МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЕ ХЛОРАМИНОВ В ПЛАВАТЕЛЬНОМ БАССЕЙНЕ.
Вода в плавательном бассейне загрязняется в основном купающимися. Даже после того как человек тщательно вымоется, он выделяет в воду около 35 млн. бактерий – в основном из полости рта, слизистых носа, органов выделения; кроме того, сюда добавляются ещё около 4 г органических веществ, таких как частицы кожи, волокна ткани, волосы, косметика, остатки моющих средств на теле и т.п., и одновременно около 50мл3 мочи из-за непроизвольного сжатия мочевого пузыря. По опыту, купающемуся внутрь, в основном непроизвольно, попадает 50-60мл воды из бассейна. Поэтому основным требованием к водоподготовке в бассейнах является физико-химическое качество воды. Вода должна соответствовать всем действующим гигиеническим нормам и не причинять вреда здоровью людей возбудителями болезней. Это означает, что микробы и вредные для здоровья вещества: бактерии, вирусы, микроорганизмы подлежат оптимальному обеззараживанию при одновременном удалении из бассейна нежелательных побочных продуктов.
Основным и традиционным методом обеззараживания воды, по прежнему остается хлорирование. Помимо множества преимуществ, основным недостатком такого метода является образование побочных хлорорганических соединений от реакции хлорноватистой кислоты с соединениями азота, привносимыми купальщиками и окружающей средой, т.н. хлорамины или «связанный хлор». Именно хлорамины являются основной причиной того самого неприятного "запаха хлора" в бассейне, и вызывают проблемы с дыханием, кожей, слизистыми покровами, иммунной и другими системами организма.
Основным азотистым соединением вносимыми купающимися в бассейн является мочевина*.
* Мочевина - диамид угольной кислоты (он же карбамид (NH2)2CO ).
Человек выделяет в сутки 25 – 30 г мочевины в основном в виде мочи (1 – 1.5 литра). При объёме мочевого пузыря 250 – 500 мл за один раз в воду бассейна может попасть 6.25 г мочевины, что переведёт в связанное состояние ≈ 18 г свободного хлора. При норме свободного хлора 0,3- 0,5 мг/л это соответствует 36 – 60 м3 воды, т.е. в этом объёме воды остаточного свободного хлора находиться не будет и, значит, во всём бассейне концентрация свободного хлора упадёт. В то же время концентрация связанного хлора будет неуклонно расти. В СанПиН 2.1.2.568-96 устанавливается концентрация общего остаточного хлора на уровне 0,8 – 1,2 мг/л.
Ниже приведена формула расчёта времени (Т час) превышения максимальной концентрации общего остаточного хлора ( 1,2 мг/л ) при условиях:
- Объем бассейна VБАС = 1000 м3
- Замена воды VЗАМ = 5 м3/час
- Количество активного хлора перешедшего в связанное состояние, QСвХ 18 г/за 8 часов или 2.25 г/час
- Норма свободного активного хлора, ССвАХ (макс.) = 0,5 мг/л
- Норма общего остаточного хлора, СООХ (макс.) = 1.2 мг/л
Подставляя в формулу количественные характеристики бассейна, необходимые концентрации свободного и общего остаточного хлора, а также количество несанкционированных попаданий в воду бассейна продуктов жизнедеятельности человека, получаем, что через 312 часов эксплуатации весь остаточный свободный хлор перейдёт в связанное состояние.
Дальнейшее добавление свободного активного хлора приведёт к превышению концентрации общего остаточного хлора и невозможности эксплуатации бассейна!
Для снижения концентрации хлораминов могут использоваться следующие методы:
1. Разбавление;
2. Адсорбция;
3. Озонирование;
4. Ультрафиолетовая обработка.
Разбавление является самым простым методом, но при этом значительно увеличивается расход питьевой воды для подпитки, кроме того согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 концентрация связанного хлора в добавляемой питьевой воде допускается на уровне 0,8-1,2 мг/л, что уже является ПДК для бассейна. Поэтому возможность применения данного метода определяется по результатам лабораторного анализа добавляемой воды.
Адсорбция заключается, в основном, в дозировке порошкового активированного угля. Производительность дозатора должна составлять 1-3г/м3 объемного протока системы водоподготовки, при этом порошок добавляется в виде суспензии активированного угля с водой. Для предотвращения заражения суспензии микробами необходимо обеспечить её постоянную циркуляцию с рН < 2. Выгрузка загрязненного порошка через обычную канализацию не всегда разрешается, поэтому при планировки такого оборудования настоятельно рекомендуется согласовать все вопросы с органами санитарного надзора.
Озонирование является достаточно затратным методом как с точки зрения стоимости устанавливаемого оборудования, так и по эксплуатационным характеристикам (утилизация использованного активированного угля, затраты на электроэнергию, замена мембраны генератора кислорода и пр.) Кроме того при использовании озонирования возникает опасность образования формальдегида, концентрация которого в воде бассейна допускается не более 0,05мл/л.
Ультрафиолетовая обработка является наиболее сбалансированным из описанных ранее методов. При УФ-облучении возможно протекание двух процессов, приводящих к снижению хлораминов: прямое разрушение УФ-лучами (фотолиз) связи N-Cl в молекуле хлорамина и деструкция органических соединений в результате цепных реакций окисления, активированных гидроксильными радикалами (ОН-радикалами). Эффективность первого процесса напрямую зависит от кривых поглощения различных хлораминов:
Максимум поглощения, а соответственно и максимум разрушения, у монохлораминов приходится на длине волны 245 нм, у ди- и трихлораминов – на 297 и 340 нм соответственно. Из графика видно, что предпочтение нужно отдавать УФ системам обеззараживания с лампами среднего давления т.н. «Medium pressure UV lamp», которые в отличие от ламп низкого давления обладают более широким спектром УФ-излучения, и таким образом, наиболее эффективно разрушают все три вида хлораминов.
Рис 1. Пример УФ установки с лампами среднего давления.
Кроме того, для эффективной дезинфекции следует подбирать УФ установки с интенсивностью облучения не менее 40мДж/см2 (см.график ниже):
ДОЗЫ УФ ДЛЯ ДЕЗИНФЕКЦИИ
При написании статьи использовались данные:
«Грундфос. Дезинфекция и водоподготовка» 2007г.
«Planung von Schwimmbadern» C. Saunus.