A fertőtlenítőszer kiválasztása jelentősen befolyásolja egy nagy vízi létesítmény üzemeltetési költségeit. Ez a cikk két gyakran használt fertőtlenítőszerrel: a kalcium-hipoklorit (vagy cal hypo) és a triklór-izocianursav (vagy triklór) lehetséges költségeivel foglalkozik.

Mikor ezeket a vegyszereket a medencevízhez adják, egyértelműen növelik a rendelkezésre álló klórt, azonban hatással vannak a pH-ra, a lúgosságra és akár a kalciumkeménység, akár a cianursav szintjére is.

Gondoljunk erre így: Minden alkalommal, amikor ezeket a fertőtlenítőket a vízhez adják, további vegyi anyagokat is “beléjük” visznek. Néha ezek az “extra” vegyszerek hasznosak, néha pedig fizetnie kell azért, hogy megszabaduljon tőlük.

A cal hypo és a triklór használatának költségeinek összehasonlításához egy becslést készítettünk a 2017-es víz- és szennyvízdíjak alapján Fulton megyében (Ga.), a 2017-es vegyszerköltségekkel kombinálva. Ez a becslés azt mutatja, hogy a cal hypo-t használó létesítményeknél felmerülő költségek jelentősen alacsonyabbak lehetnek, mint ugyanannak a létesítménynek a triklórt használó költségei. Az A. ábra a becsült költségeket mutatja, amikor a két fertőtlenítőszer használatával 10 ppm rendelkezésre álló klórt adnak egy medencéhez. A becsléshez használt feltételezések magyarázata következik.

A feltételezések és becslések magyarázata

A medencevíz kezelésének költségeinek becslésénél a fertőtlenítőszer kilónkénti árának egyszerű vizsgálata nem veszi figyelembe a kevésbé nyilvánvaló költségeket, és téves feltételezésekhez vezethet a megtakarításokról.

Azt is figyelembe kell vennie, hogy az egyes fertőtlenítőszerek hogyan befolyásolják a víz egyensúlyát. A rendelkezésre álló klór emelése mellett a cal hypo növeli a pH-t, a lúgosságot és a kalciumkeménység (CH) szintjét.

A triklór éppen ellenkezőleg hat a pH-ra és a lúgosságra – csökkenti azt. És ahol a cal hypo befolyásolja a CH-t, ott a triklór növeli a cianursavat (CYA).

A fertőtlenítőszer-választás eredményeként előfordulhat, hogy a létesítménynek ki kell cserélnie a medencevíz egy részét, hogy ellensúlyozza a CH- vagy CYA-szint emelkedését. Ez magasabb víz- és szennyvízköltségeket eredményezhet. Továbbá, mivel mindkét fertőtlenítőszer hatással van a pH-ra és a lúgosságra, ezt általában további vegyszerekkel kell korrigálni, ami tovább növeli a költségeket.

Minden medence más és más, és lehetetlen minden forgatókönyvet figyelembe venni. Az említett fertőtlenítőszerek használatából eredő költségek becsléséhez az összehasonlításhoz bizonyos feltételezéseket tettünk. A következő magyarázatok leírják az e feltételezések mögött álló indoklást.

Vízfelhasználás

A felhasznált víz mennyisége jelentős összetevője bármely vízi létesítmény üzemeltetésének.

Amint korábban említettük, a cal hypo a kalciumkeménységhez, míg a triklór a cianursavhoz ad hozzá. Sem a CH-t, sem a CYA-t nem pusztítja el a klór, és nem is párolognak el. Így a CH- és CYA-koncentráció csökkentésének egyetlen gyakorlati módja a víz leeresztése és cseréje.

A kiöntés és a szűrő visszamosása csökkenti a koncentrációt, de hatásuk medencénként változik, így a vízfogyasztásra gyakorolt hatásokat nehéz megbecsülni. Ezért az e tevékenységekből származó vízfelhasználást kihagytuk a jelen tanulmány becsléseiből. A párolgásból származó vízfogyasztást sem vették figyelembe, mivel a párolgás egyik vegyi anyagot sem távolítja el.

Cal hypo

A kalciumkeménység létfontosságú szerepet játszik a víz kémiájában, segít megvédeni a vakolatot, betont és fémtárgyakat az agresszív víz okozta korróziótól.

Az ANSI/APSP-11 szabványban előírtak szerint legalább 150 ppm CH szükséges a medencevízhez. Gipszmedencék esetében a National Plasterers Council legalább 200 ppm CH-t javasol. Ha a víz CH-értéke 150 és 1000 ppm közé esik, a telítettségi mutató az ANSI/APSP-11 szerint a vízkő és a zavaros víz kialakulásának megelőzése érdekében tartható fenn.

Az APSP szerint 10 ppm rendelkezésre álló klór hozzáadása kalcium-hipoklorit segítségével 8 ppm CH-t ad hozzá. Egy 150 ppm CH-mal kezdődő medence esetében a napi 10 ppm rendelkezésre álló klór hozzáadása kalcium-hipoklorittal 107 nap alatt a medencevíz CH-értéke elérné az 1 006 ppm-et.

Amikor a víz eléri az 1 000 ppm CH-t, az 1% eltávolítása és cseréje 8 ppm-rel csökkenti a CH-értéket, ha a forrásvíz 200 ppm CH-t tartalmaz. Egy 100 000 gallonos medencében a csere mennyisége 1000 gallonnak felel meg. Ez ellensúlyozza a cal hypo napi adagja által hozzáadott CH-t ezeknél a koncentrációknál és arányoknál.

Triklór

A cianursav (CYA) segít megvédeni a rendelkezésre álló klórt az UV-fény okozta bomlástól.

Az ANSI/APSP-11 legfeljebb 100 ppm CYA-t ajánl, míg a Model Aquatic Health Code legfeljebb 90 ppm CYA-t javasol. Beltéri medencék esetében a CYA az ANSI/APSP-11 szerint feleslegesnek tekinthető, és nem ajánlott.

A rendelkezésre álló klór 10 ppm-es hozzáadása triklórral az APSP szerint a CYA-t 6 ppm-gyel növeli. Egy 30 ppm CYA-nál kezdődő medence esetében a triklór napi 10 ppm rendelkezésre álló klór hozzáadásával a CYA 10 nap alatt elérné a 90 ppm-et, 12 nap alatt pedig a 102 ppm-et.

Amikor a CYA-szint eléri a 90 ppm-et, a vízmennyiség 6,7%-át el kell távolítani és ki kell cserélni, hogy ellensúlyozza a triklór napi hozzáadását. 100 ppm CYA esetén a víz 6,0%-ának eltávolítása és cseréje ellensúlyozza a triklór használatával naponta hozzáadott CYA mennyiségét. Egy 100 000 gallonos medence esetében ez 6 700 gallont, illetve 6 000 gallont jelent.

Víz- és szennyvízköltségek becslése

A víz- és szennyvízköltségek minimalizálása jelentős megtakarítási lehetőséget jelent a medenceüzemeltetők számára.

A példák azt mutatják, hogy azonos mennyiségű rendelkezésre álló klór biztosításához a triklórral történő fertőtlenítés hatszoros vagy nagyobb mennyiségű hozzáadott vízre lehet szükség ahhoz, hogy a CYA-t az ajánlott tartományban tartsuk, mint amennyi a CH ajánlott tartományban tartásához szükséges, ha cal hypo-t használunk.

Mivel ezt a vizet le kell engedni és újra kell tölteni, a költségek még inkább megemelkednek azokon a helyeken, ahol a csatornadíjak a fogyasztáson alapulnak. Ezeken a területeken nem csak a vízköltségek lennének hatszor magasabbak, hanem a csatornázási költségek is.

A víz- és csatornadíjak országszerte igen eltérőek, így kiszámításuk bonyolult lehet. Ebben az elemzésben Fulton megye 2017-es víz- és csatornázási költségeit használtuk. A víz- és csatornadíjak a havi használat függvényében skálázódnak.

Az almák és almák összehasonlítása érdekében feltételeztük, hogy a forrásvíz 200 ppm CH-t tartalmaz; a CH vagy CYA maximális ajánlásait elértük, ami szükségessé teszi a leengedést és újratöltést; és a felső kategóriás vízárat elérte a fertőtlenítőhöz nem kapcsolódó vízfogyasztás (a víz ára 0,0100 dollár gallononként, a szennyvízé pedig 0,0055 dollár gallononként). A párolgásból, kifröccsenésből és a szűrő visszamosásából eredő vízveszteséget kizárták.

Kémiai költségek

A kalciumkeménység vagy a cianursav szintjének megváltoztatásán kívül ezek a fertőtlenítők befolyásolják a víz pH-ját és lúgosságát.

A cal hypo kis mennyiségű kalcium-hidroxidot és kalcium-karbonátot tartalmaz, ami enyhén megnövelt pH-t és teljes lúgosságot eredményez. Elméletileg 10,5 uncia cal hypo hozzáadása egy 10 000 gallonos medencéhez (5,1 ppm rendelkezésre álló klór hozzáadásával) 0,009-cel növeli a pH-t és 0,29 ppm-gyel a karbonátlúgosságot, ha a víz kiindulási feltételei 7,5 pH, 100 ppm karbonátlúgosság és 1000 ppm összes oldott szilárd anyag, amint azt J. A. Wojtowicz “Swimming Pool Water Balance – Part 2: Factors Affecting the Calcium Carbonate Saturation Index” című írásában olvashatjuk.

Ezzel szemben ugyanabban a medencében 7 uncia triklór (4,7 ppm rendelkezésre álló klór hozzáadása) elméletileg 0,14-gyel csökkenti a pH-t és 3,3 ppm-gyel csökkenti az összes lúgosságot, ugyanezen feltételek mellett, szintén Wojtowicz szerint.

A muriátasav és a nátrium-karbonát a nagy kereskedelmi és önkormányzati medencékben a medencevíz pH-változásának semlegesítésére gyakran használt választás. Bár léteznek más módszerek is, ez az írás feltételezi a muriatinsav használatát a cal hypo által okozott pH-emelkedés semlegesítésére, és a nátrium-karbonátét a triklór által okozott pH-csökkenés semlegesítésére. Az Olin Corporation által végzett tanulmány szerint átlagosan 1,56 uncia 32%-os sósav semlegesítette 1 font cal hypo pH-értékét. Ugyanebben az Olin tanulmányban 0,93 font nátrium-karbonátot találtak 1 font triklór pH-értékének semlegesítésére.

A kombinált vegyszerköltségeket a pH-érték semlegesítésére szolgáló fenti vegyszerfelhasználási arányok és a következő vegyszerköltségek felhasználásával határozták meg:

– Cal hypo: $2,30 fontonként

– 32%-os muriatikus sav: $0.055 $ unciánként/ 7,00 $ gallononként

– Triklór: 2,16 $ fontonként

– Nátrium-karbonát: 1,80 $ fontonként

Az 1 font cal hypo pH-hatásának ellensúlyozására szolgáló vegyszer költsége 0,09 $, míg az 1 font triklór pH-hatásának ellensúlyozására szolgáló vegyszer költsége 1,67 $ fontonként.

A kombinált vegyszerköltségek egy font cal hypo esetében 2,39 USD, egy font triklór esetében pedig 3,83 USD.

Ha a cal hypo 68%-os, a triklór pedig 90%-os klórtartalmú, akkor a cal hypo esetében a rendelkezésre álló klór kilónkénti összesített vegyszerköltsége 3,51 dollár, a triklór esetében 4,26 dollár lenne. Napi 10 ppm rendelkezésre álló klór hozzáadásával a B. ábra a vegyszerek, a víz és a hulladék napi és havi költségeit becsüli meg különböző méretű medencék esetében.