных бассейнов стандарта (DIN 19643)

     Табл.2. Приведенные данные регламентируют качество воды в частных бассейнах

     В данной статье мы не будем подробно останавливаться на системах фильтрации и особенностях их эксплуатации. Сегодня на рынке Украины предлагается огромное количество различных фильтровальных установок, и все они в той или иной степени успешно выполняют свои функции. Что касается грамотной обработки воды, то, как правило, этой проблеме уделяется значительно меньше внимания.

     Какой бы эффективной ни была фильтрующая установка, ее возможности ограничиваются «пористостью» фильтрующей среды. Взвешенные частицы размером менее 0,001 мм подавляющим большинством фильтров не улавливаются и поэтому постоянно присутствуют в воде, увеличивая ее мутность и цветность.

     Отрицательное влияние мутности и цветности на «состояние» воды не ограничивается эстетическим эффектом. Повышенная мутность стимулирует рост бактерий и, как следствие, приводит к значительному перерасходу реагентов для обеззараживания воды. Для более эффективного «осветления» воды перед фильтром вводится реагент - коагулянт или флокулянт, при этом взвешенные частицы укрупняются (слипаются) и отлично задерживаются на фильтре. В качестве коагулянта обычно применяют сернокислый алюминий либо железный купорос. Флокулянты - это высокомолекулярные вещества на основе полиакриламида (ПАА). Флокулянты менее вредны для здоровья, чем коагулянты, да и доза флокулянта на 1-2 порядка ниже, чем доза коагулянта.

     В современных бассейнах используются автоматические насосы-дозаторы для введения растворов реагентов, например, фирмы «Про-Минент».

     Независимо от схемы водообмена (наливная, прямоточная или рециркуляционная) должно выполняться общее требование - обязательная дезинфекция воды.

     Существующие методы обеззараживания воды можно подразделить на реагентные, безре-агентные и комбинированные. К реагентным методам относятся хлорирование, озонирование, бромирование, иодирование, обработка ионами серебра или меди, с использованием диоксида хлора (С1О2), перекиси водорода и др. Безреагентные методы - это обработка бактерицидными лучами (УФ - излучение), ультразвуком и электролитическое окисление (прямой электролиз). В комбинированных методах применяются два способа обеззараживания или два дезинфектанта, один из которых способен в течение длительного времени сохранять свою активность в воде.

     В воду бассейна вместе с разного рода микробами и вирусами, вносимыми посетителями, попадают и механические примеси (частицы почвы, песок, пыль) из окружающей среды. Следовательно, для обеззараживания должны применяться такие методы, которые придают воде бактерицидные свойства в течение длительного времени. Такому требованию удовлетворяют почти все реагентные методы, однако, каждый из них имеет определенную характеристику, которую необходимо учитывать при выборе метода обеззараживания. Отметим лишь, что безреагентные методы, кроме прямого электроокисления, не способны придавать воде свойства бактерицидности, т.е. не обладают «остаточным последействием», но уничтожают споровые формы бактерий и вирусы. Это особенно актуально при выборе метода обеззараживания воды в оборотной (рециркуляционной) системе водообмена.

     Наиболее широкое распространение получило хлорирование, прежде всего вследствие его высокой эффективности. Кроме того, при хлорировании вода приобретает бактерицидные свойства, т.к. хлор и хлорсодержащие соединения сохраняются в воде в течение продолжительного времени. Хлорирование осуществляют при помощи газообразного хлора, хранящегося в баллонах, раствором гипохлорита натрия или кальция, хлорной известью, а также хлором, полученным электролизом раствора поваренной соли на месте потребления.

     Бактерицидные свойства хлора сильно зависят от рН воды. Так, при рН 7,2 около 60% активного хлора присутствует в воде в виде хлорноватистой кислоты (НОС1), а при рН 8,5 НОС1 содержится всего около 10%, при этом обеззараживающий эффект снижается приблизительно в 6 раз! Поэтому в бассейнах, где не следят за уровнем рН, приходится значительно увеличивать концентрацию хлора, что приводит к раздражению слизистой оболочки глаз и носа (так называемый эффект «красных глаз»). Снижение рН ниже 7,2 ведет к усилению окислительных процессов и способствует возникновению коррозии. При рН меньше 6,5 вода становится настолько агрессивной, что начинается усиленная коррозия во всей рециркуляционной системе, в этом случае требуется подщелачивание.

     Активность хлора снижается и с появлением аммиака в воде бассейна. Хлор, реагируя с аммиаком, образует хлорамины. Согласно DIN 19643 содержание связанного хлора (хлораминов) в воде не должно превышать 0,2 мг/л, содержание же бактерий и вирусов в 100 мл воды - не допускается. При длительной рециркуляции воды наблюдается «привыкание» микроорганизмов и даже амеб к рекомендуемым концентрациям остаточного хлора в воде. Образовавшиеся устойчивые формы микроорганизмов уничтожают, применяя перехлорирование воды или комбинированный метод ее обеззараживания. Перехлорирование («шоковое» хлорирование) - это обработка воды бассейна повышенными дозами хлора (4-5 мг/л).

     Хлор-газ обычно используется в больших общественных бассейнах, готовые «растворы хлора» нашли свое применение как в общественных, так и в частных бассейнах. Хлор, полученный из обычной поваренной соли на месте потребления может использоваться в любых бассейнах.

     Обычно так называемый «твердый хлор» в виде таблеток или порошка применяют в небольших частных бассейнах. Наиболее распространенный реагент для этих целей - соли хлорированной изоциануровой кислоты (65% -90%). Однако при этом возникают проблемы с контролем остаточного хлора в воде и негативными последствиями передозировки, т.к. введение реагента, как правило, осуществляется вручную один раз в сутки.

     Метод получения «раствора хлора» из обычной поваренной соли на месте потребления, т.е. прямо в помещении бассейна, обладает целым рядом особенностей и преимуществ, по сравнению с другими способами хлорирования. Подробнее об этом методе и установках для его реализации мы расскажем в следующих публикациях.

     Самым прогрессивным реагентом из серии «хлорсодержащих» является двуокись хлора (СlО2). Диоксид хлора имеет значительные преимущества, по сравнению с хлором:

• не образует токсичные продукты хлорирования - тригалогенметаны (ТГМ), которые способны вызывать злокачественные новообразования (рак). Согласно DIN 19643 концентрация ТГМ в воде не должна превышать 0,02 мг/л;
• не реагирует с аммиаком и другими соединениями азота;
• обладает сильным дезинфицирующим действием, не зависящим от рН воды;
• уничтожает вирусы, споры, водоросли;
• не вносит негативных изменений в запах, вкус и цвет воды;
• улучшает коагуляцию примесей воды;
• сохраняет долговременный бактерицидный эффект (до 7 суток) при минимальных дозах (0,1 мг/л).

     Диоксид хлора получают на месте потребления из растворов соляной кислоты (НСl) и хлорита натрия (NaClO2), например, в установках «Bello Zon» фирмы «ПроМинент». 

     Одним из самых прогрессивных методов обработки воды является озонирование. Озон применяется не только для обеззараживания воды, но и для улучшения ее физических и ор-ганолептических свойств - обесцвечивания и дезодорации.

     Озон уничтожает бактерии, споры, вирусы и разрушает органические вещества, растворенные в воде. Озон - мощный природный окислитель, к примеру, озон уничтожает патогенные микроорганизмы, в среднем, в 25 раз быстрее, чем диоксид хлора и в 150 раз быстрее хлора.

     Для гибели водорослей достаточно дозы озона, равной 0,5 - 1,0 мг/л. Вода, обработанная озоном, приобретает красивую голубую окраску. Озон не влияет на природные свойства воды, а его избыток в воде не ухудшает ее качества, т.к. продукт его распада - кислород делает воду и приятнее, и свежее.

 Основные достоинства озона:

• надежное бактерицидное действие;
• удаление (деструкция) связанного активного хлора (хлораминов);
• низкий уровень ТГМ в обработанной воде;
• приятный свежий воздух в бассейне и вокруг него, отсутствие запаха хлора;
• отсутствие эффекта «красных глаз» и раздражения слизистой оболочки у купающихся;
• кристально чистая голубая вода.

     Применение озона гарантирует надежный микробиологический барьер в системе рециркуляции, включая фильтры, а также обеспечивает снижение расхода подпиточной (свежей) воды и уменьшение циркуляционного расхода. В соответствии с DIN 19643 стадия озонирования должна присутствовать в бассейнах, используемых для терапевтических целей.

     К недостаткам озона можно отнести короткий срок жизни и относительно большие эксплуатационные затраты (на получение 1 г озона требуется порядка 20 Вт). В зависимости от температуры воды в бассейне при всех прочих равных условиях «период полураспада» озона составляет: при 13 °С - 9 мин., при 26 °С - 1,25 мин., а при 32°С - 0,75 мин.

     Рекомендуемые дозы озона в зависимости от температуры воды в бассейне представлены в
табл. 3.

     Методы обеззараживание воды ионами серебра, меди, растворами йода и брома не нашли широкого распространения прежде всего из-за высокой стоимости реагентов. Известно также, что спорообразующие разновидности микроорганизмов практически нечувствительны к серебру. Кроме того, обработка воды ионами серебра требует жесткого контроля за колебаниями рН (оптимальные пределы 6,9 - 7,2).

     К современным безреагентным методам обеззараживания воды относятся ультрафиолетовое (УФ) облучение и способ «прямого электролиза». УФ - лучи изменяют внутреннюю структуру микроорганизмов и уничтожают все виды бактерий, в том числе споровые и хлорустойчивые формы. При таком обеззараживании не изменяются вкусовые и химические свойства воды, обработка воды проводится значительно быстрее, чем реагентами.

     К достоинствам бактерицидного облучения (УФ) относятся:

• удаление (деструкция) хлораминов и других нежелательных веществ;
• отсутствие запахов и привкусов в воде после обработки;
• отсутствие у купающихся раздражения слизистой оболочки, глаз и кожи.

     Следует отметить, что доза УФ-облучения циркуляционной воды должна быть не менее 600 Дж/м². Этому условию удовлетворяют не обычные, а специальные ультрафиолетовые установки с ртутными лампами среднего давления.

     Однако УФ облучению, как и озонированию присущ один существенный недостаток. Если при озонировании еще наблюдается небольшое «остаточное последействие» (несколько минут), то при бактерицидном облучении вода не обладает бактерицидными свойствами и не способна уничтожать вновь вносимые бактериальные загрязнения, другими словами, этот метод не способен «консервировать» воду. Поэтому УФ метод обеззараживания можно применять только в комбинации с другим методом, обладающим пролонгирующим эффектом.

     И наконец, самый интересный метод обеззараживания воды - это электрохимическое обеззараживание прямым бездиафрагменным электролизом. Можно с уверенностью утверждать, что этот способ является универсальным во всех отношениях. Суть прямого электролиза состоит в том, что под действием постоянного электрического тока в воде протекает целый ряд электрохимических реакций. При прохождении воды через камеру со специальными электродами в межэлектродном пространстве образуется необходимое количество активного хлора из хлорид-ионов, присутствующих в самой воде. Кроме активного хлора в электролизере образуется кислород, микроколичества озона и других окислителей. Вода, обработанная методом прямого электролиза обладает стойким бактерицидным эффектом. Для небольших и средних бассейнов этот способ является наиболее оптимальным.

     Из всего вышесказанного следует, что для того, чтобы купающиеся черпали в воде бассейна только силу и здоровье, более правильно и действенно сочетание различных методов и схем обеззараживания и кондиционирования воды в оборотных системах водообмена.

     Подробнее о современных технологических схемах рециркуляции воды в бассейнах, о приборах и технике, позволяющих определять и поддерживать необходимые параметры воды, об оборудовании и установках для обеззараживания мы расскажем в следующих публикациях.

     Мы знаем, как можно и нужно сделать воду бассейна кристально чистой, безвредной и красивой. Мы решаем эту проблему не только ответственно, но и профессионально.

В.Максимов,
Директор Представительства компании
 «Prominent Dosiertechnik GmbH»