Ода Хлору

Когда мы говорим об основном из этапов водоподготовки в бассейнах – дезинфекции, то не стоит подразумевать её буквально. Средства и методы, используемые при этом, призваны выполнять комплексные функции, а не только вести борьбу с болезнетворными микроорганизмами. К числу таких функций относятся и стабилизация буферных свойств воды, и частичная коагуляция взвешенных частиц, и окисление множества органических веществ, заносящихся в воду пловцами, и уничтожение безвредных, но малоприятных обитателей бассейнов: водорослей, пыльцы и спор растений, простейших. При этом разные методы дезинфекционной обработки и препараты обладают каждый своим уникальным набором «полезных сопутствующих» свойств (впрочем, не будем кривить душой – вредных тоже).             Современные технологии водоподготовки имеют в своём арсенале множество способов реагентной и безреагентной обработки воды в целях дезинфекции. Разумеется, как несовершенен этот мир, так же не может отличаться совершенством хоть один из таких способов. У всех имеются свои достоинства, и, как положено для баланса и гармонии, свои недостатки. Вот и попробуем разобраться что лучше, что хуже. Всё зависит от поставленных целей. Как только речь заходит о дезинфекции воды в бассейне, сразу возникают ассоциации со словом «хлор». Что ж, по-видимому, это справедливо. Ведь на сегодняшний день хлорирование всё ещё самый недорогой и доступный способ обеззараживания. Вот об этом способе и постараемся узнать побольше в предлагаемом вашему вниманию материале. Хлор - (греч. сhlōros: зеленовато-желтый, бледно-зеленый) это желто-зеленый газ с резким удушливым запахом, очень ядовит, почти в 2,5 раза тяжелее воздуха. Умеренно растворим в воде: 3 объема хлора в 1 объеме воды. При этом происходит частичное химическое взаимодействие его с водой, однако большая часть растворенного хлора присутствует в виде молекул. Ядовитость газа, названного за свой цвет, объясняется его большой химической активностью. Он легко вступает в соединение почти со всеми химическими элементами, в том числе со многими металлами (натрием, калием, медью, оловом и др.). При химическом взаимодействии хлора с другими элементами выделяется большое количество тепла и света. Отнимая водород от воды, входящей в состав каждой клетки растительных и животных организмов, хлор тем самым разрушает структуру их, что влечет гибель всего живого - от едва различимых под микроскопом бактерий до крупнейших животных.   Только не надо пугаться. Для обработки воды в бассейнах используются вовсе не ядовитые свойства хлора, а свойства окислительные. Мало того, при растворении газообразного хлора в воде дезинфицирующий эффект проявляется совсем даже не благодаря ему. Дело в том, что при взаимодействии хлора с водой происходит реакция:   Н2О + Cl2 = НClO + НСl   Хлорноватистая кислота НClO, которая образуется наряду с соляной кислотой, полностью разлагается с выделением чрезвычайно реакционноспособного атомарного кислорода:   НClO = НСl + О   Ему, в конечном счёте, и следует приписать все заслуги в борьбе со всевозможной органикой.  Да и применение для этих целей хлор-газа уходит в небытие по причине многих недостатков: сложность точного дозирования, опасность при транспортировке и хранении баллонов, раздражающее действие хлора на слизистые и кожу человека. Хотя и сейчас такой способ обработки применяется достаточно широко (особенно это касается старых бассейнов общественного сектора). Следующий часто применяемый хлорсодержащий препарат гипохлорит натрия является солью той же хлорноватистой кислоты. Это жидкость с содержанием активного хлора до 15-17%. Кроме того, промышленный гипохлорит содержит в огромных количествах железо и щелочь, что просто противопоказано для бассейна. Иногда через пару суток заметны характерные рыжие разводы вокруг донных форсунок, которые, кстати, очистить достаточно сложно, а расход рН регуляторов возрастает в несколько раз. К тому же сам по себе гипохлорит натрия нестабилен, и в промышленном варианте потери активного хлора в его составе могут достигать 1% в сутки. Чтобы избежать этого, следует применять лишь качественные препараты, выпускаемые специально для применения в бассейнах. Они имеют в своём составе гораздо меньше железа, щёлочи, а главное - стабилизаторы, позволяющие избежать потерь активного хлора, и использовать его даже спустя год. Вырабатывать гипохлорит натрия можно и непосредственно на месте использования. Мировым лидером по производству электролизных установок для получения гипохлорита является немецкая фирма Dinotec. Главное их преимущество заключается в использовании мембранно- ячеистого электролиза, что обеспечивает проникновение через мембрану лишь «нужных» ионов и исключает засаливание или защелачивание готового продукта. Кроме того, установки  Dinotecимеют огромный КПД – из 1,7 кг поваренной соли вы можете получить 1 кг активного хлора, что соответствует его содержанию в прим. 7 кг промышленного гипохлорита. Таким образом, то количество хлора, которое содержится в стандартной канистре 30-35 кг требует 8-9 кг соли. В общественных бассейнах, где необходимо использование контрольно-измерительного и дозирующего оборудования, этот препарат пока занимает лидирующие позиции. А вот в бассейнах домашних самыми популярными за последнее десятилетие стали хлорпрепараты органического происхождения. Во всём мире они в настоящее время считаются самыми популярными средствами. В первую очередь благодаря простоте использования, минимальным побочным эффектам, и высокому содержанию активного хлора (от 55% до 90%). Это препараты на основе трихлоризоциануровой кислоты и её солей. Выпускаются они в виде таблеток или гранулята. Содержат добавки, влияющие на растворимость (т. н. «быстрый» и «медленный» хлор) и стабилизаторы хлора. При взаимодействии с водой они высвобождают активный хлор, который при известных обстоятельствах в воде провоцирует появление опять же хлорноватистой кислоты. Дальше механизм тот же. Наибольшее преимущество этой группы препаратов – стабильность. Изоциануровая кислота, остающаяся в воде после выделения активного хлора удерживает его ионы, не давая им разлагаться под воздействием света, тепла и ионов тяжелых металлов. Самый существенный недостаток тоже связан с изоциануровой кислотой. Дело в том, что она не разлагается, в силу чего её концентрация постепенно растёт, а при достижении 40 мг/л и более существенно поднимается «плодовитость» бактерий и водорослей. Низкие же концентрации не дают хлору долго задерживаться на боевом посту. Хлоризоцианураты практически не влияют на жесткость воды, что тоже немаловажно. Выпускаются такие препараты в силу своей популярности многими производителями. Но выбирать тоже надо осмотрительно. Причин много: содержание активного хлора, наличие нерастворимых примесей, скорость растворения, степень стабилизации, да и мало ли что ещё… Неорганические препараты на основе активного хлора тоже могут производиться в форме таблеток либо гранулята. Основное действующее вещество - гипохлорит кальция. Главное преимущество – это более высокое содержание активного хлора в быстродействующих препаратах (до 75% против 55-60%), быстрое насыщение хлором воды, отсутствие эффекта «подкармливания» органики продуктами разложения. Недостатки: более высокая цена, повышение жесткости воды из-за насыщения её кальцием, более низкая стабильность, чем у хлоциануратов. В последнее время всё большую популярность приобретают хлорбромные препараты, содержащие одновременно и активный хлор и активный бром (в соотношении прим. 3:1). Эффективность обработки воды у них ничуть не ниже, но, в то же время, есть много преимуществ: отсутствие запаха, более длительное накопление нежелательных количеств стабилизатора, более высокая устойчивость к повышенным температурам и солнцу, и т.д. Есть и ещё один весьма популярный способ получить гипохлорит-ионы в воде бассейна. Этот способ часто называют французским, т.к. впервые его начали применять не в Украине. Метод принадлежит к безреагентным. Хотя такое утверждение было бы не совсем верным, так как реагент всё же присутствует. Речь идёт о проточном электролизе, когда в воду бассейна добавляется поваренная соль, а в систему циркуляции встроена электролизная установка. Электроды её выполнены из титана, покрытого оксидом рутения, либо платиновой чернью. Соль, растворённая в воде (концентрация соли в 5-8 раз ниже, чем в морской) под воздействием постоянного тока низкого напряжения преобразуется в   те же ионы хлорноватистой кислоты. Но в силу обратимости реакции, после прохождения воды через электролизную установку, снова образуется соль. Правда, хлор (вернее, всё же атомарный кислород) успевает сделать своё дело, и процесс дезинфекции происходит достаточно эффективно. При этом запах хлора почти отсутствует, так как его как бы и не было. Недостатки: всего один, но весьма существенный – глобальная коррозия и ржавление всего нержавеющего. Кстати, запах хлора – словосочетание неправильное. Хлор запаха не имеет, он лишь обладает удушающим действием. Пахнут на самом деле производные хлора. Большей частью это хлорамины. Ударное хлорирование позволяет их доокислить и избежать неприятных обонятельных ощущений. Еще лучше использовать параллельно с хлорной обработкой ультрафиолет или озон. А напоследок хотелось бы попробовать разобраться вот с этой терминологией: связанный хлор, остаточный хлор, свободный хлор, активный хлор, общий хлор, ... При растворении хлора в воде в небольших концентрациях (на уровне мг/л), практически весь он реагирует с водой с образованием соляной (HCl) и хлорноватистой (HClO) кислот. "Хлорирующей" способностью обладает только недиссоциированная форма, поэтому при рН более 8 эффективность обеззараживания резко снижается.