Chlorowanie wody w basenie: historia i metody
- Szczegóły
Czy wiesz, czego używa się do dezynfekcji wody w basenie? Jakie reakcje tam zachodzą? Chlorowanie basenów nie jest tak proste, jak mogłoby się wydawać i kryje się za tym dużo chemii.
Środki chlorujące
Ze względu na zagrożenia związane z jego przechowywaniem i użytkowaniem, chlor w formie gazowej jest obecnie rzadko stosowany do chlorowania basenów. Zamiast niego zwykle stosuje się sole chloranów(I), takie jak: chloran(I) sodu i chloran(I) wapnia.
Chlor i sole chloranu(I) reagują z wodą, tworząc utleniający kwas chlorowy(I). W wodzie kwas chlorowy(I) istnieje w równowadze ze słabszym utleniaczem - jonem chloranowym(I), czyli ClO-.
Łączne stężenie tych chemikaliów w wodzie basenowej nazywane jest „stężeniem chloru wolnego”.
HClO + H2O ⇄ H3O+ + ClO−
Przeczytaj także: Izomeria w Chlorowaniu Trimetylopentanu
Jony chloranowe(I) są szybko rozbijane przez promieniowanie UV, obecne w świetle słonecznym, co powoduje 90% utraty stężenia wolnego chloru z basenów zewnętrznych. Oznacza to z kolei, że baseny zewnętrzne wymagają częstszego chlorowania lub dodawania innych środków chemicznych w celu ustabilizowania poziomów wolnego stężenia chloru.
2 ClO− → UV 2 Cl− + O2
Amoniak i związki podobne do amoniaku, znajdujące się w pocie i moczu człowieka, reagują z kwasem chlorowym(I) (HClO), wytwarzając chloraminy. To właśnie one, a nie chlor, powodują charakterystyczny zapach basenów. U niektórych pływaków mogą powodować świszczący oddech i ból oczu.
Oddawanie moczu w basenie prowadzi do wytworzenia trichlorku azotu, ponieważ kwas moczowy, obecny w moczu, pomaga w jej otrzymaniu. Wytwarzają się również niewielkie ilości chlorku karbononitrydowego.
Historia użycia chloru do dezynfekcji wody
Chlor jest jednym z najczęściej stosowanych środków do dezynfekcji wody pitnej.
Przeczytaj także: Skutki chlorowania wody z fenolem
Jego głównym zadaniem jest eliminacja bakterii, wirusów i innych mikroorganizmów, które mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia człowieka. Dzięki chlorowaniu woda staje się bezpieczna do spożycia i nie wymaga dodatkowej sterylizacji przed użyciem.
Pierwsze udokumentowane zastosowanie chloru do dezynfekcji wody pitnej miało miejsce na początku XX wieku - dokładnie w 1908 w USA. Wówczas inżynierowie John L. Fuller i George Warren Fuller zaczęli stosować chlor na skalę przemysłową w Jersey City w stanie New Jersey.
Po tym sukcesie metoda ta szybko rozprzestrzeniła się na inne miasta w Stanach Zjednoczonych, a następnie na cały świat.
Od tamtego czasu chlorowanie stało się najpowszechniejszym sposobem dezynfekcji wody pitnej na świecie. Chlorowanie umożliwiło likwidację wielu chorób zakaźnych - jako, że wiele bakterii przenosiło się z wodą.
Ograniczyło także znacząco śmiertelność dzieci (które są szczególnie podatne na infekcje, np. czerwonkę).
Przeczytaj także: Płukanie studni: jak to zrobić poprawnie?
Chlor stosowany w formie gazowej, płynnej (np. podchloryn sodu) lub stałej (tabletki chlorowe) działa jako silny utleniacz. Niszczy struktury komórkowe drobnoustrojów, zapewniając skuteczną dezynfekcję wody.
Ponadto, jego działanie jest długotrwałe - w odróżnieniu od innych metod dezynfekcji (np. promieniowania UV).
Chlor stosuje się nie tylko w sieciach wodociągowych, ale także w basenach czy na pływalniach. Chlor, mimo skuteczności bakteriobójczej, może wpływać na właściwości fizykochemiczne wody.
Reakcje chemiczne z substancjami organicznymi, prowadzące do powstawania ubocznych produktów chlorowania (np. trihalometanów) mogą być szkodliwe.
Z tego względu ilość chloru w wodzie pitnej jest ściśle kontrolowana i utrzymywana na poziomie zapewniającym bezpieczeństwo użytkowników przy minimalnym wpływie na jakość wody.
Chlor, jako silny utleniacz, może przyspieszać procesy korozyjne w metalowych elementach instalacji. Dotyczy to zwłaszcza rur stalowych, mosiężnych i miedzianych, ale także armatury, zaworów, zasobników czy wymienników ciepła.
Trzeba jednak pamiętać, że w normalnych warunkach woda nie powinna mieć zwiększonej zawartości chloru - o to ma dbać dostawca wody.
Np. w przypadku posiadania basenu, gdzie będziemy używać chloru w większym stężeniu (co jest w zasadzie niemal pewne) komponenty układu grzewczego czy filtracyjnego muszą być dobrane starannie.
W przypadku basenów czy wody ze studni można częściowo ograniczyć stosowanie chloru - np. stosując lampy UV.
W przypadku techniki basenowej występują również specjalne generatory chloru wykorzystujące sól (czyli tzw. elektrolizery solne). Są to urządzenia, które produkują chlor bezpośrednio na miejscu, poprzez proces elektrolizy roztworu soli kuchennej (chlorku sodu - NaCl).
Rzadziej - ale jednak - są one stosowane również w większych układach grzewczych w budynkach przemysłowych. Warto pamiętać, że te rozwiązania są szczególnie ryzykowne - dla poszczególnych komponentów ogrzewania, jako, że pozostałości soli mogą być bardzo szkodliwe.
Chlor pozostaje nieodzownym elementem w procesie uzdatniania i dezynfekcji wody pitnej, zapewniając bezpieczeństwo sanitarne.
Jednak jego obecność w instalacjach wodnych może prowadzić do przyspieszonego zużycia elementów hydraulicznych, korozji i pogorszenia jakości wody użytkowej - jednak należy podchodzić to tego racjonalnie i nie demonizować tego zagrożenia, o ile nie chodzi o wyjątkowe sytuacje.
Historia użycia chloru w skrócie:
- 1810: Chlor uznany pierwiastkiem chemicznym przez Sir Humphry'a Davy'a.
- 1846: Zastosowanie w Wiedeńskim szpitalu.
- 1879: Aplikacja chloranu(I) wapnia.
- 1893: Aplikacja chloru na skalę przemysłową w Hamburgu.
- 1897: Pierwsze miasto uzdatniające wodę chlorem - Maidstone, Anglia.
- 1905: Chlorowanie wody podczas epidemii duru brzusznego w Lincoln, Anglia.
- 1908: USA - ciągłe chlorowanie wody w Boonton Reservoir.
- 1910: Doświadczenie z użyciem gazowego chloru przez Carla Rogersa Darnalla.
- 1914: Departament Skarbu USA uchwala zestaw norm.
- 1941: Zastąpienie chloru gazowego.
- 1970: Odkrycie ubocznych produktów dezynfekcji (DBP).
- 1979: Pierwsza zasada DBP ogłoszona przez US EPA.
- 1998: Dyrektywa Rady 98/83/WE ograniczająca narażenie na produkty uboczne dezynfekcji.
- 2006: Rozporządzenie Ministra budownictwa dotyczące obowiązków dostawców odpadów przemysłowych.
Co zrobić, by woda w basenie była krystalicznie czysta?
Odpowiedź jest prosta (choć sam proces może wydawać się dosyć skomplikowany). Chodzi o używanie tzw. chemii do basenu. Być może nie brzmi to zachęcająco, ale umożliwia miłośnikom kąpieli korzystanie z basenu bez obaw o to, czy np. nie nabawią się grzybicy lub innej choroby.
Stosowanie chemii do basenu to nie jedyny warunek, jaki musi być spełniony, aby woda w basenie nieprzerwanie zachęcała do kąpieli.
Drugi, to wyposażenie go w osprzęt odpowiadający za tzw. fizyczne uzdatnianie wody. To dzięki temu procesowi (i zapewnieniu wodzie obiegu), możliwe jest stałe oczyszczanie wody basenowej z zanieczyszczeń fizycznych, wychwytywanych przez filtr.
Natomiast świadome i systematyczne używanie chemii basenowej zapewnia tzw. chemiczne uzdatnianie wody, na które składa się kilka elementów. Co kryje się pod tymi pojęciami?
Co pływa z Tobą w basenie?
Choć nie widać tego gołym okiem, podczas codziennego użytkowania, do wody „przemycanych jest” wiele różnego rodzaju zanieczyszczeń. Część z nich dostaje się do basenu w momencie, gdy się w nim zanurzamy.
Są przenoszone na naszej skórze, stopach, włosach. Inne są po prostu wydzielane przez nasz organizm, co jest naturalne, a następnie spłukiwane przez wodę gdy przebywamy w basenie. Na tym jednak nie koniec.
Jednocześnie, a także niezależnie od naszej aktywności, do wody w basenie przedostają się różne inne zanieczyszczenia fizyczne. Dotyczy to zarówno basenów zewnętrznych - ogrodowych jak i tych wewnątrz budynków.
Pomaga im w tym wiatr, opady deszczu, niekiedy też konstrukcja obrzeży basenu czy zwierzęta domowe. Oddziaływanie tych czynników można ograniczać poniekąd, używając np. zadaszeń czy przykryć basenowych.
Wszystko to razem tworzy doskonałe środowisko dla rozwoju glonów (alg) i bakterii. Część wymienionych powyżej zanieczyszczeń z wody w basenie wyeliminuje odpowiednio dobrany filtr basenowy i pozostałe elementy tworzące cały system fizycznego obiegu i oczyszczania wody w basenie (są to: skimmer, przelewy, filtr, pompa, wymiennik ciepła i dysze dopływowe).
Pomoże w tym również systematyczne stosowanie automatycznego odkurzacza basenowego, który czyszcząc dno, ściany i linię wodną, skutecznie wyeliminuje większość zanieczyszczeń z basenu, także organicznych, co w istotny sposób ograniczy ilość zużywanych preparatów chemicznych do uzdatniania wody basenowej.
Chemiczne uzdatnianie wody w basenie
Chemiczne uzdatnianie wody w basenie dzieli się na cztery kolejno następujące po sobie etapy.
- Regulacja wartości pH.
- Dezynfekcja wody.
- Zapobieganie rozwojowi glonów.
- Koagulacja.
Regulacja wartości pH
Dla zachowania najlepszych warunków do pielęgnacji wody w basenie najodpowiedniejsza jest wartość pH pomiędzy 7,0 - 7,4. Pokazuje ona, w jakim stopniu woda jest zasadowa bądź kwaśna.
Wartości powyżej lub poniżej owych „widełek” zwiastują z reguły pojawienie się i to w niedługim czasie uciążliwych problemów.
Jeśli Tobie lub pozostałym użytkownikom basenu zaczynają doskwierać podrażnienia oczu bądź skóry, metalowe elementy wyposażenia basenu zaczynają korodować, a na ścianach basenu pojawiają się wapienne osady lub po prostu spada efektywność koagulacji, lub dezynfekcji (o czym będzie jeszcze dalej), jest to sygnał, że pora jak najszybciej zbadać wartość pH.
Dezynfekcja wody
Choć tylko niektóre z grzybów i bakterii mogą powodować zagrożenie infekcjami dla osób korzystających z basenu, to woda niezdezynfekowana w niedługim czasie obniży komfort korzystania z basenu i przyjemne wrażenia zamieni w odczucia, o których wolelibyśmy szybko zapomnieć.
Bo kto z nas chciałby zanurzać się w mętnej wodzie i ślizgać się po powierzchniach pokrytych coraz to bardziej śliskim biofilmem?
Wodę w basenie dezynfekować możemy na trzy sposoby.
- Dezynfekcja wody chlorem - odbywa się z wykorzystaniem produktów chlorowych i ma na celu nie tylko utlenienie nieodfiltrowanych szczątków organicznych, ale też rozprawienie się z bakteriami.
- Dezynfekcja wody aktywnym tlenem - jest to metoda ciesząca się coraz większym zainteresowaniem właścicieli basenów, którzy szukają alternatyw wobec uzdatniania wody chlorem. Pośród jej przewag wymienia się m.in.: obojętność dla skóry i oczu (brak podrażnień), brak charakterystycznego zapachu chloru podczas kąpieli (oraz tuż po niej), ma ona także mniej inwazyjny niż chlor, wpływ na włosy.
- Dezynfekcja wody bromem - tę metodę można wspomnieć jedynie jako ciekawostkę, ponieważ nie jest w Polsce praktycznie stosowana. Przyczyn bardzo niskiej popularności tej metody upatrywać można być może we wspomnieniach czasów PRL, kiedy to żołnierzom Ludowego Wojska Polskiego ów brom, serwowano podobno do posiłków. W jakim celu? Zapobieganie rozwojowi glonów.
Zapobieganie rozwojowi glonów
Glony w basenach są „intruzami”, których obecność powoduje m.in. dostarczanie grzybom i bakteriom substancji organicznych będących dla nich doskonałą pożywką.
Zapobieganie rozwojowi glonów wymaga dedykowanych środków, gdyż niektóre z nich są odporne na chlor.
Koagulacja
Jak wspomnieliśmy, woda w basenie jest filtrowana stale, jednak fizyczna filtracja eliminuje z wody basenowej zanieczyszczenia tylko o określonej wielkości.
Natomiast mniejsze zanieczyszczenia mogą być usuwane dzięki tzw. koagulacji, na poziomie filtra piaskowego. To przed nim koagulant tworzy w wodzie „kłaczki”, które otaczają najdrobniejsze zanieczyszczenia i wyłapują stopniowo kolejne zanieczyszczenia, a te, zwiększając swoje wymiary, możliwe są już do odfiltrowania na piaskowym wkładzie filtracyjnym.
Zielona woda w basenie - jak sobie poradzić?
Zielona woda w basenie to problem, z którym boryka się wielu właścicieli basenów ogrodowych. Powstawanie zielonej wody to efekt rozmnażania się glonów (Algi) w basenie, które nadają wodzie nieestetyczny, zielony kolor oraz pogarszają jej jakość.
Aby utrzymać czystą wodę w basenie i uniknąć tego zjawiska, konieczne jest odpowiednie pielęgnowanie i uzdatnianie wody. Jak wyczyścić zieloną wodę w basenie?
tags: #chlorowanie #wody #w #basenie #historia #i
