АНАЛИЗАТОР СПИСКА ПАРАМЕТРОВ ВОДЫ ПЛАВАТЕЛЬНОГО БАССЕЙНА

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для непрерывного измерения списка параметров воды плавательных бассейнов, от которых зависит ее бактериологическое качество: температура воды, концентрация дезинфектанта, кислотно-щелочной показатель (рН) воды, окислительно-восстановительный потенциал (Redox-потенциал), регистрации этих параметров, автоматического регулирования и управления этими параметрами.
Известны устройства, предназначенные для измерения параметров воды, обеспечивающих ее бактериологическое качество, это анализаторы содержания хлора в воде. Анализаторы разработаны на основе амперометрического метода анализа, позволяющего концентрацию хлора в воде преобразовать в значения (mV), а затем измерить. Использование анализаторов избавляет от тестирования воды в плавательном бассейне с помощью забора проб трудоемкими химическими методами анализа дорогостоящими реактивами.
Известен анализатор АХВ-М3, выпускаемый Уральским научно-исследовательским химическим институтом с опытным заводом ГУП «УНИХИМ» (http://www.unichim.ru), предназначенный для непрерывного автоматического измерения хлора в питьевой воде и не требующий использования химических реагентов.
Данный анализатор состоит из первичного преобразователя, измерительного преобразователя и регистрирующего прибора с цифровой индикацией. Основным недостатком данного анализатора является то, что он не приспособлен для автоматического управления расходом хлора при обеззараживании воды.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков среди аналогов известен анализатор содержания хлора в воде (АСХВ) (Журнал ВСТ «Водоснабжение и санитарная техника», 2003 г. с.10-12), разработанный в ООО ФСП «КРАВТ», г.Калуга, изготавливается и поставляется на станции водоподготовки нашей страны (фиг.1).
Данное устройство состоит из первичного преобразователя, измерительного преобразователя, регистрирующего прибора в виде светового индикатора дисплея, блока дистанционного управления, автоматического компенсатора воды по температуре и блока питания. Данное устройство используется для непрерывного измерения, регистрации и автоматического управления расходом хлора при обеззараживании воды.
Недостатком данного анализатора содержания хлора в воде является то, что он не дает полного представления о бактериологическом качестве подготовленной воды, несмотря на то, что с помощью его идет непрерывное измерение остаточного хлора в воде, его регистрация и автоматическое управление расходом хлора в заданных санитарными нормами пределах.
Это связано с тем, что в санитарных нормах для воды плавательных бассейнов отсутствуют требования к оптимальным значениям кислотно-щелочного показателя (рН) воды и к значениям окислительно-восстановительного потенциала (Redox-потенциала) воды, которые напрямую связаны с бактерицидной активностью хлора и, следовательно, с бактериологическим качеством воды. Поэтому эти параметры не контролируются при подготовке воды для плавательных бассейнов. Процесс обеззараживания воды при соблюдении всех санитарных норм идет при неоптимальных режимах с точки зрения бактерицидной активности хлора, а чаще идет с передозировкой хлора (якобы для обеспечения гарантий качественной дезинфекции воды), что может повлечь за собой серьезные проблемы со здоровьем у людей, пользующимися плавательными бассейнами.
Устройство, заявленное в качестве прототипа, не позволяет одновременно с измерением остаточного хлора в воде измерять рН воды и Redox-потенциал и не может управлять дозированием хлора в оптимальных режимах, обеспечивающих максимальную бактерицидную активность хлора и обеспечить требуемое бактериологическое качество воды.
Техническим результатом полезной модели является повышение бактериологического качества воды.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью достигается тем, что данная полезная модель, состоящая из анализатора содержания хлора в воде, включающего в себя первичный преобразователь, измерительный преобразователь, регистрирующий прибор, блок дистанционного управления, автоматический компенсатор температуры воды дополнительно содержит анализатор значений рН воды и анализатор Redox-потенциала с блоками дистанционного управления этими параметрами.
Этот результат объясняется тем [1], что бактерицидный эффект хлора обусловлен не самим хлором и не хлорноватистой кислотой, которая образуется в результате растворения хлора в воде:
-
а ионами ОС1, образующимися в результате диссоциации НОС1:
и определяется диаграммой равновесия (рис.1).
Из диаграммы, представленной на рис.1, следует, что эффект биологической обработки зависит от рН среды.
-
-
-
В кислой среде, соответствующей значениям рН 1-2, хлор практически не взаимодействует с водой. При увеличении рН от 2 до 5 идет образование хлорноватистой кислоты, а при достижении рН значений 6 весь хлор переходит в форму НОСl. При достижении рН значений 6-7 начинается диссоциация (ионизация) НОСl. В воде появляются ионы ОСl, обладающие более высокой химической активностью к биологическим средам, чем хлор. И наиболее оптимальными условиями для существования этих ионов лежат в диапазоне значений рН 7,4-7,5. С повышением рН концентрация хлорноватистой кислоты в воде убывает (рис.2) и при достижении рН значений 10 НОСl отсутствует (появляется Сl, который не имеет эффективного бактерицидного эффекта). Концентрация ионов ОСl также уменьшается и бактерицидный эффект ослабевает.
Температура воды влияет на значение рН воды и, как следствие, на растворимость хлора, применяемого в качестве дезинфектанта. Поэтому для более точного поддержания рН воды в электронную схему устройства встроен автоматический компенсатор температуры воды.
Повышение бактериологического качества воды достигается также благодаря открытию исследователями Гарвардского университета [2, 3] прямой связи между Redox-потенциалом и бактерицидной активностью хлора, т.е. бактериологическим качеством воды. Redox-потенциал оценивает способность уничтожать бактерии и микробы, и дает простое, надежное и точное представление об активности дезинфектанта и качестве воды.
С помощью одного простого измерения Redox-потенциала удается избавиться от серии тестов и сэкономить дорогостоящие химические и биологические реактивы.
Redox-потенциал оказался измеряемым параметром, который реагирует на множество факторов, влияющих на качество воды (рН воды, концентрация остаточного хлора в воде, концентрация органических и азотсодержащих загрязнений), преобразует их в (mV) и может использоваться хлораторами для поддержания бактериологического качества воды на высшем уровне.
Рекомендуемый диапазон Redox-потенциала для плавательных бассейнов, отвечающий бактериологическим стандартам, составляет 650-800 mV. В очень чистой воде Redox-потенциал может быть выше 800 mV, а при понижении Redox-потенциала менее 650 mV возможно бактериальное загрязнение. Следовательно, требуется частичная замена отработанной воды на свежую. Эти результаты привели к признанию необходимости Redox-тестирования во многих международных и национальных стандартах, кроме России.
На фиг.2 изображен анализатор списка параметров воды (АСПВ) плавательного бассейна, общий вид.
Анализатор списка параметров воды плавательного бассейна состоит из анализатора содержания хлора в воде, анализатора значений рН воды и анализатора Redox-потенциала с блоками дистанционного управления.
Анализатор содержания хлора в воде обеспечивает непрерывное измерение остаточного хлора, автоматическое регулирование и управление расходом хлора в воде и включает в себя первичный преобразователь 1, измерительный преобразователь 2, регистрирующий прибор 3 с дисплем 4, блока дистанционного управления 5 с клавишами управления 6, автоматического компенсатора температуры воды 7 и разъемы 8 вывода управляющих сигналов.
Анализатор значений рН воды обеспечивает непрерывное измерение значений рН воды, автоматическое управление значениями рН воды в соответствии с заданными нормами и включает в себя измерительную ячейку 9 с двумя измерительными электродами 10 и блок дистанционного управления 11 с клавишами управления 12, дисплеем 13 и разъемами 8 вывода управляющих сигналов.
Анализатор Redox-потенциала обеспечивает непрерывное измерение значений Redox-потенциала, автоматическое управление значениями Redox-потенциала и включает в себя измерительную ячейку 9, с двумя измерительными электродами 14 и блок дистанционного управления 15 с клавишами управления 16, с дисплеем 17 и разъемами 8 вывода управляющих сигналов.
Анализатор списка параметров воды плавательного бассейна работает следующим образом.
Анализируемая вода плавательного бассейна вводится через трубопровод в анализатор содержания хлора в воде и поступает в первичный преобразователь 1 на измерительные электроды. Между электродами устанавливается определенное напряжение (напряжение поляризации), равное потенциалу восстановления активного хлора на измерительном электроде. Между электродами появляется ток, пропорциональный содержанию активного хлора в воде, который измеряется в измерительном преобразователе 2, регистрируется в регистрирующем приборе 3 и поступает в блок дистанционного управления 5 для автоматического управления расходом хлора при обеззараживании воды.
Одновременно анализируемая вода поступает в измерительную ячейку 9 на измерительные электроды 10 для измерения рН воды и на измерительные электроды 14 для измерения Redox-потенциала.
С помощью блока дистанционного управления 11 происходит непрерывное измерение и автоматическое регулирование значениями рН воды. С помощью дистанционного блока управления 15 происходит непрерывное измерение Redox-потенциала и поддержание требуемого качества воды.
Утром, перед использованием бассейна следует откорректировать значение рН воды от 7,4 до 7,5 с помощью рН - корректора, измерить Redox-потенциал, откорректировать его в пределах 650-800 mV путем дозированной замены отработанной воды на свежую и установить концентрацию хлора от 1 до 2 мг/л.
Таким образом, предлагаемая конструкция анализатора параметров воды плавательного бассейна позволяет обеспечить надежное обеззараживание воды. Применение устаревших на сегодня методик оценки качества воды и недостаточно аргументированная и неточная дозировка реагентов не обеспечивала надежного качества воды. Контроль, регулирование и поддержание в оптимальных пределах с достаточно высокой точностью значений рН, Redox-потециала и концентрации хлора в воде при заданной температуре с помощью заявляемого устройства обеспечивают надежное бактериологическое качество воды плавательного бассейна.
Высокое бактериологическое качество воды достигается также благодаря тому, что в качестве дезинфектанта используется хлор. Хлор, обладая уникальным свойством - эффектом последействия, т.е. сохранением дезинфицирующих свойств хлора длительное время, обеспечивает эпидемиологическую и санитарную безопасность плавательных бассейнов. Современные методы обеззараживания воды УФ-облучение, озонирование не обладают эффектом обеззараживающего последействия и требуют обязательного дополнительного хлорирования.
Литература
1. А.Б.Кожевников, О.П.Петросян. Гарантии санитарно-гигиенического качества воды и безопасности эксплуатации бассейнов // Труды Х Международной конференции «Экология и развитие общества», 26-29 июля 2007 г. г.Санкт-Петербург, с.164-168.
2. J. Steinnger D. Eng. Sc., C. Pareja<Eng. Tech. ORP Sensor respons in chlorinated water. - NSPI water Chemistry Simposium, Vol.1,1996.
3. J. Steinnger D. Eng. Sc. ORP control in pools and spas / Santa Barbara Control Systems. - Copyright SBCS, 1998.