Химические очистители или открыватели 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 водопроводчиками. 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 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 слой цинка 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.
.jpg/1280px-Acidic_drain_cleaner_containing_sulfuric_acid_(sulphuric_acid).jpg)
Кислотные средства для очистки канализации обычно содержат серную кислоту в высоких концентрациях. [1] Он 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 (непосредственные) опасности для здоровья при вдыхании, проглатывании или контакте, включая серьезные ожоги глаз, плоти и кожи или даже необратимую потерю зрения , воспаление дыхательных оболочек и коррозионные ожоги всех тканей человека . При проглатывании это может быть даже смертельно. [2] Из-за бурной реакции между кислотой и водой такие кислотные открыватели сливов следует добавлять медленно в очищаемую трубу.
Кислотные открыватели стоков (в очень высоких концентрациях) гидролизуют белки и жиры путем кислотного гидролиза (кислотно-катализируемый гидролиз), подобно их щелочным вариантам:
Концентрированная серная кислота обезвоживает вещества, содержащие углеводы , например папиросную бумагу , состоящую из целлюлозы :
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, выделяемое дополнительное тепло помогает разрушить жиры, масла и т. д., образующие засор.
1. Распад оксида алюминия: Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na[Al(OH)
4]
2. Окисление металлического алюминия: 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na[Al(OH)
4] + 3H 2
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 отталкивает гидрофобные хвосты триглицерида (например, триолеата глицерина ), изолируя глицерин и соль жирной кислоты.
Щелочные открыватели сливов могут растворять волосы (содержащие белки) и жиры внутри труб путем щелочного гидролиза амидных и сложноэфирных групп соответственно:
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. [3]
Жидкие составы агрессивных щелочных средств для очистки канализации могут содержать гипохлорит натрия ( отбеливатель ) и щелочь ( гидроксид натрия или гидроксид калия ) в концентрации до 50 процентов. Другие агрессивные смеси представляют собой двухкомпонентные чистящие средства, которые смешиваются при выливании в сливное отверстие. Внутри дренажа два раствора вступают в реакцию с выделением газа, а поверхностно-активные вещества улавливают газ в виде плотной пены. Целью этого вспенивания является покрытие внутренней части сливной трубы, чтобы удалить больше веществ, образующих засор. Поскольку жидкие щелочные средства для очистки канализации по сути представляют собой растворенную в воде основу, она плотнее воды и может оседать до источника засора. [ нужна цитата ]
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 удаления засоров вдали от сливного отверстия (например, засоры, возникающие в туалетах [4] или в главном канализационном сливе), невозможность удаления большинства твердых препятствий, а также соображения безопасности. изложены 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. [5] 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. [6]
Сильнощелочные средства для очистки канализации в равной степени способны вызвать быстрые и серьезные ожоги. [7] Такие ожоги были замечены в случаях, когда женщину во время нападения облили концентрированной щелочью. Маленькая девочка также была навсегда изуродована обычным открывателем для слива щелочи. [8] [9]
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. [10] Повышение давления из-за выделения газа может привести к разрыву более слабых труб, [10] 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. [ нужна цитата ]