Химические очистители или открыватели сливов — это чистые или смешанные химикаты, используемые для прочистки стоков, которые засорены волосами, едой или другими органическими материалами. Их часто сопровождают другими механическими очистителями сливов для оптимального эффекта. Химические очистители сливов 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 очистители содержат химикаты, которые растворяют по крайней мере часть материала, вызывающего засор.
История очистителей для канализации идет параллельно с развитием самих обычных систем канализации. В результате в США нет обширной истории очистителей, поскольку муниципальные водопроводные системы не были легкодоступны в домах американского среднего класса до начала 20-го века. До этого времени американцы часто выливали грязную воду, собранную в бассейнах после использования. Ограниченные системы трубопроводов постепенно развивались с использованием свинцовых материалов, но после Первой мировой войны, когда ядовитые свойства свинца стали более известными, 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 естественным образом корродирует из-за воздействия атмосферы и дождевой воды, а также цемента, стоков и т. д. Как только коррозия достигает основного металла, образуются налеты и ржавчина, что приводит к накоплению осадка, который постепенно забивает эти стоки. Таким образом, появилась первая мотивация для очистителей стоков.
Борьба с коррозией оцинкованных железных труб в конечном итоге привела к замене их на медные или пластиковые (ПВХ) трубы к 1960-м годам. Медь и пластик не обладают тем цинковым слоем, который естественным образом корродирует, подвергая основной металл распаду. Природные вещества, такие как волосы, жир или другие масла, продолжали быть проблемой засоров в канализации, требуя, в свою очередь, разработки более эффективных химических очистителей канализации.
.jpg/1280px-Acidic_drain_cleaner_containing_sulfuric_acid_(sulphuric_acid).jpg)
Кислотные очистители стоков обычно содержат серную кислоту в высоких концентрациях. [1] 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 (замедленные) 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. [2] 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-катализируемого гидролиза), аналогично их щелочным аналогам:
Концентрированная серная кислота обезвоживает вещества, содержащие углеводы , например, папиросную бумагу , состоящую из целлюлозы :
Щелочные средства для прочистки стоков в основном содержат гидроксид натрия (щелочь), а некоторые могут содержать гидроксид калия . Они могут быть в жидкой или твердой форме.
Твердые формулы едких щелочных очистителей канализации состоят из едкого вещества (часто гидроксида натрия или гидроксида калия), частиц алюминия и «добавок». Эти добавки часто включают смачивающие агенты, такие как алкиларилсульфонаты, но точная природа этих добавок не известна для коммерческих очистителей канализации, поскольку они считаются коммерческой тайной, которая делает каждое очиститель канализации уникальным для его бренда.
Алюминиевые гранулы, входящие в состав твердого едкого очистителя для канализации, выделяют водород. Соответствующие реакции показаны ниже. Поскольку выделение водорода в целом является экзотермической реакцией, выделяющееся дополнительное тепло помогает разрушать смазки, масла и т. д., которые образуют засор.
1. Распад оксида алюминия: Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH ) 2
4]
2. Окисление металлического алюминия: 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na[Al(OH)
4] + 3H 2
Фактическое разрушение засора происходит в результате реакции с гидроксид-ионами (ОН − ) из очистителя канализации. Засоры часто состоят из природных веществ, таких как волосы, жиры, масла и т. д., а разрушение происходит посредством реакции омыления основания и триглицерида. Гидроксильные ионы из растворения щелока в воде атакуют карбонильные углероды жира, что в конечном итоге отщепляет гидрофобные хвосты триглицерида (например, глицерилтриолеат ), чтобы изолировать глицерин и соль жирной кислоты.
Щелочные средства для прочистки канализации способны растворять волосы (содержащие белки) и жиры внутри труб посредством щелочного гидролиза амидных и эфирных групп соответственно:
Поскольку твердый щелок гигроскопичен , крайне важно, чтобы твердые гранулы очистителя располагались непосредственно рядом с засором. В противном случае сам щелок будет впитывать воду и фактически создавать массу, усугубляя проблему засора. [3]
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. [ необходима цитата ]
Преимущества химических средств для прочистки канализации включают в себя доступность некоторых составов в розничных магазинах и потенциальную простоту использования для удаления мягких волос и жировых засоров, которые скапливаются в сливных отверстиях.
К недостаткам химических очистителей канализации относятся недостаточная эффективность при удалении засоров, расположенных далеко от сливного отверстия (например, засоров, которые возникают в туалетах [4] или в основном канализационном стоке), невозможность удаления большинства твердых препятствий, а также соображения безопасности, изложенные ниже.
Сильно едкие и кислотные очистители стоков являются одними из самых опасных бытовых продуктов, доступных для населения. Химические очистители стоков могут вызывать сильные реакции — иногда взрывные — с другими химикатами, которые могли использоваться ранее, что может привести к серьезным травмам для любого, кто находится поблизости. [5] В одном из таких инцидентов пятилетний мальчик остался изуродованным на всю жизнь после того, как кислотный очиститель стоков просочился через потолок его спальни, когда он спал. [6]
Сильные щелочные очистители для канализации также способны вызывать быстрые, сильные ожоги. [7] Такие ожоги наблюдались в случаях, когда женщину обливали концентрированным щелоком во время нападения. Маленькая девочка также была навсегда изуродована обычным щелоком для прочистки канализации. [8] [9]
Более того, поскольку кислотные или основные очистители сливов сами смываются в канализацию, это способствует загрязнению водоснабжения. Очистители сливов обычно содержат сильное основание, такое как гидроксид натрия, который разлагает волосы и преобразует жиры в водорастворимые продукты. Реакция экзотермическая, выделяя тепло для размягчения жиров. Очистители сливов также могут содержать алюминий, который реагирует с гидроксидом натрия, образуя пузырьки водорода, которые помогают разрушить засор. [10] Повышение давления за счет образования 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, в которых могут находиться едкие очистители канализации, и могут взимать дополнительную плату за такую опасную работу.
Иногда люди могут намеренно или неосознанно смешивать два разных типа очистителей для канализации, что может привести к еще более смертельным последствиям из-за ядовитых паров. [ необходима цитата ]