bbk 000000

УДК 628.136:725.74.002.56.004.1

Медков Б. К.

Особенности эксплуатации контрольно-измерительного оборудования в водах с повышенной карбонатной жесткостью

Аннотация

Рассмотрены причины выхода из строя контрольно-измерительного оборудования по определению остаточного свободного хлора в воде плавательного бассейна. В процессе работы оборудования наблюдались отложения на измерительном электроде проточной ячейки и коррозия противоэлектрода. Проведенное обследование системы водоподготовки бассейна, химический анализ отложений на измерительном электроде и анализ воды бассейна позволили предположить, что данный состав воды способствует отложению карбоната кальция на поверхности трубопроводов и оборудования. Оценка стабильности воды показала, что индекс насыщения карбонатом кальция достаточно высок. Приведены результаты экспериментальных исследований по стабилизационной обработке воды с целью снижения индекса насыщения карбонатом кальция. Оптимально подобранные дозы реагентов способствуют нормальной работе оборудования.

Ключевые слова

водоподготовка , плавательный бассейн , система измерения свободного хлора , индекс стабильности , карбонатные отложения

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Контроль качества воды в плавательных бассейнах продолжает оставаться одной из самых актуальных задач в профессиональном сообществе. Появление на рынке современных систем дозирования дезинфектантов и контроля качественных показателей воды должно было решить основные проблемы – неточность дозы и несвоевременность ввода реагентов. Однако эксплуатационные организации постоянно сталкиваются с другой проблемой – внезапным и «необъяснимым» выходом из строя контрольно-измерительной аппаратуры.

Специалисты сервисных служб компаний – производителей сложного дозирующего оборудования попытались выяснить причину подобных эксцессов. Исследования, проведенные экспертной группой по рассмотрению гарантийного случая, показали, что недочеты в проектировании и ошибки в оценке возможных негативных факторов способны приводить (и приводят) к поломке даже самой надежной техники.

Представители службы сервиса компании Grundfos (ведущего мирового производителя насосного оборудования) столкнулись с подобным случаем в одном из городских бассейнов в Белгородской области. Руководство бассейна обратилось к специализированному сервисному партнеру службы сервиса ООО «Грундфос» с жалобой, что четыре измерительные ячейки AQC-D1 системы измерения содержания остаточного свободного хлора DIP-A (рис. 1) одновременно вышли из строя. Поскольку монтаж и ввод в эксплуатацию системы очистки и обеззараживания воды бассейна, а также ее реконструкцию проводили опытные специалисты, можно было предположить, что ошибки при установке вряд ли возможны.

Хотя поломки такого рода не характерны для дозирующего оборудования компании, для выяснения обстоятельств на объект выехали специалисты сервисного партнера и службы сервиса ООО «Грундфос». При вскрытии измерительной ячейки было обнаружено, что пластина измерительного электрода полностью покрыта осадком белого цвета (рис. 2), а противоэлектрод практически полностью разрушен из-за коррозии. Для выяснения состава отложений в местной городской лаборатории был проведен их химический анализ. Результаты анализа (табл. 1) показали, что на пластине измерительного электрода обнаружены отложения карбоната кальция. Содержание кальция и углерода в отложениях составляет 48 и 10,9% соответственно, что близко к содержанию кальция и углерода в чистом карбонате кальция (40 и 12% соответственно).

Неисправный электрод на одной из измерительных ячеек заменили новым (рис. 3), однако после 12 часов тестирования на платиновой пластине измерительного электрода стали видны новые отложения, а на противоэлектроде – следы коррозии.

При обследовании оборудования бассейна, проведенном специалистами службы сервиса ООО «Грундфос», были выявлены некоторые несоответствия нормативам (в том числе пункту 3.8.5 СанПиН 2.1.2.1188-03 [1] – введение рабочей дозы обеззараживающего реагента), однако они не могли стать причиной выхода из строя измерительных электродов.

Было также обнаружено, что качество воды бассейна характеризуется высокой жесткостью (6,34 ммоль/л) и щелочностью (2,6 ммоль/л). Значение рН воды в большой ванне бассейна на момент обследования поддерживалось равным 7,75 (что соответствует СанПиН 2.1.2.1188-03 [1] и СанПиН 2.1.4.1074-01 [2]).

Как известно [3; 4], подобные воды обладают повышенной коррозионной активностью или способствуют отложению карбоната кальция на поверхности трубопроводов и оборудования. Эти свойства определяются индексом насыщения карбонатом кальция J (индекс стабильности Ланжелье):

J = pH_изм – pH_S,

где рН_изм – измеренное значение pH; а pH_S – значение рН равновесного раствора, насыщенного карбонатом кальция, определяемое расчетным путем или по номограмме [5].

Отрицательное значение индекса Ланжелье указывает на то, что вода является коррозионно-активной. Если индекс J положителен, то в воде существуют условия для формирования твердого осадка. Этот фактор необходимо учитывать при проектировании или вводе оборудования в эксплуатацию.

Для определения индекса стабильности были проведены соответствующие измерения и расчеты. Результаты анализа воды большой ванны представлены в табл. 2. По согласованию с руководством бассейна было принято решение о снижении индекса стабильности (0 < J < 0,1). Для этого по методике, рекомендованной Приложением 5 СНиП 2.04.02-84 [5], рассчитали необходимое количество серной кислоты для снижения значения рН и соответственно индекса стабильности.

Д_кис = 100_кисЩе_кис/С_кис,

где Д_кис – доза серной кислоты, мг/л (в расчете на товарный продукт); _кис – коэффициент, определяемый по номограмме [5]; Щ – щелочность воды до стабилизационной обработки, ммоль/л (мг-экв/л); е_кис – эквивалентная масса кислоты, мг/мг-экв (для серной кислоты е_кис = 49 мг/мг-экв); С_кис – содержание активной части в товарной кислоте, %.

Расчеты проверялись экспериментальным путем. Для стабилизационной обработки проб воды использовали 0,1N (0,489-процентный) раствор химически чистой серной кислоты. В результате серии экспериментов и расчетов была получена доза серной кислоты, при которой значение рН в пробах воды большой ванны бассейна равнялась 7,3, индекс стабильности при этом находился в выбранных границах 0 < J < 0,1. По результатам проведенных исследований рекомендовано снизить значение рН воды в ванне бассейна до 7,3–7,4*.

Кроме того, было отмечено, что ранее отложения карбоната кальция выпадали также на ультрафиолетовых лампах (что приводило к нештатной замене этого дорогостоящего оборудования), на стенках самого бассейна (их приходилось постоянно смывать), забивали фильтрующие элементы (требовалась их частая промывка). После корректировки параметров состава воды эти проблемы были решены, а расходы на эксплуатацию снизились.

В настоящее время использование контрольно-измерительного оборудования Grundfos (более пяти месяцев с момента выдачи рекомендаций), по данным эксплуатирующей организации, проходит в штатном режиме.

Приведенный пример сервисного случая свидетельствует о том, что «необъяснимые» поломки всегда вызываются вполне конкретными ошибками и недочетами в проектировании и эксплуатации. Главная задача специалистов – не только выявить источник проблемы, но и предложить ее оптимальное решение.

* Приведенные в статье значения относятся только к конкретному объекту и не могут быть рекомендованы для других объектов (в каждом случае должны быть учтены местные условия).

Список цитируемой литературы

1. СанПиН 2.1.2.1188-03. Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды. Контроль качества.
2. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.
3. Водоподготовка. Справочник профессионала: Под ред. С. Е. Беликова. – М., Аква-Терм, 2007.
4. Рябчиков Б. Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. – М.: ДеЛи принт, 2004.
5. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Приложение 5.