Wybór środka do sanityzacji może znacząco wpłynąć na koszty eksploatacji dużego obiektu akwatycznego. Ten artykuł omawia potencjalne koszty związane z dwoma powszechnie stosowanymi środkami sanityzującymi: podchlorynem wapnia (lub cal hypo) i kwasem trichloroizocyjanurowym (lub trichlor).

Kiedy te chemikalia są dodawane do wody basenowej, wyraźnie zwiększają dostępną ilość chloru, jednak wpływają również na pH, zasadowość i albo twardość wapnia albo poziom kwasu cyjanurowego.

Pomyśl o tym w ten sposób: Za każdym razem, gdy te środki sanityzujące są dodawane do wody, przynoszą one dodatkowe chemikalia „wewnątrz” nich również. Czasami te „dodatkowe” chemikalia są korzystne, czasami będziesz musiał zapłacić, aby się ich pozbyć.

Aby porównać koszty stosowania cal hypo z kosztami stosowania trichloru, dokonano oszacowania w oparciu o stawki za wodę i ścieki w 2017 roku w Fulton County, Ga., w połączeniu z kosztami chemikaliów z 2017 roku. Szacunek ten pokazuje, że koszty ponoszone przez zakłady stosujące cal hypo mogą być znacznie niższe niż koszty ponoszone przez ten sam zakład stosujący trichlor. Wykres A przedstawia szacunkowe koszty przy dodawaniu 10 części na milion dostępnego chloru do basenu przy użyciu dwóch środków sanityzujących. Wyjaśnienie założeń użytych do oszacowania znajduje się poniżej.

Wyjaśnienie założeń i szacunków

Przy szacowaniu kosztów uzdatniania wody basenowej, patrząc po prostu na cenę za funt środka sanityzującego, nie uwzględnia się mniej oczywistych kosztów i może to prowadzić do fałszywych założeń dotyczących oszczędności.

Musisz również rozważyć, jak każdy środek sanityzujący wpływa na równowagę wody. Oprócz podniesienia poziomu dostępnego chloru, cal hypo podnosi pH, zasadowość i poziom twardości wapniowej (CH).

Trichlor ma odwrotny wpływ na pH i zasadowość – obniża je. A tam gdzie cal hypo wpływa na CH, trichlor zwiększa kwas cyjanurowy (CYA).

W wyniku wyboru środka sanityzującego, obiekt może wymagać wymiany części wody basenowej w celu przeciwdziałania wzrostowi poziomu CH lub CYA. Może to skutkować wyższymi kosztami wody i ścieków. Ponadto, ponieważ oba środki sanityzujące wpływają na pH i zasadowość, zazwyczaj trzeba to skorygować dodatkowymi chemikaliami, co dodatkowo zwiększa koszty.

Każdy basen jest inny i uwzględnienie każdego scenariusza może być niemożliwe. Aby oszacować koszty ponoszone w związku z użyciem tych sanitizerów, przyjęto pewne założenia dla tego porównania. Poniższe wyjaśnienia opisują rozumowanie stojące za tymi założeniami.

Zużycie wody

Ilość zużywanej wody jest istotnym elementem funkcjonowania każdego obiektu akwatycznego.

Jak wcześniej wspomniano, cal hypo dodaje do twardości wapnia, podczas gdy trichlor dodaje kwas cyjanurowy. Ani CH, ani CYA nie są niszczone przez chlor, ani nie odparowują. Pozostawia to opróżnianie i wymianę wody jako jedyny praktyczny sposób na zmniejszenie stężenia CH i CYA.

Przepłukiwanie i płukanie filtrów zmniejsza stężenie, ale ich wpływ zmienia się w zależności od basenu, co utrudnia oszacowanie wpływu na zużycie wody. W związku z tym zużycie wody w wyniku tych działań zostało pominięte w szacunkach zawartych w niniejszym dokumencie. Nie uwzględniono również zużycia wody z parowania, ponieważ parowanie nie usuwa żadnej z tych substancji chemicznych.

Twardość wapniowa

Twardość wapniowa odgrywa istotną rolę w chemii wody, pomagając chronić tynk, beton i metalowe przedmioty przed korozją spowodowaną przez agresywną wodę.

Wymagana jest minimalna wartość 150 ppm CH dla wody basenowej, jak określono w ANSI/APSP-11. Dla basenów tynkowanych, National Plasterers Council zaleca CH na poziomie co najmniej 200 ppm. Kiedy woda mieści się w przedziale od 150 do 1000 ppm CH, wskaźnik nasycenia może być utrzymany, aby zapobiec tworzeniu się kamienia i mętnej wody, zgodnie z ANSI/APSP-11.

Dodanie 10 ppm dostępnego chloru przy użyciu podchlorynu wapnia doda 8 ppm CH, zgodnie z APSP. Dla basenu zaczynającego się od 150 ppm CH, dodanie 10 ppm dostępnego chloru dziennie przy użyciu podchlorynu wapnia spowoduje, że CH w wodzie basenowej osiągnie 1,006 ppm w ciągu 107 dni.

Gdy woda osiągnie 1,000 ppm CH, usunięcie i wymiana 1% spowoduje spadek CH o 8 ppm, jeśli woda źródłowa ma 200 ppm CH. W 100,000-galonowym basenie, kwota wymiany równa się 1,000 galonów. To będzie przeciwdziałać CH dodane przez dzienną dawkę cal hypo w tych stężeniach i stawkach.

Trichlor

Kwas cyjanurowy (CYA) pomaga chronić dostępny chlor przed rozkładem spowodowanym przez promieniowanie UV.

Dodanie 10 ppm dostępnego chloru przy użyciu trichloru podniesie CYA o 6 ppm, zgodnie z APSP. Dla basenu, w którym CYA zaczyna się od 30 ppm, użycie trichloru w celu dodania 10 ppm dostępnego chloru każdego dnia spowoduje, że CYA osiągnie 90 ppm w ciągu 10 dni i 102 ppm w ciągu 12 dni.

Gdy poziom CYA osiągnie 90 ppm, 6,7% objętości wody musi zostać usunięte i zastąpione, aby przeciwdziałać codziennemu dodawaniu trichloru. Przy 100 ppm CYA, usuwanie i wymiana 6,0% wody będzie przeciwdziałać CYA dodawanemu codziennie przez użycie trichloru. Dla basenu o pojemności 100 000 galonów oznacza to odpowiednio 6 700 galonów i 6 000 galonów.

Oszacowanie kosztów wody i ścieków

Minimalizacja kosztów wody i ścieków stanowi dla operatorów basenów znaczną szansę na zaoszczędzenie pieniędzy.

Przykłady pokazują, że aby zapewnić tę samą ilość dostępnego chloru, sanityzacja trichlorem może wymagać sześciokrotnego lub większego dodatku wody, aby utrzymać CYA w zalecanym zakresie, niż ilość potrzebna do utrzymania CH w zalecanym zakresie przy użyciu cal hypo.

Ponieważ woda ta musi być spuszczona i ponownie napełniona, koszty wzrastają jeszcze bardziej w miejscach, gdzie stawki kanalizacyjne są oparte na zużyciu. Na tych obszarach nie tylko koszty wody byłyby sześciokrotnie wyższe, ale również koszty kanalizacji.

Koszty wody i ścieków różnią się znacznie w całym kraju, więc ich obliczenie może być skomplikowane. W tej analizie użyliśmy kosztów wody i ścieków Fulton County w 2017 roku. Stawki za wodę i ścieki skalują się w zależności od miesięcznego zużycia.

Aby porównać jabłka do jabłek, założyliśmy, że woda źródłowa zawiera 200 ppm CH; maksymalne zalecenia CH lub CYA zostały osiągnięte, co spowodowało konieczność spuszczenia wody i ponownego napełnienia; a górna cena wody tier została osiągnięta przez zużycie wody niezwiązane z sanityzatorem (koszt wody 0,0100 USD za galon i koszt ścieków 0,0055 USD za galon). Wykluczono straty wody spowodowane parowaniem, rozpryskiwaniem i płukaniem wstecznym filtra.

Koszty chemiczne

Oprócz zmiany poziomu twardości wapnia lub kwasu cyjanurowego, te środki sanityzujące wpływają na pH i zasadowość wody.

Cal hypo zawiera niewielkie ilości wodorotlenku wapnia i węglanu wapnia, co skutkuje nieznacznie zwiększonym pH i całkowitą zasadowością. Teoretycznie, 10.5 uncji Cal Hypo dodanych do 10,000-galonowego basenu (dodając 5.1 ppm dostępnego chloru) zwiększy pH o 0.009 i zasadowość węglanową o 0.29 ppm, jeśli warunki początkowe wody to pH 7.5, 100 ppm zasadowości węglanowej, i 1000 ppm całkowitych rozpuszczonych substancji stałych, jak podano w „Swimming Pool Water Balance – Part 2: Factors Affecting the Calcium Carbonate Saturation Index,” autorstwa J.A. Wojtowicz.

Odwrotnie, w tym samym basenie, 7 uncji trichloru (dodając 4,7 ppm dostępnego chloru) teoretycznie obniży pH o 0,14 i zmniejszy całkowitą zasadowość o 3,3 ppm, w tych samych warunkach, również według Wojtowicza.

Kwas moriatinowy i węglan sodu są powszechne wybory dla dużych komercyjnych i miejskich basenów do neutralizacji zmian pH w wodzie basenowej. Chociaż istnieją inne metody, ten artykuł zakłada użycie kwasu muryatycznego do neutralizacji podwyższonego pH spowodowanego przez cal hypo, i węglanu sodu do neutralizacji spadku pH spowodowanego przez trichlor. Badanie przeprowadzone przez Olin Corporation wykazało, że średnio 1,56 uncji 32% kwasu mrówkowego zneutralizowało pH 1 funta wody utlenionej. W tym samym badaniu Olin stwierdzono, że 0,93 funta węglanu sodu neutralizuje pH 1 funta trichloru.

Połączone koszty chemiczne zostały określone przy użyciu powyższych wskaźników zużycia chemikaliów do neutralizacji pH i następujących kosztów chemicznych:

– Cal hypo: $2,30 za funt

– 32% kwas muriatowy: $0.055 za uncję/ $7.00 za galon

– Trichlor: $2.16 za funt

– Węglan sodu: $1.80 za funt

Koszty chemiczne przeciwdziałania efektowi pH 1 funta cal hypo dodają $0.09, gdzie koszty chemiczne przeciwdziałania efektowi pH 1 funta trichloru dodają $1.67 za funt.

Połączone koszty chemiczne na funt cal hypo wyniosłyby 2,39$, a na funt trichloru 3,83$.

Z cal hypo przy 68% dostępnego chloru, i trichlor przy 90%, połączone koszty chemiczne na funt dostępnego chloru dla cal hypo wyniosłyby $3.51; dla trichlor, $4.26. Przy 10 ppm dostępnego chloru dodawanego codziennie, Wykres B szacuje dzienne i miesięczne koszty chemikaliów, wody i odpadów dla kilku rozmiarów basenów.

.