1. Причины пониженного pH в природной воде
1. Причины пониженного pH в природной воде
Величина pH может измениться в пресных водоемах в течении суток. На кислотность влияет состояние почвы, грунта, расположение природного источника. Например, в болотистых местностях у воды довольно низкий уровень pH, от 5 до 6 единиц. За такие низкие показатели отвечают гуминовые кислоты. Пресная вода загрязняется из-за атмосферных осадков, так называемых кислотных дождей. Даже в экологически чистых местах при попадании дождевой воды в природные источники происходит снижение pH до 6 единиц. Из естественных причин еще выделяют элемент – двуокись углерода. Фотосинтез растений, дыхание микроорганизмов и рыб, разложение остатков водорослей – это все причины колебаний pH.
Кроме природных явлений понижению кислотности способствует и деятельность промышленных предприятий. Слив сточных вод в реки и озера провоцирует образованию соединений и повышению концентрации определенных примесей. В сельских хозяйствах используют пестициды, которые проникают в почву и далее в поверхностные источники воды. Кислотность воды определяется по единицам pH. От 1 до 3 – сильнокислая. От 3 до 5 – кислая. От 5 до 6 слабокислая. От 6 до 7 очень слабокислая. Оптимальный уровень pH равен 7 единиц. Как правило, у речных вод кислотно-щелочной баланс варьируется от 6 до 8,5. На уровень влияет и время года. Например, зимой показатели от 6,8 единиц до 7,4. А вот летом pH от 7,4 до 8,5.
Кислотность источника взаимосвязана с карбонатной жесткостью и показателем щелочности. Если кислотность поднимается на одну единицу, то карбонатная жесткость увеличивается в 10. При плотности нитратов щелочность понижается. И при постоянном увеличении показателей, концентрация водорода резко снижается.
Есть несколько способов повышения кислотно-щелочного баланса в природной воде.
- Химический метод. В воду добавляются реагенты, которые выравнивают pH. Их объем и доза зависят от того, насколько требуется коррекция. Из химических веществ наиболее актуальны известняк, перманганат калия, карбонат соды. При этом не изменяется жесткость воды, а pH однородный. Подача реагентов производится насосом – дозатором. Такой способ позволяет повысить даже низки уровень pH, хотя расход реагентов возрастет. Поэтому перед выбором технологии рационально провести экономические расчеты. Преимущество метода в быстром повышении кислотно-щелочного баланса. Недостатки способа в обязательной дозации химических веществ. Кроме того, не все реагенты подходят для фауны водоема.
Рис. 1 Дозирование реагента
- Аэрация. Природные источники итак постоянно взаимодействуют с кислородом. Но при дополнительном насыщении происходит снижение концентрации растворенного углекислого газа и, следовательно, повышения кислотно-щелочного баланса. Суть метода в насыщении воды кислородом с помощью компрессора. Растворенный углекислый газ устраняется с пузырьками воздуха. Для уменьшения времени реакции используется напорная аэрация. Преимущество способа в экологичности. Недостатки – при низком кислотно-щелочном балансе уровень pH поднимается длительное время.
Рис. 2 Метод аэрации
- Картриджные фильтры. Суть способа в прохождении воды через специальный фильтр с известняком. Такие элементы способны добавлять воду кальций и магний. Таким образом, повышается pH. Материалом фильтра чаще всего является кокосовый активированный уголь. Но может использоваться кальцит. При этом важно контролировать уровень кислотности, чтобы он не превышал нормативов. Преимущество способа в его безопасности и быстром повышении кислотно-щелочного баланса. Из недостатков – низкая скорость потока. Это необходимо для того, чтобы все молекулы впитали нужные элементы.
- Ионный обмен. При корректировке уровня pH можно использовать установки с ионной смолой. Поток воды, проходя через загрузочный материал обменивается ионами и таким образом происходит восстановление баланса. Чаще всего выделяются ионы натрия. При выдыхании смолы её регенерируют. Для этого требуется промывка смолы раствором. Преимущество метода в возможности корректировки уровня pH до необходимых значений. Метод безопасный, не используются реагенты. Из минусов – расход смолы и обязательная промывка концентрированным раствором.
Рис.3 Ионный обмен
- Обратный осмос. Системы обратного осмоса имеют особенность полностью устранять все примеси и растворенные газы из воды. А, следовательно, уровень pH нормализуется. Если потребуется дополнительная корректировка, то на финишной обработке устанавливают картриджный фильтр. Он добавляет необходимое количество минералов в воду. Промывается фильтр обычной водой. Преимущество способа в его безопасности. Можно применять для любого типа воды. Не меняются технические характеристики. Из недостатков – обязательная замена элемента по истечению срока эксплуатации.
Контроль за кислотно-щелочными балансами природных источников – это обязательное мероприятие для поддержания оптимального баланса. При снижении кислотности из водоемов исчезают рыбы, так как они не могут существовать в подобных условиях. Нарушаются процессы роста растений. Проверить кислотность воды очень просто. Самый простой метод- обычная лакмусовая бумажка, которая изменяет цвет при низком или высоком pH. Шкала оттенков идет либо в наборе, либо можно найти в интернете.
Для повышения уровня pH чаще всего используют известь или химический метод. Таким образом можно наиболее точно скорректировать состав воды и при необходимости скомплектовать несколько технологий. Что касается эффективности, то здесь все индивидуально. Учитывается не только уровень кислотности, но и наличие примесей, температура воды и другие показатели. Далее подбирается наиболее оптимальная технология и оборудование. Что касается правил эксплуатации, то они в общем то отталкиваются от необходимости очистки элементов, бесперебойной подачи электроэнергии. Например, мембрана требует обязательной промывки, а ионная смола регенерации. При сложностях с подбором технологии или оборудования рекомендовано обращаться в специализированные компании.
