Очистка воды в бассейне

Какой должна быть вода в бассейне? Конечно же, чистой, прозрачной, безопасной с химической и бактериологической точек зрения. Важность регулярной очистки воды в бассейнах очевидна.

Во-первых, необходимо обеспечить ее прозрачность, а механические примеси, избыточная жесткость, железо, а также пыль и грязь, попадающие извне, этот показатель снижают. Кроме того, вода должна быть безопасной – а значит, необходимо ее качественное обеззараживание.

Обработка воды в бассейне сводится к ряду несложных последовательных мероприятий.

Гидравлическая система бассейна

Водообмен в бассейне обеспечивается при помощи гидравлической системы. Современное оборудование предусматривает замкнутый цикл рециркуляции, позволяя длительное время не менять воду в бассейне. Основная задача гидравлической или, как её ещё называют, циркулярной системы состоит в заборе воды для её очистки, а затем возврата и распределения обработанной нагретой жидкости.

Для эффектной очистки вода должна забираться с поверхности бассейна, где скапливаются плёнки органических веществ (частички косметики, масла, кожного жира), и с донной области для удаления более крупных загрязнений, которые уже успели осесть. Для забора верхнего слоя используются скиммеры, или переливные лотки, а для очистки нижних – так называемый донный трап.

Для возврата очищенной и нагретой воды в бассейн предназначены форсунки с регулируемым углом подачи воды, При проектировании размещения форсунок важно не допускать образования так называемых мертвых (застойных) зон. В скиммерном варианте подающие форсунки располагаются напротив скиммера, а в системах с переливным  желобом размещаются равномерно по всему дну. Кстати, данное размещение форсунок обеспечивает наилучшее распределение температуры воды в бассейне.

Кроме перечисленных мероприятий, необходимо менять некоторую часть воды в бассейне на свежую. Согласно немецким стандартам в общественных бассейнах необходимо обновлять ежедневно 5% воды.

Гидравлическая система бассейна включает помимо узла циркуляции (скиммеров, форсунок) циркуляционный насос, системы обработки и фильтрации воды, а также систему трубопроводов, соединяющих все эти компоненты с системами водоснабжения и канализации. Размещают гидравлическое оборудование в специальных подсобных помещениях (это характерно для больших коммерческих бассейнов) или же рядом с чашей в приямке, либо устанавливаются так называемые Swimming pool machine – устройства, в которых системы фильтрации, подогрева и освещения смонтированы в блок, встроенный в лестницу.

Фильтрация воды

Призвана обеспечить удаление из воды бассейна механических примесей взвесей, вызывающих замутнение воды. Забранная всасывающим устройством (скиммером, переливным лотком, донным сливом) вода поступает в фильтрующим элементом.

В зависимости от типа фильтрующей среды, а точнее, конструкции фильтра различают засыпные и картриджные установки.

В засыпных фильтрах фильтрующей средой является кварцевый песок. Гранулометрический состав песка выбирается в соответствии с производительностью циркулярной установки. А та, в свою очередь, зависит от режима обновления воды в бассейне. Так, к примеру, в полукоммерческом бассейне объёмом 175 м3 вода должна обновляться за 6 часов, для этого необходима установка производительностью 175/6@30м3/ч. При производительности циркулярных насосов от 3 до 40 м3/ч фильтры обычно загружают песком узкой фракции 0,5-0,7 мм. Более производительные системы «укомплектованы» дополнительным дренажным слоем гравия и песком обычно фракций 1,0-1,2 мм и 0,5-0,7 мм. Кроме этого, в многофракционную засыпку может добавляться дополнительный слой дроблёного антрацита. Установки с угольным слоем, кроме механических примесей, удаляют из воды ещё и органику.

Песочные фильтры обеспечивают степень очистки до 0,001 мм. К достоинствам системы можно относить работу в широком диапазоне производительности, долговечность засыпки (при регулярном использовании песок заменяют раз в год, при сезонном – раз в 3-5 лет), а также достаточно простую эксплуатацию. Механические загрязнения постепенно загрязняют фильтр, что отражается на его пропускной способности. Повышение давления фильтрующие установки фиксируются манометром, и, если значение превышает  норму, то необходима очистка фильтра. При этом клапан фильтра устанавливается в режим обратной промывки. Вода в течение нескольких минут движется в обратном направлении

(т.е. снизу вверх), взрыхляя песок и освобождая осевшую грязь, которая вместе с водой удаляется в канализацию. Затем ручку клапана устанавливают в режим уплотнения песка (если таковой предусмотрен моделью фильтра). При этом вода в фильтр поступает как обычно сверху вниз, но также удаляется в канализацию вместе с остаточными загрязнениями.

Фильтрующими элементами картриджных систем являются картриджи (катушки, картуши) из бумаги или синтетических материалов. Первые – одноразовые, по мере засорения картриджа заменяют на новые, синтетические, допускают промывку до пяти раз. Промывка фильтра (как, в общем, и песочного) может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режимах. Степень очистки воды в картриджных системах зависит от пористости материала и первоначально несколько выше песочных, но если учесть, что картриджи засоряются быстрее, то эффективность длительной очистки примерно одинакова.

Ещё один параметр, на который     следует обратить внимание, - это время фильтрации. В частных бассейна рекомендуется включать систему фильтрации на 8-12 ч в день во время эксплуатации бассейна. В общественных бассейнах нужна круглосуточная фильтрация воды.

Снижение мутности воды

Какой бы не была эффективной фильтрующая установка, её возможности все равно ограничены пористостью фильтрующей среды. Размеры же (или гидравлическая крупность) загрязняющих воду веществ, к сожалению этим не ограничиваются. Взвешенные колодные частицы размером менее 0.001мм большинством механических фильтров не улавливаются и поэтому постоянно присутствуют в воде, замутняя её.

В таблице 2 показано зависимость размера взвешенных частиц от времени их осаждения.

Негативное влияние мутности не заканчивается неприятным эстетическим эффектом, главным отрицательным моментом является значительное снижение эффективности обеззараживание воды при использование ультрафиолетовых установок. К тому же мутность стимулирует рост бактерий. Замутнение воды в бассейне не может быть вызвано различными причинами: появлением фито- и изопланктона, окислением хлором и кислородом воздуха соединений железа и марганца, а также органическими примесями, которыми в полной мере снабжают воду посетители бассейна (косметика, кожаный жир и т.п.). Для борьбы с мутностью используют метод коагуляции, при котором после введения в воду коагулирующих агентов взвешенные частицы слипаются, укрупняются и в виде хлопьев и комков выпадают в осадок, а затем улавливаются механическими фильтрами. В качестве коагулянтов обычно используют соли поливалентных металлов (железа, алюминия), а также водорастворимые органические высокомолекулярные соединения (полимеры), к примеру, на основе полиакриламида. В отличие от неорганических полимерные коагулирующие вещества ещё называют флокулянтами. Дозировка коагулирующих добавок зависит от уровня рН воды, количества и характера взвешенных веществ, а также от вида применяемой добавки (обычно при одинаковых условиях доза флокулянтов на 1-2 порядка ниже). И ещё, при использовании коагулянтов на основе солей металлов необходимо контролировать их остаточное содержание в воде. Железо, к примеру, относится к тяжелым металлам. В настоящее время для питьевой воды ВОЗ регламентируют содержание алюминия до 0,1мг/л. Коагулянт (флокулянт) добавляют непосредственно в чашу бассейна, в скиммер (при ручном дозировании) или же систему фильтрации перед механическим фильтром (при автоматическом).

Дезинфекция воды

Однако только коагуляцией и фильтрацией все проблемы с водой не решить, помимо механических примесей и взвесей, в воде бассейна содержаться растворённые органические (и неорганические) соединения, вредные для здоровья человека, не говоря уже о различных микроорганизмах. Для их удаления и дезинфекции воды главным образом используется метод окисления, при котором в воду вводится мощный окисляющий реагент, разлагающий эти вещества, а продукты распада затем коагулируются и фильтруются. В качестве таких реагентов могут применять озон, хлор, активный кислород, бром или их сочетания. Существуют и безреагентные методы обеззараживания, но и о тех, и других несколько позже.

Для эффективного обеззараживания воды реагенты должны обладать пролонгированным действием, т.е. после введения реагента бактерицидные свойства воды должны некоторое время (как можно дольше) сохраняться. Вспомним, что каждый новый посетитель бассейна «приводит» с собой около 30тысяч микроорганизмов всего за пол часа, К тому же, реагенты должны быть достаточно стабильными к агрессивным внешним условиям: колебаниям температуры, ультрафиолетовым излучению и пр. Ну и конечно, быть как можно более агрессивней к микрофлоре и как можно меньше влиять на организм человека. Идеальных во всех отношениях методов не существует, но комбинаций некоторых из них можно добавить неплохого результата.

Методы дезинфекции

Прежде чем ознакомиться с различными методами дезинфекции нужно привести в норму показатель рН воды, непосредственно влияющих на эффективность обеззараживающих мероприятий (что за показатель, можно узнать из прошлого номера журнала). Дело в том, что при низких значениях рН 5,0-6,0 эффективнее работают дезинфекторы на основе хлора (степень выделения свободного хлора намного больше) и коагулянты. А вот при значениях рН более 8,0 хлор находится в связанном состоянии и выделении свободного хлора незначительное, поэтому для поддержания его необходимого уровня нужна значительная передозировка реагента, что не замедлит сказаться на свойствах воды. При высоких уровнях рН вода (даже жесткостью от 4 мг-экв/л) может вызвать отложения шлаков и накипи в гидравлической системы бассейна, особенно, если используется подогрев воды, ухудшая работу фильтра и нагревательного элемента. С другой стороны, излишне мягкая вода может быть корозионноактивной как для металлических элементов бассейна, так и для самой чаши, выщелачивая бетон и материал облицовки. Область значения рН 7,2-7,6 была выбрана компромиссной для воды бассейна.

Итак, одним из самых распространенных, проверенных методов дезинфекции воды является хлорирование. При контроле всех водных параметров и разумной дозировке воздействию хлора на много меньше, чем об этом говорят. Несомненно мерзкий запах хлорки отнюдь не следствие побочных свойств хлорных реагентов, а всего лишь результат неправильной их дозировки (когда хлор «недоокислил» органические соединения), а шелушение и зуд кожи – следствие передозировки реагентов, при хлорировании «с запасом», если не контролируется уровень рН. Кстати, о рН, однажды достигнутый оптимальный уровень должен поддерживаться во время регулярного введения реагентов, к примеру, раствор гипохлорита кальция повышает уровень рН. Дозировка хлорсодержащих реагентов зависит от целей дезинфекции и вида применяемых веществ.

Перед введением бассейна в эксплуатацию производят так называемое инициирующее хлорирование. В воду добавляют препарат из расчёта примерно 5-10 мг свободного хлора на 1литр воды. Такая ударная доза быстро уничтожает микроорганизмы и окисляет органические соединения. Эксплуатировать бассейн можно лишь при достижении уровня свободного хлора до 0,3-0,6мг/л. Именно этот уровень свободного хлора сохраняется в воде при помощи так называемого поддерживающего хлорирования, с использованием препаратного длительного действия. Для этих целей используют реагенты на основе стабилизированного хлора, незначительно разрушающегося под действием ультрафиолетового излучения и высокой температуры. Время от времени после череды жарких дней или ливневых дождей, а также после интенсивной эксплуатации бассейна необходимо производить «шоковое» хлорирование. Как правило, под последним понимают добавления в воду 4-5-кратной дозы  хлорирующих препаратов. Для контроля и корректировки содержания в воде остаточного (свободного) хлора в ручном режиме используют специальные тест-наборы и капельные или таблерованные реагенты, Эти методы применяют в основном для небольших частных бассейнов. В больших коммерческих бассейнах не обойтись без измерительно-дозирующей техники, которая комплексно контролирует несколько параметров воды (рН, уровень остаточного хлора, связанного, уже выполнившего свои функции, и общий уровень хлора, редокс-потенциала) И при необходимости автоматически дозирует нужное количество реагентов.

Основным контролируемым параметром эффективности процесса обеззараживания является окислительно-востанновительный потенциал воды (редос-потенциал). Он характеризует степень активности элементов в окислитель-восстановительных реакциях. В табл.3 показана зависимость жизни типичных микроорганизмов от величины редоск-потенциала.

Хлорирование на сегодняшний день, пожалуй, единственный метод обеззараживания, обладающий пролонгированным действием. Его применение обязательно для общественных бассейнов и, в принципе, желательно для частных. Правда, количество хлора можно сократить до 0,3 мг/л, используя его в комплексе с другими методами.

Озонирование

Озон - мощный природный окислитель, который во много раз активнее хлора уничтожает микроорганизмы и вирусы, даже те, что хлор разрушить не в состоянии. К примеру, колиформы (E.Coli) подавляются озоном концентрации 1 мг/л в течение 5с. Хлору же в пропорциональной концентрации для этого требуется, как минимум, 15с. Озон, кроме дезинфицирующих свойств, ускоряет коагуляцию коллоидных веществ и взвесей, а эффективность его применения, в отличие от хлора, не зависит от величины рН. Однако нестабильное соединение и разлагается очень быстро, для продления его дезинфицирующего эффекта требуется введение некоторого количества (из расчета 0,3 мг/л свободного хлора), поэтому рекомендуется максимально удалить органику из воды путем сорбции. Повсеместное распространение метода сдерживается достаточно высокой стоимостью озонаторов.

Еще одним природным окислителем является активный кислород, хотя его окисляющий эффект гораздо ниже перечисленных методик - он широко применяется для дезинфекции частных бассейнов. К положительным свойствам метода можно отнести приятные качества воды: никакого запаха и аллергических реакций, присутствие активного кислорода, к тому же он подавляет жизнедеятельность микрофлоры в бассейне. Однако этот элемент также нестабилен и требует «поддержки». Здесь важно учесть, что хлор и активный кислород действуют взаимоуничтожающе - поэтому при комплексном их использовании после каждого «шокового» хлорирования требуется вновь добавлять кислородосодержащие препараты.

Для обработки небольших частных бассейнов, а также бассейнов СПА, используют препараты на основе брома. Бром – не очень сильный окислитель, достаточно устойчив к агрессивным внешним условиям: ультрафиолету, высокой температуре и колебаниям рН, а кроме того, хорошо сочетается с хлором.

Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением

Метод наиболее экономичный, так как не требует реагентов. Применяется в комплексе с хлорированием, так как не обладает пролонгирующим эффектом. Метод критичен к повышенной мутности: наблюдается значительное снижение обеззараживающего эффекта. Подключается к системе фильтрации перед дозирующими устройствами.

И еще один метод дезинфекции воды в бассейне, на который хотелось бы обратить внимание, – метод электрохимического обеззараживания. Электролиз – процесс, позволяющий получить дезинфицирующие вещества из хлоридов, содержащихся в воде бассейна. При прохождении воды через камеру с электродами в межэлектронном пространстве образуется необходимое количество активного хлора, а также микроколичества озона, кислорода, воздействие которых производит обеззараживающий эффект.

Противоводорослевые препараты

Частой проблемой является появление в бассейне микрофлоры. Рост водорослей стимулируется жаркой погодой, солнечным светом, повышенной мутностью, а также нехваткой дезинфектантов.

Самый дешевый и эффективный способ борьбы с флорой в бассейне – предотвращение ее появления, для чего перед наполнением чашу бассейна обрабатывают альгицидами – полимерными препаратами, подавляющими развитие микрофлоры. Некоторое количество альгицида должно постоянно присутствовать в воде и периодически обновляться. Стенки чаши бассейна нужно регулярно очищать от налета, а также поддерживать необходимый уровень активного хлора в воде.

Если все же вода зацвела - следует предпринять следующие меры: очистить стены чаши от растительности, провести «шоковую» обработку хлором или активным кислородом с добавлением альгицидов, очистить фильтр, скиммеры и другие части оборудования, контактирующие с водой.