除菌剤の選択は大きな水族施設の運営コストに大きな影響を与えることがあります。 この記事では、一般的に使用される 2 つの除菌剤、次亜塩素酸カルシウム (またはカルハイポ) とトリクロロイソシアヌル酸 (またはトリクロール) に関連する潜在コストについて説明します。
これらの化学物質をプール水に添加すると、明らかに利用できる塩素が増加しますが、pH、アルカリ性、カルシウム硬度とシアン酸レベルのいずれかにも影響がおよびます。
このように考えてみてください。 これらの除菌剤が水に加えられるたびに、追加の化学物質も「内部」に持ち込まれます。 これらの「余分な」化学物質は有益な場合もあれば、取り除くためにお金を払わなければならない場合もあります。
カルハイポを使用するコストとトリクロルを使用するコストを比較するために、ガーナ州フルトン郡の 2017 年の上下水道料金に基づき、2017 年の化学物質のコストと組み合わせた見積もりが作成されました。 この試算によると、カルハイポを使用する施設が負担するコストは、同じ施設がトリクロルを使用する場合よりもかなり低くなる可能性があることがわかります。 図表Aは、2つの除菌剤を使用してプールに利用可能な塩素を10ppm追加した場合の推定コストです。
仮定と推定の説明
プール水の処理コストを推定する場合、単に除菌剤のポンドあたりの価格を見ると、それほど明白ではないコストが考慮されず、節約に関して誤った仮定をしてしまう可能性があります。
また、各除菌剤が水のバランスにどのように影響するかも考慮する必要があります。 利用可能な塩素を上げるだけでなく、カルハイポはpH、アルカリ度、カルシウム硬度（CH）レベルを上げます。
トリクロールはpHとアルカリ性に対して逆の効果、つまり減少させる効果がある。 また、カルハイポがCHに影響する場合、トリクロルはシアヌル酸（CYA）を増加させます。
除菌剤の選択の結果、施設は CH または CYA レベルの上昇に対処するために、一部のプール水を交換する必要がある場合があります。 これは、上下水道のコスト上昇につながる可能性があります。 さらに、どちらの除菌剤も pH とアルカリ性に影響を与えるため、通常、追加の化学薬品で修正する必要があり、さらにコストがかかります。
すべてのプールは異なっており、すべてのシナリオを考慮することは不可能な場合があります。 これらの除菌剤の使用によって発生するコストを見積もるために、この比較では特定の仮定を行いました。 以下の説明では、これらの仮定の背後にある理由を説明します。
水の使用量
消費される水の量は、あらゆるアクアティクス施設の運営においてかなりの要素となっています。
先に述べたように、カルハイポはカルシウムの硬度を高め、トリクロールはシアヌル酸を加える。 CHもCYAも塩素で破壊されることはなく、蒸発することもない。
スプラッシュアウトとフィルターバックウォッシュは濃度を下げますが、その影響はプールごとに変わるため、水の消費量への影響を推定することは困難です。 したがって、これらの活動による水の使用量は、本論文の推定から除外されました。
カルシウム硬度
カルシウム硬度は水化学において重要な役割を果たし、石膏、コンクリート、金属を腐食性の高い水による腐食から保護するのに役立っています。
ANSI/APSP-11に規定されているように、プール水には最低150ppmのCHが要求されます。 しっくいプールの場合、全米左官評議会は少なくとも200ppmのCHを推奨している。 水がCH150〜1,000ppmになると、飽和指数を維持することができ、スケールや水の濁りの発生を防ぐことができるとANSI/APSP-11は述べています。
次亜塩素酸カルシウムを用いて有効塩素を10ppm添加すると、8ppmのCHが追加されると、APSPは言っています。
水が1,000 ppm CHに達すると、原水が200 ppm CHであれば、1%除去して交換することでCHは8 ppm低下することになります。 10万ガロンのプールでは、交換量は1,000ガロンに相当します。 これは、この濃度と速度で、1日のカルハイポの投与によって追加されたCHに対抗するものです。
Trichlor
Cyanuric acid (CYA) は紫外線による分解から有効塩素を保護する働きがあります。
ANSI/APSP-11 では最大 100 ppm の CYA が推奨されており、モデル水生衛生コードでは最大 90 ppm の CYA が推奨されています。 屋内プールの場合、ANSI/APSP-11ではCYAは不要とされ、推奨されていません。
APSPによると、トリクロールを使って10ppmの利用可能塩素を追加すると、CYAは6ppm上昇します。 30 ppmのCYAでスタートしたプールでは、トリクロールを使って毎日10 ppmの利用可能塩素を追加すると、CYAは10日で90 ppmに、12日で102 ppmに達することになります。
CYAレベルが90ppmに達すると、この毎日のトリクロールの添加に対抗するために、水量の6.7%を除去して交換する必要があります。 100 ppmのCYAでは、水の6.0%を除去して交換することで、トリクロルの使用によって毎日追加されるCYAに対抗することができます。 100,000 ガロンのプールでは、それぞれ 6,700 ガロンと 6,000 ガロンになります。
水と下水のコストの見積もり
水と下水のコストを最小限に抑えることは、プール運営者にとってお金を節約する大きなチャンスとなります。
例では、同じ量の利用可能な塩素を提供するために、トリクロールで除菌すると、CYA を推奨範囲に保つために、カルハイポを使用して CH を推奨範囲に保つために必要な量の 6 倍以上の水を追加しなければならないことが示されています。
この水は排水し、再充填しなければならないので、下水道料金が消費量に基づいている場所では、コストはさらに上がります。 そのような地域では、水道料金が6倍になるだけでなく、下水道料金も同様に高くなる。
上下水道のコストは全国で大きく異なるため、計算は複雑になります。 今回の分析では、Fulton Countyの2017年の上下水道コストを使用しました。 上下水道料金は毎月の使用量に応じてスケールアップします。
リンゴとリンゴを比較するために、源水には200ppmのCHが含まれており、CHまたはCYAの最大推奨値に達したため、排水と補充が必要であり、除菌装置に関連しない水の消費によって最上位の水価格に達したと仮定しました（水コストは1ガロンあたり0.0100ドル、下水のコストは同0.0055ドルです）。 蒸発、飛散、フィルター逆洗による水の損失は除外した。
化学コスト
カルシウム硬度またはシアヌル酸レベルを変更することに加えて、これらの除菌剤は水のpHとアルカリ性に影響を及ぼします。
カルハイポは少量の水酸化カルシウムと炭酸カルシウムを含んでいるので、pHと全アルカリ度がわずかに上昇します。 理論的には、10,000ガロンのプールに10.5オンスのカルハイポを加えた場合（利用可能塩素を5.1ppm追加）、水の出発条件がpH 7.5、炭酸アルカリ度100ppm、全溶解固形分1,000ppmであればpHは0.009、炭酸アルカリ度は0.29ppm増加する、と「スイミングプール水バランス – パート2：炭酸カルシウム飽和指数の影響を与える要因」で、J・A・Wojtowiczが述べている通りである。
逆に、同じプールで7オンスのトリクロール（4.7ppmの有効塩素を添加）を使用すると、理論的には同じ条件でpHは0.14低下し、全アルカリ度は3.3ppm低下すると、やはりWojtowiczは述べています。
無水硫酸と炭酸ナトリウムは、大規模な商業プールや市営プールで、プール水のpH変化を中和するための一般的な選択肢です。 他の方法もありますが、本稿では、カルハイポによるpH上昇を中和するためにムリヤス酸を、トリクロールによるpH低下を中和するために炭酸ナトリウムを使用することを想定しています。 Olin Corporation の研究によると、平均 1.56 オンスの 32% muriatic acid が 1 ポンドのカルハイポの pH を中和することがわかった。 同じOlinの研究では、0.93ポンドの炭酸ナトリウムが1ポンドのトリクロルのpHを中和することがわかった。
複合化学コストは、pH中和のための上記の化学物質使用率と以下の化学コストを使用して決定された：
– カルハイポ：1ポンドあたり2.30ドル
– 32% muriatic acid：0.055 per ounce/ $7.00 per gallon
– Trichlor: $2.16 per pound
– Sodium carbonate: $1.80 per pound
1 ポンドの cal hypo の pH 効果に対抗する化学コストは $0.09 追加で、1ポンドの trichlor の pH 効果を対抗する化学コストは $1.67 追加で、ポンドあたりです。
1ポンドのカルハイポの化学コストは2.39ドル、1ポンドのトリクロルの化学コストは3.83ドルとなります。
利用可能塩素が68%のカルハイポと90%のトリクロルの場合、カルハイポの利用可能塩素1ポンドあたりの薬品コストは3.51ドル、トリクロールは4.26ドルとなります。 10ppmの利用可能塩素を毎日添加する場合、いくつかのサイズのプールについて、1日および月間の薬品、水、廃棄物のコストを図表Bに示します。
