Направления применения

Секвестрация железа и марганца

Секвестрация (сиквестирование) железа и марганца является многоуровневой реакцией. При этом происходят два различных процесса (Примечание: в химии «секвестрация» или «сиквестирование» — это химический процесс связывания ионов, особенно ионов металлов, в координационный комплекс таким образом, что ионы металлов теряют свою химическую активность и способность к химическим реакциям, в том числе, к окислению и к осаждению в нерастворимой форме). Первый процесс – это секвестрация железа и марганца, которые поступает в водораспределительную сеть из источника водоснабжения, а второй – секвестрация железа и марганца, которые, благодаря применению Сиквеста, переходят в раствор из продуктов коррозии в водопроводной сети. В любом случае, Сиквест будет воздействовать на все химические соединения этих металлов, и переводить их в растворенное бесцветное состояние. Это означает, что, когда Сиквест добавляют в воду в начале водопроводной сети, вода будет всегда прозрачной. Это также означает, что вода будет бесцветной, независимо от уровня рН, времени пребывания в водопроводной сети или температуры воды.

Сиквест расходуется для секвестрации железа и марганец в соотношении 1: 1, то есть, для каждого 1 мг/л всех двухвалентных металлов в воде требуется 1 мг/л Сиквеста.

Секвестрация меди и свинца

Медь и свинец являются металлами, которые не подвержены коррозии в обычном смысле этого слова; медь и свинец выщелачиваются (вымываются) в воде. Медь и свинец являются очень токсичными металлами. Их концентрация в питьевой воде в США регламентируется Агентством по Охране Окружающей Среды США (USEPA) на уровне, соответственно, 1,3 мг/л для меди и 0,015 мг/л для свинца в 90% проб, отобранных в различных точках водопроводной сети населенного пункта. В директивах Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) концентрации меди и свинца в питьевой воде установлены, соответственно, на уровне 2,0 мг/л для меди и 0,010 мг/л для свинца. Выщелачивание меди происходит, когда вода находится в контакте с медным трубопроводом при любом периоде времени; и выщелачивание свинца происходит, когда вода находится в контакте со свинцовым трубопроводом или припоем в течение любого периода времени. При использовании Сиквеста выщелачивание меди и свинца в питьевую воду находится под контролем, что обеспечивает соблюдение минимального разрешенного уровня концентрации этих металлов в воде в кране потребителя.

Секвестрация жесткости воды

Секвестрация жесткости, так же как с железом и марганцем, является многоуровневой реакцией. При применении Сиквеста имеют место два различных процесса секвестрации. Первый процесс – это секвестрация кальция и магния, которые поступает с подпиточной водой в сеть горячего водоснабжения (ГВС) или систем отопления из источника водоснабжения, а второй – секвестрация и переход в раствор соединений кальция и магния из отложений накипи в тепловых сетях и водонагревательном оборудовании. В любом случае, Сиквест растворит и переведёт карбонатную жесткость воды в состояние, при котором не будет никаких отложений. Это означает, что, когда Сиквест добавляют в воду, вода будет действовать как умягченная, и не будет приводить к образованию кальциевых и магниевых отложений вне зависимости от её жесткости. Это также означает, что вода будет действовать как умягченная, независимо от уровня рН, времени пребывания в тепловых сетях и сооружениях, или температуры воды. Сиквест расходуется для обработки жесткости воды в соотношении 1: 4. Это означает, что на каждые 4 градуса жесткости (4 мг-экв/л жесткости) воды требуется 1 мг/л Сиквеста.

Сиквест решает проблемы при применении гипохлорита натрия для обеззараживания воды

Применение гипохлорита натрия (NaOCl) часто является основным средством для обеззараживания (дезинфекции) питьевой воды, а также для предотвращения инвазии от дрейссены. Тем не менее, существуют три эксплуатационные проблемы, отрицательно влияющие на использование гипохлорита натрия для обработки воды в хозяйственно – питьевом водоснабжении. К ним относятся: наращивание коррозионных отложений в питающих трубопроводах раствора гипохлорита натрия и водозаборных линиях водопроводных очистных сооружений, наращивание твердых отложений («сталактитов») в питающих трубопроводах и водозаборных линиях, в также “газовыделение” в этих трубопроводах, приводящее к кавитации в дозировочных насосах рабочего раствора гипохлорита натрия.

Первые две проблемы препятствуют эффективной обработке воды гипохлоритом натрия, в то время как, третья проблема полностью прекращает такую обработку. Когда Сиквест добавляют непосредственно в расходный резервуар дозирования гипохлорит натрия, все три эксплуатационные проблемы исчезают, и эффективность непрерывный обработки воды дезинфектантом восстанавливается.

Сиквест способствует уменьшению образования тригалометанов в питьевой воде

Как бы отмечено выше, гипохлорит натрия (NaOCl) на сегодняшний день признаётся одним из общепринятых средств обеззараживания воды в хозяйственно – питьевом водоснабжении. При этом сильная антибактериальная активность гипохлорита натрия проявляется благодаря образовавшейся в воде хлорноватистой кислоты (HClO), которая обладает высоким биоцидным действием и убивает микроорганизмы очень быстро и при достаточно низких концентрациях

Cl₂ + H₂O ↔ HClO + HCl

С возрастанием рН воды хлорноватистая кислота HClO диссоциирует на ионы H + и ClO – и меняются соотношения между хлорноватистой кислотой и ионами гипохлорита.

НСlО ↔H + + ОСl –

Так, например, при рН = 6 доля HСlO составляет 97%, а доля ионов гипохлорита 3%. При рН = 7 доля HСlO составляет 78%, а гипохлорита – 22%, при рН = 8 доля HСlO – 24%, гипохлорита – 76%. Таким образом, при высоких значениях рН в воде хлорноватистая кислота HOСl превращается в гипохлорит ион OCl–.

Однако именно наличие хлорноватистой кислоты HСlO в водных растворах гипохлорита натрия объясняет его сильные дезинфицирующие свойства. Свободная хлорноватистая кислота HСlO почти в 300 раз более активна, чем гипохлорит-ионы OCl–, то есть HOСl – сильный дезинфектант; ОСl– – слабый дезинфектант. Объясняется это уникальной способностью HClO проникать в бактерии через их мембраны. Таким образом, при использовании гипохлорита натрия для дезинфекции воды необходимо учитывать величину рН воды и поддерживать ее ниже определенного уровня.

Экспериментально установлено, что оптимальный диапазон рН воды при ее обработке гипохлоритом натрия находится в пределах от 7,2 до 7,4. С другой стороны, поднимая рН обрабатываемой воды для ее стабилизационной обработки с целью снижения ее коррозионной активности, мы снижаем активность гипохлорита натрия и вынуждены увеличивать его дозу. Кроме того, на границе взаимодействия обрабатываемой воды и рабочего раствора гипохлорита натрия образуется осадок гидроксида магния и диоксида кремния, забивающий линии подачи реагента (см. предыдущий раздел). Поэтому концентрация щелочи в гипохлорите натрия должна быть такой, чтобы не вызывать образования этого осадка. Серьезным негативным побочным эффектом повышения дозы гипохлорита натрия является увеличение образования биопленки в трубопроводах и формирования токсичных хлорорганических соединений в питьевой воде.

При хлорировании в процессе реакции с органическими загрязнениями, присутствующими в воде, к молекуле органического вещества присоединяется атом хлора. При этом в питьевой воде образуются канцерогенные хлорорганические соединения, такие как тригалометаны, галоуксусные кислоты, мутаген Х и др. Эффективность Сиквеста не зависит от рН воды. Сиквест работает при величине рН от 5 до 11. Применение Сиквеста для борьбы с коррозией в водопроводных сетях позволяет предприятиям водоснабжения направлять в водопроводную сеть очищенную воду после водопроводных очистных сооружений при более низких уровнях рН в связи с тем, что Сиквест обеспечивает предотвращение коррозии трубопроводов в питьевой воде при уровне рН, начиная от 5,0. Это означает, что можно использовать гипохлорит натрия при оптимальном для обеззараживания уровне рН воды и снижать использование хлора для обеззараживания питьевой воды, что, соответственно, приведет к снижению уровня образования в питьевой воде канцерогенных тригалометанов и других побочных продуктов хлорирования. При этом применение реагента Сиквест позволяет полностью отказаться от применения реагентов для стабилизационной обработки питьевой воды для увеличения ее рН, таких как гидроксид натрия (NaOH), известь (CaO) или карбонат натрия (Na₂CO₃).