Очистка воды без применения хлора: эффективность и экономия

09.07.2017

Учеными доказано, что купание в воде с высоким содержанием хлора значительно увеличивает риск воспаления дыхательных путей с последующим развитием бронхиальной астмы. Но без надлежащих мер, направленных на качественную водоочистку, стоячая вода начинает портиться, в ней развиваются болезнетворные бактерии, появляется неприятный запах.

Современные способы обеззараживания воды без хлора

Существует несколько методов дезинфекции воды без использования хлора и хлорсодержащих компонентов, позволяющих улучшить качество воды и сэкономить финансовые средства на обслуживании бассейна. Такие препараты характеризуются длительным эффектом, не требуют монтажа дополнительного оборудования, а также улучшают оргонолептические характеристики воды. Благодаря устойчивости к повышенному уровню рН обеспечивается качественная дезинфекция.

Преимущества очистки воды без хлора:

Отсутствие неприятного запаха и привкуса воды.
Безопасность для посетителей, включая детей и пожилых людей.
Длительный эффект.
Сокращение затрат.

К таким методам очистки относятся:

Бромирование;
Очистка активным кислородом;
Озонирование;
УФ-излучение;
Обеззараживание солевым электролизом;
Ионизация;
Ультразвук;

Бромирование воды – реагентный метод, являющийся альтернативой хлорированию воды в бассейне. Бром, как и хлор является галогеном и сильным окислителем.

Достоинства бромирования:

широкий спектр воздействия на микроорганизмы, бром убивает вирусы, бактерии, грибки, способствует удалению из воды органических примесей. Бром более эффективен в борьбе с водорослями. Бромирование обрабатывает не только воду, но и поверхности бассейна;
обеспечивает оптимальный уровень надежности дезинфекции воды благодаря устойчивости к высоким значениям Рн. Например, при Рн=8,0 эффективность обеззараживающего действия брома составляет 87%, в то время как у хлора - 33%;
бромирование не повышает жесткость воды;
пролонгированное действие;
соединения на основе брома не раздражает кожу и слизистые;
соединения на основе брома устойчивы к действию солнечной радиации;
при бромировании в воде не образуются токсичные вещества;
соединения брома не имеют характерного запаха.

Недостатки бромирования:

по эффективности бром занимает промежуточную позицию между хлором и активным кислородом. Поэтому в бассейнах с большим объемом воды бром не всегда справляется;
высокая стоимость препаратов брома.

Несмотря на все свои преимущества, из-за дороговизны метод бромирования не получил широкого распространения и применяется для обеззараживания воды в небольших бассейнах и СПА.

Принцип действия метода очистки с помощью активного кислорода: в воду впрыскивается кислородсодержащий реагент, который в воде разлагается, выделяя кислород, который реагирует с биологическими загрязнениями. Одно время этот щадящий метод был очень популярен в Европе и России.

Достоинства дезинфекции кислородсодержащим реагентом:

достаточно эффективно уничтожает вредную микрофлору, живущую в ванне бассейна;
не раздражает слизистую глаз и кожу за счет отсутствия хлораминов;
не образуется вредных побочных продуктов.

Недостатки дезинфекции кислородсодержащим реагентом:

дорого по сравнению с хлорированием;
кислородсодержащий реагент очень быстро разлагается в водной среде. В результате приходится использовать повышенные дозы;
меньшая активность по сравнению с хлорированием, что опять-таки ведет к увеличению дозировки реагента;
передозировка кислородсодержащего реагента (перекись водорода) имеет более неприятным последствиям для здоровья, чем передозировка хлора;
все равно требуется периодическое хлорирование.

Согласно СанПин 2.1.2.1188-03 «Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды», вода в бассейне должно соответствовать по качеству воде питьевой. Предельно допустимая концентрация в питьевой воде перекиси водорода (как действующего вещества активного кислорода) составляет 0.1 мг/л, при применении метода дезинфекции активным кислородом в качестве единственного метода обеззараживания концентрация перекиси превышается.

Как единственно применяемый метод не подходит для больших общественных бассейнов и открытых бассейнов, но вполне эффективен в небольших закрытых частных бассейнах с невысокой нагрузкой. Также метод дезинфекция активным кислородом не подходит для теплых бассейнов с температурой выше 28°С, так как в теплой воде окисление замедляется.

Озонирование воды

Озон – это газ, являющийся наиболее активной формой кислорода. Озон является одним из наиболее сильных окислителей, уничтожающих бактерии, споры и вирусы. По своей сути очистка воды озоном эквивалентна многократно ускоренной процедуре природной очистки воды

Достоинства метода озонирования:

широкий спектр воздействия на микроорганизмы (озон уничтожает фактически все бактерии, вирусы и органические вещества), причем активность озона во много раз выше, чем у кислорода и хлора. Например, патогенные микроорганизмы уничтожаются им в 15-20 раз, а споровые формы бактерий - в 300-600 раз быстрее, чем хлором. Вирус полиомиелита погибает при концентрации озона 0,45 мг/л через 2 минуты, тогда как от хлора вдвое большей концентрации только за 3 часа;
не образуются хлорамины, раздражающие кожу и слизистую глаз;
озон, в отличие от хлора, не оставляет никакого запаха;
обработка озоном делает воду блестящей и придаёт воде голубой оттенок (хлорирование придает зеленоватый оттенок);
передозировка озона не является проблемой, так как после окончания обработки озон превращается обратно в кислород.
обработка озоном не придаёт воде никаких дополнительных посторонних веществ и химических соединений.

Недостатки метода озонирования:

озон не имеет пролонгированного действия, так как является нестабильным газом и быстро разлагается в обычный кислород, не накапливаясь в водной среде.
озонирование воды намного дороже традиционного хлорирования;
поверхности бассейна остаются фактором риска, так как дезинфицируется только вода, проходящая через прибор;
озон токсичен при вдыхании, при высоких концентрациях озона наблюдаются поражения дыхательных путей, легких и слизистой оболочки, а хроническое воздействие микро-концентраций озона на организм человека достаточно не изучено; Кроме того чистый озон взрывоопасен. По этим причинам, работа с озоном требует тщательного контроля техники безопасности.

В общественных бассейнах генератор озона допустимо использовать только в комплексе с хлорной станцией. Обработка воды методом озонирования совместно с методом хлорирования – отличный вариант для больших бассейнов. Благодаря обработке озоном, вода в бассейне будет прозрачной, чистой и эффективно обеззараженной. Останется только поддерживать небольшую концентрацию хлора для предотвращения проникновения в бассейн и роста патогенных микроорганизмов. При этом образование хлораминов будет сведено к минимуму, а, следовательно, меньше запах хлорки и раздражение кожи и глаз.

Обработка воды ультрафиолетовым излучением

В настоящее время УФ-облучение воды - один из наиболее перспективных безреагентных методов обеззараживания воды. УФ-обеззараживание воды происходит при помощи способности УФ-излучения проникать сквозь стенки клетки, добираясь до ее информационного центра - нуклеиновых кислот ДНК и РНК. УФ-обеззараживание воды заключается в поглощении лучей излучения нуклеиновыми кислотами, при этом ДНК и РНК патогенных микроорганизмов теряют способность делится, т.е. теряется способность клетки к размножению. Ультрафиолетовое обеззараживание воды считается одним из наиболее чистых методов очистки воды.

Достоинства метода обеззараживания воды ультрафиолетом:

УФ-облучение обладает высокой эффективностью по отношению к патогенным микроорганизмам, бактериям и вирусам, разлагает органические вещества;
у микроорганизмов не развивается устойчивости к УФ-излучению;
УФ-излучение разлагает хлорамины;
УФ-облучение даже в высоких дозах не меняет химический состав воды (в отличие от окислительных методов), не приводит к образованию вредных побочных химических соединений;
метод безопасен для здоровья;
метод УФ-дезинфекции довольно экономичен.

Недостатки метода обеззараживания воды ультрафиолетом:

нужно контролировать уровень железа и при необходимости проводить очистку воды от железа;
некоторые организмы обладают высокой устойчивостью к УФ-излучению;
если в воде присутствует крупнодисперсная примесь, то она может сыграть роль своеобразного щита для болезнетворных микробов, которые не получат необходимую дозу облучения. В этих условиях для качественного обеззараживания воды необходимо применение дополнительных (для удаления примесей) этапов очистки воды, предшествующих дезинфекции ультрафиолетом;
поверхности бассейна остаются фактором риска, так как дезинфицируется только вода, проходящая через прибор излучающий УФ-лучи;
УФ-обеззараживание действует одномоментно во время непосредственного облучения, т.е. не обладает пролонгированным действием.

УФ-обеззараживание воды сегодня применяется как в качестве самостоятельного метода очистки воды, так и в сочетании с другими методами дезинфекции. В крупных общественных бассейнах метод обеззараживания воды ультрафиолетом применяется вместе с хлорной дезинфекцией. Такая комбинация методов позволяет значительно снизить содержание свободного хлора в воде, необходимое для качественной дезинфекции, а также уменьшить концентрацию хлораминов. В небольших частных бассейнах возможен полный отказ от хлорного обеззараживания.

Обеззараживание воды с применением солевого электролиза

Один из современных методов дезинфекции воды. В системах солевого электролиза хлорсодержащий реагент вырабатывается из раствора обычной поваренной соли (NaCl) методом электролиза. Электролизом - это физико-химический процесс, при котором жидкость (электролит) под воздействием электрического тока распадается на положительные и отрицательные ионы.

Существуют два варианта систем дезинфекции воды на основе солевого электролиза:

Электролизные установки, работающие по методу проточного электролиза.
В воду бассейна добавляется небольшое количество соли для того, чтобы выработать через солевой электролиз, сильное дезинфицирующее средство, наполненное активным хлором. Этот окислитель, имеет способность обратно превращаться в соль после своего дезинфицирующего действия. Вот как все происходит: «подсоленная» вода из бассейна проходит через аппарат электролизер; при подаче тока к электролизной ячейке электролизера в результате электрохимической реакции возникают новые химические элементы и соединения: хлорноватистая кислота (HOCI), путем окисления уничтожающая органические вещества (микробы, бактерии, вирусы, водоросли), являющийся продуктом реакции водород (H2), который безопасно отводится со всей площади поверхности бассейна, и вновь получаемые из оставшихся после реакции компонентов NaOH и HCl соль (NaCl) и вода (H2O). Соль при этом повторно используется в процессе электролиза, и цикл реакций начинается сначала. Хлорамины во время их прохода около электродов разрушаются и выделяют хлор, который будет использован заново.
Электролизные установки, вырабатывающие хлор в отдельной емкости.
При использовании такой установки не требуется добавлять соль в воду бассейна. Газообразный хлор вырабатывается путем электролиза поваренной соли внутри специальной камеры и подается в воду бассейна строго дозируемыми порциями, там в воде образуется гипохлорит натрия.

Достоинства метода обеззараживания с использованием солевого электролиза:

эффективность хлорной дезинфекции;
экономичность (в качестве расходного сырья используется обычная соль);
нет передозировки хлора, так как хлор вырабатывается постепенно, а не впрыскивается импульсами;
поддержание нужной конценцентрации. Благодаря датчикам, которыми оснащаются системы очистки данного типа, осуществляется контроль за содержанием хлора в воде бассейна и выработка необходимого количества хлора для дезинфекции;
если в воду бассейна добавляется соль, то это полезно для здоровья, так как соль, содержащаяся в воде бассейна в малых дозах, положительно оказывает положительное действие на кожу и организм в целом, возвращая жизненные силы. К тому же соленая вода сама по себе является антисептиком, что значительно упрощает дезинфекцию.

Недостаток метода обеззараживания с использованием солевого электролиза:
Поверхности бассейна остаются фактором риска, так как дезинфицируется только вода, проходящая через прибор. В поверхности бетонных бассейнов, особенно в швах, стыках и углах обитает масса бактерий, справиться с которыми могут только ударные дозы хлора.

Метод обеззараживания, основанный на солевом электролизе, применяется в частных и гостиничных бассейнах, в бассейнах санаториев и ЛПУ, а также в общественных открытых и закрытых бассейнах.

Дезинфекция основанная на ионизации воды в бассейне

Ионизация - это процесс отщепления мельчайших частиц вещества. Очистка воды в бассейне способом ионизации - один из самых передовых методов на сегодняшний день. Принцип действия метода обеззараживания ионизацией: под действием слабого тока в блоке электродов, врезанном в систему фильтрации бассейна, происходит выделение ионов меди или серебра. С потоком воды эти ионы попадают в чашу бассейна. Ионы серебра уничтожают бактерии и вирусы, а ионы меди предотвращают рост водорослей. Также из воды удаляются все посторонние примеси.

Достоинства дезинфекции воды методом ионизации:

пролонгированное действие - ионы серебра и меди остаются в активном состоянии достаточно долгое время, очищая воду в бассейне, что уменьшает потребность в дополнительной дезинфекции воды с помощью химических реагентов, в частности хлора.;
качество воды после ионизации соответствует стандартам качества питьевой воды;
при использовании ионизатора совместно с озонатором, от использования хлорных веществ в небольших бассейнах можно отказаться полностью;
отсутствие запаха;
ионы серебра и меди не раздражают кожу и слизистую оболочку глаз, дыхательные пути;
отсутствие аллергических реакций;
ионы меди также выполняют функцию коагулянта (склеивают мельчайшие механические частицы, за счет электростатических сил, образуя более крупные, улавливаемые фильтрами).

Недостатки дезинфекции воды методом ионизации:

воздействие ионов металлов на организм человека не до конца изучено;
в больших бассейнах все равно необходима дополнительная дезинфекция хлоркой;
системы плохо сочетаются с другими системами дезинфекции.

Метод совместной ионизации и хлорирование воды в бассейне получил довольно широкое применение в общественных и частных бассейнах. Ионизация совместно с озонированием применяется реже из-за довольно высокой стоимости оборудования.

Обеззараживание воды ультразвуком

В основе метода очистки воды ультразвуком лежит способность ультразвука разрывать оболочки клеток, вызывая их гибель. Так же ультразвук обладает способностью разрушать некоторые химические соединения.

Достоинства дезинфекции воды ультразвуком:
качественная очистка и нечувствительность к таким факторам как высокая мутность воды, характер и количество микроорганизмов.

Недостатки дезинфекции воды ультразвуком:

сложность и дороговизна обслуживания;
высокая стоимость;
метод позволяет удалять из воды микроорганизмы, вирусы и лишь некоторые химические соединения.

Обеззараживание воды ультразвуком считается одним из новейших методов дезинфекции, но пока метод не получил широкого распространения.