1. Что такое pH и зачем его контролировать
1. Что такое pH и зачем его контролировать
Состав воды очень влияет на жизнедеятельность всех организмов и живых существ в водной среде. Оптимальный кислотно-щелочной баланс не должен превышать 8 единиц. Пресноводная вода подвергается постоянным изменениям из-за климатических изменений, сезона, техногенного вмешательства. Так же pH меняется в связи с процессами жизнедеятельности рыб и водорослей. Повышение уровня кислотности значит, что в составе воды превышен показатель гидроксид ионов. В наземных источниках важным показателем является содержание гидрокарбоната кальция и магния. Природные воды могут иметь пониженную концентрацию угольной кислоты, что также влияет на показатели. Весной особо активно начинают развиваться нитчатые водоросли, повышая уровень pH до 9 единиц. Поэтому требуется обязательная очистка. Превышение показателей до 10 единиц приведёт к разрушению экосистемы и вымиранию микроорганизмов. На рост кислотности влияют определенны минералы, которые попадают в водную среду при вымывании пород или с грунтовыми водами. Наличие водорослей и света провоцирует процесс фотосинтеза, который также поднимает pH. Причем показатели могут измениться от нескольких часов до суток.
Повышение pH в водоемах может произойти в любое время, но особенно повышение показателей появляется в теплое время года (с мая по сентябрь), когда начинается рост растений и деление микроорганизмов. Для понижения уровня pH используются следующие схемы обработки:
Предварительная подготовка воды. Перед тем как приступить к основному этапу требуется подготовить среду. Для этого необходимо устранить механические твердые и взвешенные частицы. Они присутствуют в каждом наземном источнике. Применяется метод коагуляции. В воду распыляют или добавляют коагулянты (сульфаты железа или алюминия), которые связывают мелкие взвеси и образуют осадок. В процессе реакции наблюдается снижение щелочности. Также способ устраняет кремниевые примеси, которые также влияют на повышение показателей. Устранить кремний отлично помогает известь или раствор меди, вызывая выпадения осадка. Но следует изучить действие извести и меди на рыб, если такие обитатели есть в водоеме. Например, для щук крайне нежелательно добавление извести.
Рис. 1 Коагуляция
Химический способ. В воду добавляют кислоту. Используется лимонная, серная или соляная. Могут быть в виде готового раствора, концентрата или порошка. Производится с помощью насоса дозатора, который контролирует подачу реагентов. Такая обработка называется подкислением среды. Используется при pH выше 7,5 единиц. Преимущества обработки в быстром снижении показателей. Низкий расход химических веществ. Недостатки в том, что требуется тщательный подбор реагентов для обработки, так как может негативно повлиять на экосферу волной среды. При показателях pH 6,5 единиц можно использовать фосфорную кислоту. Ее преимущество перед соляной в том, что создается буферная зона кислотно-щелочного баланса. Но есть один очень неприятный недостаток – значительное повышение фосфорнокислого показателя, что провоцирует резкий рост растений. Использование кислот и растворов для снижения pH не должно быть на постоянной основе, а проводятся разово через определенное время. Так как это может повлиять на рыб и другие живые микроорганизмы.
Системы ионного обмена. Подкисление производится с помощью ионной смолы. При прохождении воды через смолу происходит ионозамещение щелочных катионов водородом. Катионирование производится последовательно и с голодной регенерацией. Кроме снижения щелочности ионная смола устраняет соли жесткости. Когда материал отдает все ионы, требуется регенерация. Приблизительно один раз в три часа. Для этого гранулы смолы обрабатывают соляной кислотой с концентрацией 3% с помощью голодной регенерации. Такой процесс означает поверхностное удаление примесей, которые накопились в фильтре. Происходит уничтожение карбонатной щелочности, при этом не должен появиться кислый фильтрат. Ионная смола проходит регенерацию с определенным объёмом раствора кислоты, чтобы не хватало для вытеснения абсолютно всех катионов, которые были впитаны до этого. Расчет зависит от емкости солесодержания материала. Преимущество способа в его эффективном и быстром снижении щелочности. При этом ионная смола никак негативно не воздействует на микрофлору водоема. Однако, требуется обязательная регенерация и точные расчеты для приготовления концентрата промывки.
Рис. 2 Ионный обмен
Есть еще один известный метод снижения уровня pH – растворение углекислого газа. Когда в воду добавляют газ образуются углекислые кислоты, которые снижают кислотно-щелочной баланс. Преимущество в безопасном снижении показателей. Но при этом как только содержание углекислого газа в воде снижается, pH снова растет. К тому же системы обработки достаточно дорогие и углекислота может спровоцировать рост водорослей. При добавление углекислого газа так же требуется провести расчеты. Средние показатели: 17 кг/га и одна неделя - снижение показателей водорода до нормативов.
Снижение уровня pH является обязательным условием при повышенных показателях. Для поддержания оптимально баланса важно не только контролировать состав воды, но и обращать внимание на следующее:
- Осмотр и чистка дна водоема.
- Устранять механические загрязнения.
- Контролировать рост водорослей.
- В теплое время года обращать внимание на мутность и цветность.
- Обязательная установка систем фильтрации для устранения токсичных примесей.
- Проверять состав воды путем химического анализа.
При выборе метода снижения кислотно-щелочного баланса требуется опираться на безопасность технологии. Так как, допустим, применение реагентов, не всегда положительно сказывается на живых обитателях водной среды. Так же влияет наличие примесей, концентрация и тип. Длительность процесса и эффективность, расходы на эксплуатацию. Например, ионный обмен позволяет в короткие сроки снизить уровень pH до допустимых показателей. И не создает вредные продукты распада. Уровень pH должен контролироваться в течении всего года. Но особое внимание уделяется водоемам с весны по осень, когда начинается активная фаза роста и размножения рыб и водорослей.
