Бассейн с морской водой – особенности водоподготовки и эксплуатации

Содержание:

• В чем преимущества морской воды?
  
• Что такое бассейн с морской водой?
• Нужно ли обеззараживать морскую воду?
• Хлориды и бромиды в морской воде
• Чем обеззараживают морскую воду?
• Хлорирование: дозирование хлор-реагентов или электролиз
• Оборудование для обеззараживания морской воды – подводные камни

---

Морская вода у многих ассоциируется с чем-то чистым, целебным и безопасным, поэтому бассейн с морской водой зачастую становится визитной карточкой отеля или акватермального комплекса, или мечтой владельца частного бассейна. Преимущества бассейна с морской водой по сравнению с обычным, пресноводным, действительно есть, и они касаются не только ощущений от плавания, но и пользы для здоровья.

В чем преимущества морской воды?

Главное преимущество, которое часто рекламируют, — это положительное воздействие минералов на организм. Вода, богатая микроэлементами, положительно влияет на состояние кожи, уменьшает отечность и способствует заживлению мелких воспалений. Купающиеся отмечают, что кожа после такого бассейна становится более гладкой и шелковистой. Также считается, что плавание в соленой воде стимулирует кровообращение, укрепляет нервную систему и иммунитет, благотворно влияет на состояние волос и ногтей.

Если говорить об эксплуатационных моментах, то в некоторых случаях иного варианта, кроме использования для наполнения бассейна морской воды, попросту нет – например, если объект расположен в прибрежной зоне и доступ к пресной воде ограничен.

К содержанию

Что такое бассейн с морской водой?

Природная морская вода — это сложный многокомпонентный раствор с высоким солесодержанием. В воде мирового океана содержание солей составляет около 35 г/л, в наименее соленых Черном и Азовском морях – 12-22 г/л. При этом на долю хлорида натрия (NaCl, обычная соль) приходится около 78%, на хлорид магния (MgCl₂) — более 9%, на сульфаты магния и кальция — еще около 10%.

В некоторых природных морских водах могут присутствовать (или наоборот отсутствовать) отдельные элементы – например, в Мертвом море (соленость которого достигает 260-278 г/л) практически отсутствуют сульфаты, зато огромная концентрация брома – около 5,920 мг/л, что объясняется уникальными геологическими особенностями моря.

Технически, бассейном с морской водой может считаться бассейн, наполняемый из естественного водоема – моря или океана, или бассейн, для наполнения которого используется специально приготовленная вода, которая готовиться на месте путем добавления выпаренной морской соли в пресную воду.

Также существуют подземные источники высоконцентрированных вод с богатым минеральным составом, которую используют как сырье для последующего разбавления. Такие подземные воды – это не просто соленая вода, а ценный гидроминеральный рассол. Его состав (обычно с преобладанием кальция и хлоридов и высоким содержанием брома), формируется в результате сложных геохимических процессов на большой глубине в течение миллионов лет. Такие воды представляют интерес не только для бальнеологии, но и как сырье для промышленного извлечения брома и других ценных элементов.

К содержанию

Нужно ли обеззараживать морскую воду?

Отрицать положительные свойства морской воды бессмысленно – это действительно мощное средство гидрореабилитации, да и просто удовольствие от ассоциации с купанием в настоящем море. Но нередко, к положительному образу морской воды прибавляют те свойства, которыми она не обладает. Например, дезинфицирующая способность соленой воды и ее способность убивать бактерии или оказывать бактериостатический эффект. И когда появляется возможность сделать в своем бассейне «морскую» воду, многие искренне верят: соль сама всё продезинфицирует, плавание станет более полезным и химия больше не нужна.

Бытовой миф о том, что морская вода дезинфицирует, неверен и даже опасен. Некоторые ошибочно полагают, что обеззараживание морской воды не требуется, так как соли в морской воде сами по себе убивают бактерии. Хотя высокая концентрация солей действительно может замедлить размножение или убить некоторые виды бактерий, она не в состоянии эффективно решать задачи обеззараживания в замкнутом цикле плавательного бассейна. Более того, морская вода далека от стерильности и в ней обитает огромное количество микроорганизмов, в том числе и потенциально опасных (например, Vibrio vulnificus), а некоторые бактерии прекрасно чувствуют себя и в пресной, и в солёной воде.

Именно поэтому все бассейны рециркуляционного типа, вне зависимости от того пресная в них вода или морская, а также бассейны проточного типа с наполнением морской водой обязаны обеззараживаться.

Основными технологиями обеззараживания, разрешенными к применению в плавательных бассейнах согласно действующим санитарным правилам, является хлорирование, бромирование, а также озонирование и УФ-обработка:

Как же хлориды и бромиды? Они же есть в морской воде!

Тем не менее, на практике обыватели (да и специалисты, чего уж там!) путают ионы (хлориды или бромиды) с активными формами хлора или брома.

Хлориды – ключевые компоненты морской воды, определяющие её свойства: солёность, плотность, электропроводность и другие. То же самое относится и к бромидам, которых в составе морской воды обычно несопоставимо меньше. При средней солёности морской воды 35,16 ‰ концентрация хлоридов составляет (Cl⁻) — 19,353 г/кг, бромидов (Br⁻)— 0,066 г/кг.

Хлориды (как и бромиды) – это отрицательно заряженные ионы (Cl⁻, Br⁻), и в этой форме они химически очень стабильны и инертны. Они не вступают в реакции окисления, которые являются основным механизмом действия большинства дезинфектантов (на основе хлора, перекись водорода, озон и др.). В нашей статье мы подробно рассказывали о хлоридах и причинах их появления и накопления в воде пресноводных бассейнов.

Чтобы хлор или бром могли проявить свои дезинфицирующие свойства, они должны находиться в активной форме – хлорноватистой/бромноватистой кислоты (HOCl, HOBr) или гипохлорита/гипобромита (ClO⁻, BrO⁻), которые являются сильными окислителями.

Таким образом, несмотря на наличие хлоридов или бромидов в морской воде, это ничего не говорит о ее дезинфицирующей способности и полагаться на естественные хлориды и бромиды как на средство обеззараживания нельзя. Поэтому в любом бассейне, в том числе с имитацией морской воды, требуется полноценная дезинфекция.

К содержанию

Чем обеззараживают морскую воду?

Бассейны с морской водой представляют собой задачу со звездочкой для проектировщиков и специалистов по водоподготовке, потому что выбор проектных решений, подбор оборудования и его последующая эксплуатация осложняются высокой минерализацией воды, ее коррозионной активностью и большим количеством органических загрязнений, если используется вода из природного водоема.

Чаще всего для этапа обеззараживания соленой (или искусственно подсоленной воды) используются такие методы как:

• Прямое дозирование хлор-реагентов или электролиз – для основной дезинфекции
• Озонирование и/или УФ-обработка – для дополнительной обработки и снижения количества побочных продуктов

К содержанию

Хлорирование: дозирование хлор-реагентов или электролиз

В этом случае активным окислителем является хлор (хлорноватистая кислота), которая образуется в воде при добавлении в нее хлор-содержащего реагента или при электролизе. Если речь идет о дозировании реагентов, то чаще всего используется гипохлорит натрия или гипохлорит кальция, реже – газообразный хлор.

Но гораздо более экономичным и технологически оправданным методом является электролиз – процесс, при котором из раствора соли под действием электрического разряда образуются активные формы хлора, которые обеспечивают обеззараживание.

Дополнительные методы: озон и УФ-обработка

Озонирование и обработка УФ-излучением могут использоваться по отдельности или совместно (так называемый процесс Advanced Oxidation). Главным ограничением этих методов является их несамодостаточность. В большинстве стран санитарные нормы требуют наличия остаточного дезинфектанта непосредственно в чаше бассейна. УФ и озон действуют только в реакторе и не защищают воду от повторного загрязнения между циклами циркуляции. Поэтому свободный хлор (или реже активный бром) поддерживается в низкой концентрации как барьер против вторичного заражения между купальщиками.

Тем не менее оба метода способны решать другие важные задачи, которые хлор решает неэффективно или не решает в принципе, а также помогают нейтрализовать те побочные эффекты, которые появляются при хлорировании

Озон:

• разрушает органические вещества;
• снижает цветность, повышает прозрачность воды;
• устраняет запах;
• уменьшает образование хлораминов и других побочных продуктов;

УФ:

• уничтожает бактерии и инактивирует вирусы;
• эффективно разрушает хлорамины (УФ среднего давления);
• уничтожает стойкие к хлору микроогранизмы (Cryptosporidium, Giardia).

AOP:

• мощное разрушение органики и микрозагрязнителей;
• уменьшение запаха;
• повышение прозрачности воды;
• уничтожение бактерий и вирусов
• удаление побочных продуктов, в том числе хлораминов.

К содержанию

Оборудование для обеззараживания морской воды – подводные камни

Не бывает идеальных технологий – каждая имеет свойственные ей ограничения и недостатки, которые могут проявляться особенно выраженно в определенных условиях. Как уже было сказано, морская вода в бассейне – это «трудная» вода. Высокая концентрация солей, хлоридов в сочетании с наличием активного хлора, большого количества растворенного кислорода и высокой температурой воды создает непростые условия эксплуатации – особенно в свете высоких требований безопасности к общественным бассейнам.

Дальше поговорим про основные моменты, которые следует держать в голове проектировщику или технологу по водоподготовке при выборе технологических решений. 

Побочные продукты и броматы

Вне зависимости от метода генерации активного хлора (дозирование реагентов или электролиз) следует иметь в виду, что при наличии в воде естественных бромидов (Br⁻) – которые, как мы выяснили, вполне могут присутствовать как в морской воде, так и в соли, использующейся при приготовлении искусственной морской воды, происходит реакция:

HOCl + Br⁻ → HOBr + Cl⁻

В результате часть свободного хлора превращается в гипобромистую кислоту (HOBr). Это имеет как плюсы (наличие дополнительного активного окислителя), так и минусы. В первую очередь, получение более разнообразного «букета» побочных продуктов – помимо хлороганических (например, хлороформа) в воде будет образовываться и броморганические побочные продукты (бромоформ и другие), а также броматы. Зачастую эти соединения более токсичны, чем хлорорганические аналоги, образующиеся в пресной воде.*

Проблема образования бромированных побочных продуктов сохраняется независимо от метода обеззараживания — будь то прямое хлорирование или электролиз, так как ключевую роль играет исходная концентрация бромидов в морской воде (или соли, из которой готовится искусственная морская вода). При этом озонирование морской воды может также способствовать образованию броматов.

Хлор, хлориды и коррозия

Высокая коррозийная активность – главная особенность даже искусственной морской воды. Насосы, фильтры, нагреватели и системы фильтрации не выдерживают длительного контакта с агрессивной средой. Это приводит к стремительному развитию коррозии металлических деталей и трубопроводов.

Чтобы обеспечить надёжную и долговечную работу бассейна с морской водой, необходим тщательный подбор специализированного оборудования и материалов на этапе проектирования. В бассейнах чаще всего применяется нержавеющая сталь AISI-304 и AISI-316, но даже более стойкая к коррозии 316 сталь неспособна стабильно на протяжении длительного времени выдерживать концентрации хлоридов выше 2 г/л (напомним, в относительно несоленом Черном море концентрация хлоридов около 18 г/л), с учетом наличия свободного хлора в воде. Здесь в статьях разбирали про коррозию в бассейне и ее причины в целом, а здесь про выбор марок стали. 

Высокая минерализация

Высокая минерализация воды помимо коррозии создает свои сложности для технологического оборудования – в первую очередь, насосного, дозирующего и нагревательного. Оседание минеральных отложений может вызывать повышенный износ и ускоренное старение рабочих элементов или уплотнений, ухудшение теплопередачи или гидравлики, обрастание электродов в дозирующих системах (а вслед за ним дрейф показаний), загрязнение и ускоренный износ мембран.

Высокая концентрация солей в частности снижает прозрачность воды для УФ-излучения — она хуже пропускает ультрафиолет, чем пресная. Кроме того, на кварцевых чехлах ламп быстрее образуются солевые отложения и биоплёнка, что требует более частой очистки и сокращает срок службы оборудования. Это следует учитывать при подборе УФ-систем – разумнее выбирать установки с предустановленными системами очистки кварцевых чехлов УФ-ламп.

Наверх