Pytania | Ekoservispol

Co to jest dezynfekcja wody basenowej za pomocą soli

Elektroliza wodorowego roztworu chlorku sodowego

Zmiana pH przy elektrolizie słonej wody

Osadzanie się wapnia przy elektrolizie słonej wody

Korozja przy elektrolizie słonej wody

Zastosowanie urządzeń do elektrolizy

Urządzenia dla obiektów prywatnych

Urządzenia dla obiektów komercyjnych

Co to jest dezynfekcja wody basenowej za pomocą soli?

wróć do pytań

Dezynfekcja wody basenowej solą jest najnowocześniejszym sposobem dezynfekcji wody basenowej na basenach prywatnych, komercyjnych i Jacuzzi. Metoda ta całkowicie zastępuje dotychczas stosowaną podstawową metodę dezynfekcji wody basenowej za pomocą środków chlorowych (podchloryn w różnych formach) i polega na elektrolizie. Ogólnie stosowane są dwa rodzaje elektrolizy wody basenowej:

woda w niecce basenu jest „słodka”. Urządzenie, w którym odbywa się proces elektrolizy ma własny zbiornik z solanką o wysokim stężeniu i metodą elektrolizy membranowej wydobywa się gaz dezynfekujący. Ten jest dozowany do „słodkiej” wody basenowej,
woda w niecce basenu jest słona. Elektroliza przebiega w celi urządzenia, przez którą przechodzi słona woda basenowa płynąca do basenu. W celi przebiega proces dezynfekcji wody basenowej.

Woda w basenie może mieć różne stężenia:

niskozasolona woda 0,3% – 0,7% 3-7g soli (łyżeczka) – też niskosłona woda
woda morska 3% – 7%
woda solankowa – lecznicza wg. konkretnych stężeń. Dalej będziemy opisywać system dezynfekcji wody basenowej w basenach ze słoną wodą.

Dlaczego słona woda w basenie?

wróć do pytań

Kąpiel w przyjemnie miękkiej i przyjaznej dla skóry słonej wodzie to bez wątpienia główny powód do szerokiego rozpowszechniania się tego procesu dezynfekcji na całym świecie, np. Australia, Południowa Afryka czy USA. Proces ten w ostatnim czasie cieszy się rosnącym powodzeniem także w Europie a tym samym w Polsce i to nie tylko na basenach prywatnych. Pływanie w lekko słonej wodzie ma złożone działanie: skóra lepiej wygląda, staje się gładsza i bardziej jędrna. Po kąpieli wycierając się ręcznikiem wmasowywane są w skórę cząstki soli, które stymulują ukrwienie. Używanie kremów nie jest w większości konieczne. Przy pływaniu drogi oddechowe są oczyszczane poprzez inhalację lekko słonego powierza bezpośrednio nad powierzchnią wody. Jeśli istnieje do tego możliwość położenia się na słońcu lub skorzystania z solarium po kąpieli, lecznicze działanie lekko słonej wody zostaje jeszcze bardziej wzmocnione poprzez promienie UV. Relatywnie mała zawartość soli czyni wodę świeżą i przejrzystą. „Piękno i zdrowie z morza” zatytułowało swój artykuł na temat kuracji morskich jedno z wiodących czasopism fachowych. Przedstawione tu zostały zalety terapii wodą morską. Woda ta jest bogata w minerały i pierwiastki śladowe. Dlatego sól morska jest często stosowana do basenów przez wielu naszych klientów w formie granulatu. Nie jest zatem dziwne, że dezynfekcja wg zasady elektrolizy przepuszczania stanowi na całym świecie silnie rozwijający się rynek. Z tego powodu proces ten zyskał aprobatę w cieplejszych strefach klimatycznych ziemi. W Australii, gdzie znajduje się ponad milion pływalni, 90% z nich jest dezynfekowanych wg tego procesu. Produkty chlorowe tak bardzo rozpowszechnione w Polsce w innych krajach są w ogóle niestosowane. Zalety tej bezpiecznej dezynfekcji, związane z prostym sposobem i bezpieczeństwem eksploatacji zapewniają temu procesowi szeroką akceptację. Poprzez urządzenia pomiarowe i regulacyjne procesy dają się łatwo sterować.

Procesy elektrochemiczne

wróć do pytań

Elektrolity to sole, kwasy i zasady, które rozpadają się (dysocjują) w wodnym roztworze lub w topnieniu w jonach. Poprzez wolne jony (nośniki ładunków) roztwory elektrolitowe posiadają elektryczną przewodność. Wraz z wzrastającą temperaturą podnosi się możliwość przemieszczania się jonów, specyficzna przewodność wzrasta. Im większa jest liczba wolnych nośników ładunków, tym wyższa jest specyficzna przewodność i tym większy jest przepływ prądu. To oznacza, że wraz z rosnącym stężeniem soli i wzrastającą temperaturą z tym samym systemem elektrod może być zwiększone wytwarzanie chloru. Jaka równowaga elektrolitowa jest interesująca dla elektrolizy wody słonej? Rozpuszczony chlorek sodowy rozpada się (dysocjuje) całkowicie w jonach.

NaCI => Na+ + CI- (1)

Woda tylko słabo dysocjuje pod wpływem dodatnich jonów wodorowych H+ (kationów) i ujemnych jonów wodorotlenku OH- (anionów):

H20 <=> H+ + OH- (2)

Ponadto mamy szereg rozpuszczonych soli, kwasów i zasad w zależności od struktury wody nasyconej. Jony (nośniki ładunków) stosowane w słonej wodzie basenowej powodują przepływ prądu w przyległym jednakowym napięciu (elektroliza).

Elektroliza wodorowego roztworu chlorku sodowego

wróć do pytań

Elektroliza jest wymuszonym rozkładem elektrolitu za pomocą prądu elektrycznego. Procesy chemiczne wymuszone poprzez dopływ energii elektrycznej odbiegają dobrowolnie w przeciwne kierunki. Dwie elektrody (metaliczne przewody) są związane ze źródłem jednakowego napięcia i wyłaniają się w roztworze elektrolitów. Dodatnia elektroda to anoda, ujemna to katoda. Ujemnie naładowane jony przemieszczają się poprzez elektrostatyczne przyciąganie do dodatniej anody i dlatego nazywają się anionami. Dodatnio naładowane jony wędrują do ujemnej katody i dlatego nazywają się kationami. Procesy wyładowania odbywające się na elektrodach to reakcje redukcji i utleniania. Wyładowanie pojedynczych rodzajów jonów są różne. Do rozkładu elektrolitu jest wymagane napięcie minimalne, tzw. napięcie rozkładowe. Dla napięcia rozkładowego obowiązuje prawo Ohma, tzn. w naszym przypadku: ilość uwolnionych jonów chlorowych (produkcja chloru) wzrasta linearnie z dalszym wzrostem stosowanego napięcia jednakowego. Dla uwalniania kationów obowiązuje surowa reguła: im mniej szlachetny jest metal tym bardziej ujemny jest potencjał zwykły w szeregu napięcia metalu i tym większe jest konieczne do wydzielenia napięcie rozpadowe. Z kolei stężenie jonu do uwolnienia (określające potencjał) wywiera wpływ na napięcie uwalniania (polaryzacja stężenia). Potencjał zwykły sodu znajduje się w szeregu napięcia metali w stosunku do zwykłej elektrody wodorowej przy -2,71 V, a potencjał wapnia przy -2,76 V. To oznacza jak długo jony wodorowe są obecne a jony sodu i wapnia nie rozładują się (nie zredukują). Następujące procesy elektrodowe określają elektrolizę naszej słonej wody basenowej:

Katoda (-) : 2 H+ + 2 e =:> 2 H* (redukcja) (3)

Metal szlachetny/tytan rodniki w statusie powstawania Dodatnio naładowane jony wodorowe są redukowane do rozkładalnych atomów wodorowych (rodników). Te rodniki wodorowe H* są bardzo krótkotrwałe (0,3 – 0,5), w etapie powstawania (status nascendi), lecz wyjątkowo zdolne do reakcji.

2 H* =:> H2 (4)

Jeśli nie ma żadnego partnera reakcyjnego łączą się 2 atomy wodorowe w molekularny wodór, który ulatnia się wyraźnie widoczny jako gaz.

Anoda (+) : 2 CI- =:> 2 CI* + 2 e (Oxidation) (5)

Tytan rodnik w statusie nascendi. Tak samo bardzo zdolne do reakcji rodniki chlorowe (atomy chloru) tworzą molekularny chlor 2

CI* =:> CI2 (6)

Powstający molekularny chlor CI2 reaguje natychmiastowo z wodą pod działaniem podchlorawego kwasu HOCI i kwasu solnego HCI (dysproporcja). To jest bardzo ważne, gdyż chlor jest związany i nie ulatnia się do powietrza:

CI2 + H2O = HOCI + HCI (7)

Nadmiar gazu chlorowego dobrze rozpuszcza się w wodzie. Dezynfekujące działanie kwasu podchlorawego poprzez utlenianie da się przedstawić w następujący, mocno uproszczony sposób:

HOCI = HCI + O (8)

Atomowy kwas solny jest szczególnie aktywny, niszczy mikroorganizmy i barwniki poprze utlenianie, działa dezynfekująco i wybielająco. Jeśli przeprowadzimy proste zsumowanie równań reakcyjnych (równanie 1 i równanie 2 podwojone) bilansu wszystkich substancji i uwzględnimy, co następuje:

2 Na+ + 2 OH- + 2 HCI <=> 2 NaCI + 2 H2O (9)

Otrzymamy reakcję brutto

H2O = H2 + O (10)

Oznacza to w idealnym i mocno uproszczonym przypadku, że: przy elektrolizie czystej słonej wody tylko woda uległaby rozkładowi. Stężenie soli zostałoby nie zmienione. Doprowadzona energia elektryczna jest stosowana do dezynfekcji wody basenowej poprzez utlenianie i przez to jest zamieniana w energię chemiczną. Jako pomocniczą reakcję anodyczną należy uwzględnić rozładowanie jonów wodorotlenku, które także są znane z literatury jako proces elektrolizy-dezynfekcji pod pojęciem anodycznego utleniania. Jony wodorotlenku

OH- => 2 HO* + 2 e (utlenianie) (11)

2 HO* => H2O + O (12)

Dla powstałego przez anodyczne utlenianie tlenu są zredukowane do ekwiwalentnych ilości jonów wodorowych na katodzie. Jeśli zużycie wodoru poprzez pomocnicze reakcje w statusie nascendi są zaniedbane to zawsze poprzez płynący prąd zostaną uwolnione ekwiwalentne ilości wodoru.

Zmiana pH przy elektrolizie słonej wody

wróć do pytań

Gdy jedna cześć otrzymanego w elektrolizie gazu chlorowego, ew. powstałego z tego podchlorawego kwasu z substancjami zawartymi w wodzie zostanie użyta do tworzenia związanego chloru, to w przytoczonym powyżej bilansie wszystkich substancji (wzór 9) ekwiwalentnych ilości brakuje wodorotlenku sodowego (ługu sodowego). Ujemny odczyn pH wzrasta co znaczy, że przy stosowaniu elektrolizy, zapotrzebowanie środków do dozowania „pH-” jest mniejsze i przebieg zmiany pH jest łagodniejszy.

Osadzanie się wapnia przy elektrolizie słonej wody

wróć do pytań

Elektrostatyczne siły przyciągania między ujemnie naładowaną katodą i dodatnio naładowanymi jonami prowadzą do podwyższonego stężenia przy Ca++ w przestrzennym obszarze katody. Poprzez rozładowanie jonów wodorowych H+ na katodzie (wzór 3) zostaną one usunięte z równowagi dysocjacyjnej wody (wzór 2). W pobliżu katody dochodzi do podwyższenia stężenia jonów wodorotlenowych OH-. Jak znane jest z praktyki basenowej, przy podwyższeniu czynnika pH dochodzi łatwo do wytrącania wapnia (zmętnienie).

Ca+ + + HCO3- + OH- => CaCO3 + H20 (14)

Przy elektrolizie dochodzi w zależności od twardości wody do odkładania się wapnia CaCO3 na katodzie. Gdy zmienimy biegunowość elektrod, procesy przebiegają w odwrotnym kierunku. Elektroda zostaje oczyszczona. Jeśli stosowany system elektrod nie posiada takiego mechanizmu samooczyszczenia, katody z metali szlachetnych mogą być w łatwy sposób oczyszczone poprzez zanurzenie ich w rozcieńczonym 3-procentowym roztworze kwasu solnego.

Korozja przy elektrolizie słonej wody

wróć do pytań

Dotychczas przedstawionym zaletom dezynfekcji słonej wody przeciwstawia się działanie chloru i jonów chlorkowych CI- powodujące korozje metali szlachetnych. Przemysł stali rozwinął wysokostopowe, wytrzymałe wodę słoną stale z wysoką wytrzymałością na stężenia korozyjne konstrukcji części nośnych basenu. Lecz także tutaj należy uważać przy silnych wahaniach odczynu pH i często zbyt wysokich stężeniach wolnego chloru (przede wszystkim na basenach prywatnych) na dokładne ustawienie sprzętu i wody basenowej. Dla stężenia jonów chlorkowych do 200 mg/l podstawowa jakość stali wg normy DIN 1.4301; Dla basenów wcześniej dezynfekowanych podchorynem i chlorkami do 5 g/l jakość stali 1.4404. Przy wartościach powyżej 3 g/l zalecana jest jakość stali 1.4539, 1.4439, 1.4529, 1.4565, 1.4547, V4A. Po wieloletnich doświadczeniach z systemem niskosłonej wody (0,3-0,5% soli), występowały przypadki korozji tylko jako wyjątki i tylko przy zastosowaniu różnych imitacji metali szlachetnych. W basenach przy regularnej kontroli i zastosowaniu pH, wolnego chloru i stężenia soli, nie występują większe uszkodzenia niż przy zastosowaniu „klasycznych” rozwiązań dezynfekcji wody za pomocą podchlorynu.

Zastosowanie urządzeń do elektrolizy

wróć do pytań

Urządzenia do dezynfekcji wody z zawartością soli można podzielić na: urządzenia dla obiektów prywatnych oraz urządzenia dla obiektów komercyjnych.

Urządzenia dla obiektów prywatnych

wróć do pytań

Są to urządzenia, które posiadają lub też nie samoczyszczącą celę i różne stopnie automatyki wg konkretnego modelu. Takie urządzenia są znane na rynku pod nazwę elektrolizery. Urządzenie dla konkretnego basenu dobiera się na podstawie objętości basenu i umiejscowienia basenu na zewnątrz lub wewnątrz budynku. Przy basenach prywatnych zakłada się, że ilość kapiących nie będzie większa niż kilka osób na dobę. Niektórzy wytwórcy (urządzenia EcoMatic) łączą elektrolizery z pompą i sondą pH, światłem (transformatorem 12/24V) i timerem. Tym samym jest zapewniona automatyczna pielęgnacja wody.

Urządzenia dla obiektów komercyjnych

wróć do pytań

Do dezynfekcji wody obiektów komercyjnych można zastosować wyłącznie urządzenia dla obiektów komercyjnych. Dezynfekcja ma zapewnić czystość wody wg ważnych norm. Dostawcy urządzeń komercyjnych dobierają urządzenia wg. obiektu (Pływalnia, Park wodny, Centrum rehabilitacji, Pensjonat, jacuzzi (whirpool), itd.), ilości kapiących się, temperatury wody, umiejscowienia basenu (zewnątrz – wewnątrz), sposobu obsługi basenu, wyposażenia basenu, wielkości basenu oraz wg ekonomicznych możliwości Inwestora. Europejscy producenci dla basenów komercyjnych produkują urządzenia z celą do samodzielnego czyszczenia. Liderem na rynku dla basenów komercyjnych są urządzenia typu EcoMatic (generalny przedstawiciel w Polsce: Ekoservispol Sp z o.o., Nowy Targ; www.ekobasen.pl ) z różnymi celami przeznaczonymi do wody lekko słonej, wody morskiej, solanki naturalnej. Firma Ekoservispol jest liderem na rynku w dezynfekcji wody za pomocą soli. Urządzenia EcoMatic są eksploatowane od roku 2000 na wszelkich typach basenów komercyjnych z pozytywnym wynikiem.

10 zalet

wróć do pytań

stosowania urządzeń typu EcoMatic do dezynfekcji wody basenowej za pomocą soli (słona woda w basenie)

Woda optymalnie dostosowana dla kąpiących: przyjemna, przyjazna dla zdrowia, idealna dla ludzi uczulonych na chlor.
Brak podchlorynu lub chloru w różnych formach. Całkowity brak zapachu po chlorze w obiekcie basenu. Grupy OH, rodniki wodorowe, chlorowe i tlenowe powodują poprzez anodyczne utlenianie dodatkowe reakcje rozkładania cząsteczkowego z substancjami znajdującymi się w wodzie.
Proste zaopatrzenie środka dezynfekującego – soli – hurtownia spożywcza lub na zamówienie soli specjalnej. Przyjazna dla środowiska, ponieważ nie wymaga żadnego niebezpiecznego transportu ani zaopatrzenia i składowania gazu chlorowego, chlorku sodu czy chlorku wapnia.
Odpada ciągłe dozowanie środka dezynfekującego (podchlorynu) – wystarczy utrzymywać wyznaczone stężenie soli przy dolewaniu wody do basenu (przy niskosłonej wodzie) wsypać ok. 3,5 kg soli na 1 m3 wody świeżej. Przy wodzie morskiej lub solankowej brak jakiegokolwiek dostarczania środka dezynfekującego.
Korzystne koszty oczyszczania wody basenowej przy relatywnie niewielkim nakładzie przyrządów. Zbyteczne jest również dodatkowe pomieszczenie chlorowe (zwrot kosztów inwestycyjnych w porównaniu do eksploatacji z droższymi środkami dezynfekującymi).
Stabilność i pewność sposobu dezynfekcji oraz bezpieczeństwo kapiących się i personelu (nawet przy wysokiej temperaturze wody – 36 °C).
Brak przeciwwskazań przy innych dodatkowych metodach dezynfekcji wody: lampy UV, ozon, podchloryn, itp.
Mała powierzchnia instalacji (ca. do 1m2) oraz łatwy montaż do istniejącej technologii – bez konieczności likwidacji starych części.
Łatwy sposób eksploatacji – automatyczny lub ręczny sposób sterowania urządzenia.
Zachęcenie ludzi do następnej kąpieli. Zwrot kosztów inwestycyjnych na basenach publicznych poprzez pozyskanie nowych klientów.

„Gesetz zur Verhütung und Bekämpfung übertragbarer Krankheiten beim Menschen (Bundes-Seuchengesetz)” vom 1979 (BGBI. I S. 2262)

Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser DIN 19643: 1997-04

Michael Augendohr, Staatliches Amt für Arbeitsschutz Mönchengladbach, Januar 1997 Die Chlorungsanlagen – 32 Fragen, 32 Antworten,

„Verordnung zum Schutz vor gefährlichen Stoffen (Gefahrstoffverordnung – GefStoffV)” vom 26. Oktober 1993 (BGBII Seite 1782) zuletzt geändert am 19.5eptember 1994 (BGBI I Seite 2557)

Christoph Saunus „Elektrolyse-Desinfektionssysteme liegen im Trend” Schwimmbad & Sauna, Heft 11/12, 1999, S. 94-102

Dr. Klaus Gunkel „Ist die THM-Konzentration im Badewasser und in der Luft der Schwimmhalle ein Gefährdungspotential?” A.B. ARCHIV DES BADEWESENS 6/98

Helmut Hörath „Gefährliche Stoffe und Zubereitungen” 4.Auflage Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart 1995, 531 S.

Dr.Siegfried Preuß „Auf sanfte Weise wirkungsvoll entkeimen” (Schwimmbad & Sauna, Heft 5/6, 1999, S. 68-74)

VDI-Gesellschaft Technische Gebäudeausrüstung, Heizung, Raumlufttechnik und Wassererwärmung in Hallenbädern” VDI-Richtlinie 2089

Referat Dr. S. Preuß u. H. Wiemeyer/Fachtagung Deutsche Ges.f.d.Badewesen

Instrukcja obsługi Eco-matic, Monarch pool system Australia

Strona internetowa Berndorf Bäderbau – warunki eksploatacji