Химические средства для очистки или открывания сточных вод представляют собой чистые химические вещества или смеси химикатов, используемых для прочистки сточных вод, засоренных волосами, пищей или другими органическими материалами. Их часто сопровождают другие механические очистители канализации для достижения оптимального эффекта. Химические средства для очистки канализации можно приобрести в хозяйственных магазинах, хотя некоторые из них могут быть предназначены для использования лицензированными сантехниками. Они могут содержать либо сильные кислоты (в жидкой форме), либо сильные щелочи (в твердой или жидкой форме). Эти чистящие средства содержат химические вещества, которые растворяют по крайней мере часть материала, вызывающего засор.
История
История очистителей канализации параллельна развитию самих обычных дренажных систем. В результате в США не существует обширной истории уборщиков, поскольку муниципальные водопроводные системы не были доступны в американских домах среднего класса до начала 20 века. До этого американцы часто выбрасывали грязную воду, собранную в тазах после использования. Ограниченные системы трубопроводов постепенно развивались из свинцовых материалов, но после Первой мировой войны, когда ядовитые свойства свинца стали более известны, трубопроводы были реконструированы с использованием оцинкованного железа.
Оцинкованное железо на самом деле представляет собой сталь, покрытую защитным слоем цинка, но вскоре было обнаружено, что этот цинковый слой подвергается естественной коррозии под воздействием атмосферы и дождевой воды, а также цемента, стоков и т. д. Однажды коррозия произошла вплоть до основного металла. , образуются бляшки и ржавчина, что приводит к накоплению отложений, которые постепенно засоряют эти стоки. Таким образом, возникла первая мотивация для чистки канализации.
Борьба с коррозией оцинкованных железных труб в конечном итоге привела к замене труб из меди или пластика (ПВХ) к 1960-м годам. Медь и пластик не имеют слоя цинка, который естественным образом подвергается коррозии и подвергает основной металл гниению. Природные вещества, такие как волосы, жир или другие масла, по-прежнему были причиной засоров канализационных труб, что, в свою очередь, требовало разработки более эффективных химических очистителей канализационных труб.
Кислотные сливные открыватели
Кислотные очистители стоков обычно содержат серную кислоту в высоких концентрациях. Она может растворять целлюлозу, белки, такие как волосы, и жиры посредством кислотного гидролиза.
Потенциальные опасности включают бурные реакции с водой и образование взрывоопасных паров водорода при контакте с большинством металлов; хронические (отсроченные) и острые (немедленные) опасности для здоровья при вдыхании, проглатывании или контакте, включая серьезные ожоги глаз, плоти и кожи или даже постоянную потерю зрения, воспаление дыхательных мембран и едкие ожоги всех тканей человека. Это может даже быть смертельным при проглатывании. Из-за бурной реакции между кислотой и водой такие кислотные средства для открытия сливов следует добавлять в трубу, которую нужно очистить, медленно.
Кислотные очистители стоков (в очень высоких концентрациях) гидролизуют белки и жиры посредством кислотного гидролиза (кислотно-катализируемый гидролиз), аналогично их щелочным аналогам:
- RCONH2(amide or proteins) + H3O+ → NH4+ + RCOOH
- RCO2R'(ester or fats) + H2O → RCO2H + R’OH
Концентрированная серная кислота обезвоживает вещества, содержащие углеводы, например папиросную бумагу, состоящую из целлюлозы:
- (C
6H
10O
5)n → 6n C + 5n H
2O
Щелочные сливные открыватели
Щелочные открыватели сливных труб в основном содержат гидроксид натрия (щелочь), а некоторые могут содержать гидроксид калия. Они могут появляться в жидкой или твердой форме.
Твердые составы агрессивных щелочных очистителей канализации состоят из едких веществ (часто гидроксида натрия или гидроксида калия), частиц алюминия и «добавок». Эти добавки часто включают смачивающие агенты, такие как алкиларилсульфонаты, но точная природа этих добавок для коммерческих средств для очистки сточных вод неизвестна, поскольку они считаются коммерческой тайной, которая делает каждое средство для очистки сточных вод уникальным для своей марки.
Алюминиевые гранулы, входящие в состав твердого щелочного очистителя канализации, выделяют газообразный водород. Соответствующие реакции показаны ниже. Поскольку выделение газообразного водорода в целом является экзотермической реакцией, выделяющееся дополнительное тепло помогает разрушить жиры, масла и т. д., образующие засор.
1. Распад оксида алюминия: Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[ Al(OH)
4 ]
2. Окисление металлического алюминия: 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)
4] + 3H2
Фактическое разрушение засора происходит в результате реакции с ионами гидроксида (OH-) из очистителя канализации. Сабо часто состоят из натуральных веществ, таких как волосы, жиры, масла и т. д., и разрушение происходит в результате реакции омыления основания и триглицерида. Ионы гидроксида, образующиеся при растворении щелочи в воде, атакуют карбонильные углероды жира, что в конечном итоге отбрасывает гидрофобные хвосты триглицерида (например, глицерилтриолеата) и изолирует глицерин и соль жирной кислоты.
Щелочные открыватели сливов могут растворять волосы (содержащие белки) и жиры внутри труб посредством щелочного гидролиза амидных и сложноэфирных групп соответственно:
- RCONH2 (amide or proteins)+ OH− → NH3 + RCOO−
- RCO2R’ (ester or fats)+ OH− → R’OH + RCOO−
Поскольку твердый щелок гигроскопичен, очень важно, чтобы твердые гранулы чистящего средства располагались непосредственно рядом с засором. В противном случае щелок сам по себе впитает воду и фактически создаст массу, что усугубит проблему засорения.
Жидкие составы едких щелочных очистителей для канализации могут содержать гипохлорит натрия (отбеливатель) и щелок (гидроксид натрия или гидроксид калия) в концентрациях до 50 процентов. Другие едкие смеси поставляются в виде двухкомпонентных очистителей, которые смешиваются при заливке в сливное отверстие. Внутри сливного отверстия два раствора реагируют, выделяя газ, а поверхностно-активные вещества улавливают газ в виде плотной пены. Цель этого вспенивающего действия — покрыть внутреннюю часть сливной трубы, чтобы вытеснить больше веществ, которые образуют засор. Поскольку жидкие щелочные очистители для канализации по сути являются основанием, растворенным в воде, оно плотнее воды и может опускаться к источнику засора.
Рекомендации по использованию
Преимущества химических очистителей канализации включают доступность некоторых составов в магазинах розничной торговли и потенциальную простоту использования для удаления мягких волос и жировых засоров, которые скапливаются вблизи сливных отверстий.
К недостаткам химических очистителей канализации относятся недостаточная эффективность при удалении засоров, расположенных далеко от сливного отверстия (например, засоров в туалетах или в основном канализационном стоке), невозможность удаления большинства твердых засоров, а также соображения безопасности, изложенные ниже.
Сильнокоррозионные и кислотные средства для очистки канализации относятся к наиболее опасным бытовым продуктам, доступным населению. Химические средства для очистки канализации могут вызывать сильные реакции (иногда взрывоопасные) с другими химическими веществами, которые могли использоваться ранее, что может привести к серьезной травме любого, кто находится поблизости. В одном из таких инцидентов пятилетний мальчик остался с шрамами на всю жизнь после того, как кислотное средство для чистки канализации протекло через потолок его спальни, пока он спал.
Сильнощелочные средства для очистки канализации в равной степени способны вызвать быстрые и серьезные ожоги. Такие ожоги наблюдались в случаях, когда при приступе женщину облили концентрированной щелочью. Маленькая девочка также была навсегда изуродована обычным открывателем для слива щелочи.
Более того, поскольку кислотные или основные очистители канализации сами смываются в канализацию, это способствует загрязнению водопровода. Средства для очистки канализации обычно содержат сильные основания, такие как гидроксид натрия, которые разлагают волосы и превращают жиры в водорастворимые продукты. Реакция экзотермическая, выделяя тепло для размягчения жиров. Очистители канализации также могут содержать алюминий, который вступает в реакцию с гидроксидом натрия с образованием пузырьков газообразного водорода, которые помогают устранить засор. Повышение давления из-за выделения газа может привести к разрыву более слабых труб, а выделение тепла также может размягчить пластиковые трубы из ПВХ.
Сантехники должны проявлять особую осторожность, чтобы избежать травм при работе с трубами, которые могут содержать едкие очистители канализации, и могут взимать дополнительную плату за такую опасную работу.
Иногда люди могут намеренно или неосознанно смешивать два разных типа очистителей канализации, что может привести к еще более смертельным последствиям от ядовитых паров.