¿Cuáles son los microorganismos patógenos que no se pueden detectar en los desinfectantes?

Según las investigaciones, existen cientos de microorganismos patógenos que pueden contaminar el agua potable. Para prevenir la aparición y prevalencia de enfermedades infecciosas transmitidas por el agua y proteger la salud humana, el agua potable debe desinfectarse antes de su uso. En la actualidad, los principales métodos de desinfección del agua potable en mi país incluyen la desinfección con cloro, la desinfección con dióxido de cloro, la desinfección ultravioleta y la desinfección con ozono.

Desinfección monoclorada

1. Tipos de desinfectantes que contienen cloro utilizados habitualmente

1.1 Cloro

La fórmula molecular es Cl2 y la molecular el peso es 70,91. El cloro es una sustancia oxidante fuerte y es un gas de color amarillo verdoso a temperatura y presión normales. El cloro es 2,5 veces más pesado que el aire y produce una fuerte irritación y olor a cloro. Cuando se presuriza a 6-7 atmósferas, se puede licuar, reduciendo su volumen 457 veces, y se puede verter en cilindros para su almacenamiento, por eso también se le llama cloro líquido. El cloro líquido es 1,5 veces más pesado que el agua. Pon cloro líquido en la atmósfera e inmediatamente se convierte en gas. El agua clorada se puede obtener introduciendo cloro en el agua. El cloro se puede convertir en ácido clorhídrico y ácido hipocloroso cuando se agrega al agua.

1.2 Polvo decolorante

El polvo decolorante también se llama cal clorada y cal clorada. Es una mezcla que se obtiene introduciendo cloro gaseoso en cal hidratada. Los ingredientes principales son hipoclorito de calcio (que contiene 32%-36%), cloruro de calcio (29%), óxido de calcio (10%-18%), hidróxido de calcio (15%) y agua (18%).

El polvo decolorante es un polvo granular de color blanco con olor a cloro, soluble en agua y soluciones alcalinas, y que presenta gran cantidad de sedimento. El polvo blanqueador tiene poca estabilidad. Durante el almacenamiento general, el cloro disponible se puede reducir entre un 1% y un 3% por mes y no es adecuado para el almacenamiento a largo plazo.

1.3 Polvo decolorante concentrado

La lechada de cal clorada se cristaliza, se separa, se disuelve y se seca por aspersión para obtener un polvo decolorante concentrado, que contiene aproximadamente un 80% de hipoclorito de calcio y una pequeña cantidad de cloruro de calcio (2,74%) e hidróxido de calcio (1,9%). El polvo blanqueador es un polvo blanco que huele a cloro y es fácilmente soluble en agua. La solución es alcalina con una pequeña cantidad de precipitación. Su estabilidad es mejor que la del polvo blanqueador y su contenido de cloro disponible es el doble que el del polvo blanqueador.

1.4 Desinfectantes orgánicos que contienen cloro

Actualmente, el dicloroisocianurato de sodio (Youjinjing) es el desinfectante más utilizado para diversos artículos. El dicloroisocianurato de sodio es un polvo blanco con olor a cloro. El contenido de cloro efectivo es del 60% al 64%, es de naturaleza estable, fácilmente soluble en agua y la solución es débilmente ácida. Sin embargo, se informa que el cloro organoclorado es más tóxico que el cloro inorgánico y puede causar cáncer. Por lo tanto, no es apropiado utilizar desinfectantes orgánicos que contengan cloro para la desinfección prolongada del agua potable. El cloro gaseoso obtenido electrolizando 1,5 sales de hipoclorito de sodio reacciona con hidróxido de sodio para producir hipoclorito de sodio con una fórmula molecular de NaOCl y un peso molecular de 74,44. El hipoclorito de sodio es un líquido de color amarillo claro con olor a cloro. El contenido de cloro disponible es del 12% al 14%. Es fácilmente soluble en agua y tiene poca estabilidad. El cloro eficaz se pierde fácilmente debido al calor y la luz solar, por lo que no es adecuado para el almacenamiento a largo plazo.

2. Principios básicos de la desinfección por cloración

2.1 El mecanismo de esterilización del cloro

El efecto de esterilización del cloro se debe al pequeño tamaño y carga neutra del hipocloroso. El ácido penetra fácilmente en la pared celular; al mismo tiempo, es un oxidante fuerte que puede dañar las membranas celulares, liberar proteínas, ARN, ADN y otras sustancias, afectando muchos sistemas enzimáticos (principalmente se oxida el grupo sulfhidrilo de la glucosa fosfato deshidrogenasa). y destruido), provocando así la muerte bacteriana. El efecto del cloro sobre los virus es un daño fatal a los ácidos nucleicos. Se señala que los virus son más resistentes al cloro que las bacterias. La razón puede ser que los virus carecen de una serie de enzimas metabólicas que el cloro puede destruir fácilmente los enlaces -SH, pero es difícil desnaturalizar las proteínas.

2.2 Factores que afectan el efecto de la desinfección

El efecto de la desinfección por cloración se ve afectado por los siguientes factores: dosis de cloro, tiempo de contacto, valor de pH, temperatura del agua, turbidez del agua y concentración microbiana. Tipo y cantidad.

2.2.1 Dosificación de cloro:

Cuando se utiliza cloro y compuestos que contienen cloro para desinfectar el agua potable, el cloro no solo reacciona con las bacterias del agua, sino que también puede oxidar la materia orgánica. en el agua y reducir la materia inorgánica. La cantidad total de cloro necesaria se denomina "demanda de cloro". Para garantizar el efecto desinfectante, la cantidad de cloro añadido debe exceder la cantidad de agua requerida, de modo que una parte del cloro disponible aún pueda quedar después de la oxidación y la esterilización, lo que se denomina "cloro residual". Generalmente, después de agregar cloro al agua, debe estar en contacto durante 30 minutos y el cloro residual libre en el agua debe mantenerse en al menos 0,3 mg/L. Al final de la red de tuberías de distribución de agua, el cloro residual libre no debe ser inferior a 0,05 mg/L. El cloro residual se puede dividir en cloro residual libre y cloro residual combinado, HOCl, OCl-, Cl2NH2Cl y NHCl2 libres y otros compuestos. El primero tiene un fuerte poder bactericida, mientras que el segundo tiene un poder bactericida débil.

2.2.2 Tiempo de contacto:

Una vez añadido el cloro al agua, este debe estar en contacto con el agua durante un determinado periodo de tiempo para poder ejercer plenamente su efecto desinfectante. Al desinfectar con cloro libre disponible (HOCl y OCl-), el tiempo de contacto debe ser de al menos 30 minutos, y el cloro residual libre debe alcanzar 0,3-0,5 mg/L al desinfectar con cloramina (NH2C1 y NHCl2), el tiempo de contacto; debe ser L-2 horas, el cloro residual combinado alcanza 1-2 mg/L.

2.2.3 Valor del PH del agua:

El ácido hipocloroso es un electrolito débil, y su grado de disociación depende de la temperatura del agua y del valor del PH del agua. Cuando el valor de pH es inferior a 5,0, el HOCL existe al 100% en agua. A medida que aumenta el valor del pH, el HOCl disminuye gradualmente y el OCL- aumenta gradualmente. Cuando el valor del pH es 6,0, el HOCl está por encima del 95%; cuando el valor del pH es superior a 7,0, el contenido de HOCl cae bruscamente. Cuando el pH = 7,5, HOCl y OCl- son casi iguales; cuando el valor de pH es superior a 9, el OCl- está cerca del 100%. Según experimentos con E. coli, la eficacia de esterilización del ácido hipocloroso (HOCl) es aproximadamente 80 veces mayor que la de los iones de hipoclorito (OCL-). Por lo tanto, al desinfectar, se debe prestar atención a controlar el valor del pH del agua, no demasiado alto, para no producir más OCl- y menos H0CL, lo que afectará la eficiencia de la esterilización. Al desinfectar con lejía en polvo, el valor del pH puede aumentar debido a la producción simultánea de Ca(OH)2. Por lo tanto, cuando el contenido de cloro efectivo del polvo blanqueador es bajo debido a un almacenamiento inadecuado o durante demasiado tiempo, el efecto de desinfección se verá afectado.

La dicloramina tiene un mayor efecto bactericida que la monocloramina, mientras que la tricloramina casi no tiene efecto bactericida. La relación entre ellos depende de las concentraciones relativas de amoníaco y cloro, del valor del pH y de la temperatura. En general, cuando el valor del pH es superior a 7, se utiliza más monocloramina. Cuando el pH = 7,0, la monocloramina y la dicloramina son aproximadamente iguales; cuando el valor del pH es inferior a 6,5, la tricloramina solo existe cuando el valor del pH es inferior a 4,4.

2.2.4 Temperatura del agua:

La temperatura alta del agua tiene un buen efecto de esterilización. Por cada aumento de 10°C en la temperatura del agua, la tasa de destrucción de bacterias aumenta de 2 a 3 veces.

2.2.5 Turbidez del agua:

Al desinfectar con cloro, el ácido hipocloroso (HOC1) y los iones de hipoclorito (OCl-) producidos deben interactuar directamente con las bacterias del agua de desinfección. Sólo se puede lograr mediante el contacto. Si la turbidez del agua es alta y hay muchos sólidos en suspensión, y la mayoría de las bacterias están adheridas a estos sólidos en suspensión, el efecto del cloro no puede llegar a las bacterias mismas, lo que reducirá el efecto de esterilización. Esto muestra la necesidad de coagulación, sedimentación y filtración antes de la desinfección. El impacto de las partículas en suspensión en la desinfección varía según la naturaleza de las partículas y el tipo de microorganismos. Por ejemplo, las partículas de arcilla que absorben microorganismos tienen poco efecto sobre el efecto de desinfección, mientras que los fragmentos de células en las heces, la orina o las partículas orgánicas en las aguas residuales se combinan con los microorganismos, lo que los protegerá significativamente. Debido a su pequeño tamaño y gran superficie, los virus pueden adsorberse fácilmente en grupos, por lo que las partículas protegen más contra los virus que las bacterias.

2.2.6 Tipos y cantidad de microorganismos en el agua

Los diferentes microorganismos tienen diferentes tolerancias al cloro. Con excepción de los adenovirus, los enterovirus son más tolerantes al cloro que las bacterias patógenas entéricas. La desinfección a menudo no logra un efecto letal del 100% y a menudo se utiliza como parámetro un efecto del 99%, 99,9% o 99,99%. Por lo tanto, si hay demasiadas bacterias en el agua antes de la desinfección, la cantidad de bacterias en el agua después de la desinfección no cumplirá fácilmente con los requisitos de las normas de higiene.

3. Varios métodos de desinfección con cloro

3.1 Método de desinfección con cloro ordinario

Cuando la cantidad de cloro requerida en el agua es baja, básicamente no hay amoníaco. (< 0,3 mg/L), agregar una pequeña cantidad de cloro puede lograr el propósito de desinfección. Este método produce principalmente cloro residual libre y requiere un tiempo de contacto corto y resultados confiables. Sin embargo, se requiere que la fuente de agua esté ligeramente contaminada y básicamente libre de sustancias fenólicas (el cloro puede formar clorofenol oloroso con fenol libre; el cloro residual libre es inestable y no se puede mantener fácilmente hasta el final de la red de tuberías en redes de tuberías largas);

Método de desinfección con cloro 3,2 veces

La cantidad de cloro agregada más allá del punto de ruptura se utiliza para formar una cantidad adecuada de cloro residual libre en el agua, lo que se denomina cloro de punto de ruptura. método de desinfección. Las ventajas de este método son: el efecto de desinfección es confiable; puede reducir significativamente el contenido de manganeso, hierro, fenol y materia orgánica y tiene el efecto de reducir el olor y el color; La desventaja es que se consume una gran cantidad de cloro, por lo que se pueden producir más trihalometanos, los subproductos de la cloración, es problemático calcular de antemano la cantidad de cloro del punto de ruptura y, a veces, el punto de ruptura de la muestra de agua no es obvio; ; el valor del pH del agua será demasiado bajo. Ajústelo con álcali si es necesario.

3.3 Método de desinfección con cloramina

Añadir amoniaco (amoniaco líquido, sulfato amónico o cloruro amónico) al agua para generar monocloramina y dicloramina después de añadir cloro. Este método es la desinfección con cloramina. La relación amoníaco-cloro debe determinarse experimentalmente y su rango es generalmente de 1:3 a 1:6. Las ventajas de este método son: la cantidad de trihalometano generado es significativamente menor que la del método de cloración ordinario, si primero se agrega amoníaco y luego cloro, se puede evitar el olor a clorofenol, combinado con la estabilidad del cloro residual; se puede mantener en la red de tuberías durante mucho tiempo, asegurando así cloro residual al final de la red de tuberías. Las desventajas son: el efecto desinfectante de la cloramina no es tan fuerte como el del ácido hipocloroso, requiere un tiempo de contacto bastante largo (2 horas) y el contenido de cloro residual es alto (1-2 mg/L), por lo que el contacto el tiempo es largo y el costo es elevado debido a la necesidad de agregar amoníaco, operación compleja y deficiente efecto antivirus;

3.4 Método de desinfección con cloro excesivo

Cuando la fuente de agua está gravemente contaminada por materia orgánica y bacterias, o cuando el efecto de desinfección debe lograrse en poco tiempo durante operaciones de campo y marchas. condiciones, puede solicitar Agregar exceso de cloro al agua para que el cloro residual alcance L-5 mg/L. El agua desinfectada debe declorarse con sulfito de sodio, bisulfito de sodio o carbón activado.

4. Lugar y equipo de cloración

4.1 Lugar de cloración

En el proceso de purificación de agua, el lugar de cloración se puede seleccionar como: 4.1.1. Agregar cloro antes de la filtración significa agregar cloro antes de la coagulación y precipitación. Su objetivo principal es mejorar la sedimentación por coagulación y prevenir el crecimiento de algas, pero es propenso a producir una gran cantidad de subproductos de la cloración.

4.1.2 Añadir cloro gaseoso después de filtrar.

Agregar cloro al agua filtrada para matar los microorganismos patógenos en el agua es el método de desinfección más utilizado. La cloración también se puede agregar en dos pasos, es decir, una vez antes de la coagulación y precipitación, y otra después de la filtración.

4.1.3 Cloración a mitad de camino

Cuando la tubería de agua es larga, se debe añadir cloro a la estación de bombeo de refuerzo o estación de bombeo de embalse a mitad de camino de la red de tuberías. Este método no sólo puede garantizar el cloro residual en la terminal, sino también evitar el exceso de cloro residual en el agua en la red de tuberías cerca de la planta de agua.

4.2 Equipos de cloración

Las plantas acuáticas de tamaño grande y mediano generalmente utilizan cloro líquido para su desinfección. El cloro líquido y el cloro seco no son corrosivos para el cobre, el hierro, el acero y otros metales, pero su actividad química aumenta cuando se exponen al agua o la humedad y son altamente corrosivos para los metales. Por lo tanto, para evitar que entre agua en la botella de cloro, el cloro gaseoso de la botella no se puede agregar directamente al agua a través de la tubería. Debe agregarse después de pasar por el clorador. Existen muchos tipos de equipos de cloración, como cloradores al vacío y cloradores de rotor.

La parte superior del clorador al vacío es una tapa de vidrio, que se sumerge en la cubeta de agua. La presión dentro de la tapa es inferior a la presión atmosférica. El cloro en el cilindro de cloro líquido se vaporiza a presión reducida y luego se aspira dentro de la cubierta de vidrio. Luego se conduce al inyector de agua a través de otro orificio de tubería, se mezcla con agua a presión y se envía al punto de cloración. El cloro gaseoso en el cilindro clorador rotatorio ingresa primero al separador ciclónico y luego pasa a través de la válvula de diafragma de resorte y la válvula de control para llegar al medidor de flujo rotativo y la cubierta de vidrio de transferencia. Bajo la succión del chorro de agua, el cloro gaseoso se mezcla y disuelve con el agua a presión, y la concentración de cloro gaseoso es superior a 65438±0%, y luego se envía al punto de cloración a través de la tubería de cloración. El punto de cloración debe seleccionarse en una tubería sin presión. Recientemente, algunas plantas de agua domésticas han introducido sistemas avanzados de cloración al vacío, que pueden funcionar automáticamente en función del flujo de agua cruda y el cloro residual después de la cloración. Las plantas acuáticas pequeñas se pueden desinfectar con lejía. El contenido de cloro disponible del polvo blanqueador utilizado debe alcanzar el 25%. Debe haber dos baldes para mezclar y agregar la solución de lejía para que se puedan usar alternativamente. En el barril de solución se puede preparar una solución clarificadora de polvo blanqueador con una concentración de 1%-2% para su uso posterior. Algunas plantas acuáticas también utilizan tabletas de polvo blanqueador o hipoclorito de sodio para desinfectar.

5. Seguridad de la desinfección por cloración.

5.1 La formación y el daño de los subproductos de la cloración

Mientras que la desinfección con cloración mata los microorganismos patógenos en el agua, el cloro reacciona con la materia orgánica del agua para producir una serie de subproductos del cloro. productos. Generalmente, las sustancias orgánicas del agua que pueden formar subproductos de la cloración con cloro se denominan precursores orgánicos. Los precursores orgánicos en el agua natural son principalmente sustancias húmicas (entre ellas el ácido húmico y el ácido fúlvico), seguidas de las algas y sus metabolitos, proteínas, etc. Las sustancias húmicas son los principales precursores de la formación de trihalometanos, un subproducto de la cloración durante la desinfección con cloro. Los trihalometanos son compuestos orgánicos halogenados volátiles y existen cuatro tipos principales: cloroformo, bromodiclorometano, bromoclorometano y bromoformo. Entre ellos, el contenido de cloroformo es el más alto. Según las investigaciones, el cloroformo tiene efectos mutagénicos y cancerígenos en los animales.

Los compuestos orgánicos halogenados no volátiles en los subproductos de la cloración incluyen acetonitrilos halogenados, ácidos haloacéticos, fenoles halogenados, cetonas halogenadas y aldehídos halogenados. Actualmente, estas sustancias son difíciles de detectar con los instrumentos existentes, pero todavía tienen cierta mutagenicidad y carcinogenicidad.

5.2 Medidas de prevención y control

Para prevenir y controlar los subproductos de la cloración se pueden tomar las siguientes medidas: elegir fuentes de agua con bajo contenido de precursores orgánicos, fortalecer al máximo la coagulación; sedimentación, filtración, etc. Medidas de purificación para prevenir el crecimiento de algas en las estructuras de producción de agua para reducir el contenido de precursores orgánicos, mejorar los métodos de cloración y desinfección, como cancelar la precloración, evitar la desinfección con cloro en el punto de interrupción, agregar cloro en medio de la misma; la red de tuberías y reducir la cloración Formación de subproductos filtro con carbón activado granular para eliminar los subproductos clorados formados además, el dióxido de cloro o el ozono pueden considerarse como oxidantes/desinfectantes, y también se pueden utilizar cloraminas para la desinfección; . 6. Determinación del efecto de los preparados de cloro Los preparados de cloro para la desinfección del agua potable incluyen cloro líquido, blanqueador en polvo, blanqueador en polvo concentrado e hipoclorito de sodio. Su efecto de desinfección depende del contenido de cloro disponible. El cloro líquido contiene más del 99% del cloro disponible; el polvo blanqueador fresco contiene entre el 30% y el 35% de la esencia de cloro disponible; El hipoclorito de sodio recién producido es eficaz. El cloro es del 13% al 14%. El contenido de cloro efectivo del polvo blanqueador debe ser superior al 25% y el contenido de cloro disponible del hipoclorito de sodio debe ser superior al 10% antes de que pueda usarse como desinfectante del agua potable. El cloro disponible se puede determinar mediante el método yodométrico. El principio es que el cloro se oxida con yoduro de potasio en una solución ácida, liberando una cantidad considerable de yodo. El yodo se titula con una solución estándar de tiosulfato de sodio y luego se calcula el contenido de cloro disponible en el compuesto que contiene cloro en función de la cantidad. de solución estándar de tiosulfato de sodio. El cloro disponible en el polvo blanqueador también se puede medir utilizando un método de determinación rápida con tinta azul relativamente simple. Debido a que la tinta azul se puede blanquear con cloro disponible, el contenido de cloro disponible en el polvo blanqueador se puede calcular en función del volumen de tinta azul consumido.

A la hora de clorar agua potable para su desinfección, intervendrán tres indicadores: cantidad de cloro, demanda de cloro y cloro residual. La cantidad de cloro agregado se refiere a la cantidad de cloro agregado al agua.

La cantidad necesaria de cloro se refiere a la cantidad de cloro necesaria para desinfectar el agua potable.

El cloro residual se refiere a la cantidad de cloro que queda en el agua tras un determinado periodo de desinfección. La cantidad de cloro agregado menos la cantidad de cloro residual es la cantidad de cloro necesaria en el agua. La función del cloro residual en el agua potable es demostrar el efecto desinfectante y evitar que el agua potable se vuelva a contaminar. Hay tres formas de cloro residual: cloro residual total, cloro residual combinado y cloro residual libre.

Las "Normas de higiene para el agua potable" de mi país estipulan que el contenido de cloro residual libre en el agua de las fábricas de suministro centralizado de agua no debe ser inferior a 0,3 mg/L.

Los métodos para medir el cloro residual incluyen: método yodométrico para medir el cloro residual total, el principio es el mismo que el del cloro disponible. El método colorimétrico de o-toluidina se utiliza para medir el cloro residual total y el cloro residual libre; . El principio es que en una solución ácida con un pH inferior a 1,3, el cloro residual reacciona con la o-toluidina para formar un compuesto de quinona amarillo, que se cuantifica mediante colorimetría visual. El método colorimétrico de o-toluidina-arsenito permite determinar por separado tres formas de cloro residual y colores falsos perturbadores. El principio es que después de que el cloro residual y la o-toluidina formen un compuesto amarillo, el arsenito no cambiará de color. Si primero se agrega arsenito para reducir el cloro residual a cloruro, el cloro residual no puede reaccionar con la o-toluidina para formar un compuesto amarillo y el color de la solución será el color falso de la sustancia que interfiere. Según el orden en que se añaden el arsenito y la o-toluidina, controlando diferentes tiempos de desarrollo del color, se pueden medir respectivamente los contenidos de cloro residual libre, cloro residual compuesto y cloro residual total, eliminando interferencias de color falsas.

Debido a la carcinogenicidad de la o-toluidina, este método colorimétrico ha sido cancelado a nivel internacional y el método DPD se utiliza para medir el contenido de cloro residual (incluido el cloro libre, el cloro combinado y el cloro residual total) en el agua. . El principio es que el cloro reacciona con el D.P.D en condiciones ácidas para producir un producto rosado, cuya profundidad de color es proporcional al contenido de cloro residual en el agua. Dependiendo del orden en que se añaden los reactivos, se pueden detectar tres niveles diferentes de cloro residual.

Otros tipos de desinfección

Desinfección con dióxido de cloro.

En la década de 1940, algunos países europeos descubrieron que el dióxido de cloro (C102) tenía un mejor efecto en la desinfección del agua. Sin embargo, debido a su complicada producción y su alto precio, no se tomó en serio en el pasado. En los últimos años, cuando los países extranjeros buscan nuevos desinfectantes para evitar los efectos adversos de la desinfección con cloro, su investigación y aplicación han ido en aumento. Según las estadísticas, en 1977, miles de plantas acuáticas en Europa utilizaban dióxido de cloro y 103 plantas acuáticas en Estados Unidos utilizaban dióxido de cloro para desinfección. En los últimos dos años, también han aparecido en China plantas acuáticas que utilizan dióxido de cloro para desinfectar el agua potable.

1.1 Propiedades físicas y químicas del dióxido de cloro

El dióxido de cloro es un gas de color naranja a temperatura ambiente, con un punto de fusión de -59,5°C y un punto de ebullición de 11°C. Su solubilidad en agua fría es de 2,9 g/L (es decir, solubilidad a 4°C), y se descompone en HCl02, C12 y O2 en agua caliente. El dióxido de cloro es soluble en agua, pero no reacciona químicamente con ella, por lo que es muy volátil en agua. Es de color amarillo verdoso cuando se disuelve en agua y puede descomponerse con la luz cuando se almacena al aire libre.

Por lo tanto, no es apto para almacenamiento y debe utilizarse durante la producción in situ. Es muy estable almacenado en un lugar cerrado y oscuro. Será más estable si se acidifica ligeramente (PH6). El dióxido de cloro es explosivo. Cuando la concentración en el aire es superior al 10% o la concentración en el agua es superior al 30%, es explosivo. Por lo tanto, a menudo se utiliza aire para eliminar el dióxido de cloro durante la producción para mantener su concentración por debajo del 8%-10%. Cuando este gas se disuelve en agua, la concentración de dióxido de cloro en el agua es de aproximadamente 6-8 mg/L.

El dióxido de cloro se oxida fácilmente en condiciones ácidas.

1.2 Capacidad de desinfección del dióxido de cloro

Según datos de investigaciones, el dióxido de cloro tiene una gran capacidad para matar bacterias, virus y esporas de hongos. Dado que CLO2 es un compuesto inestable, no contiene cloro disponible en forma de H0Cl y H0Cl-, pero su concentración a menudo se expresa en términos de cloro disponible. El átomo de cloro del Cl02 es tetravalente y al reducirse a cloruro se ganan cinco electrones, por lo que su poder oxidante es cinco veces mayor que el del cloro y el contenido efectivo de cloro es del 26,3%. Por tanto, el dióxido de cloro es un desinfectante muy eficaz para el agua potable. El principio del dióxido de cloro que mata los microorganismos es: el dióxido de cloro tiene buena adsorción y permeabilidad a las paredes celulares y puede oxidar eficazmente las enzimas hidrofóbicas contenidas en las células; puede reaccionar con cisteína, triptófano y ácidos grasos libres y controlar rápidamente la síntesis de proteínas biológicas; y aumentar la permeabilidad de la membrana y puede cambiar la proteína de la cápside viral, lo que lleva a la inactivación del virus.

1.3 Toxicidad del dióxido de cloro

El clorito y clorato formados por el dióxido de cloro y su desproporción tienen cierta toxicidad. C1O2- puede causar anemia hemolítica y hemoglobinemia degenerativa en animales, y CLO2 también puede reducir la tiroxina sérica. Los experimentos con animales han demostrado que sólo la exposición a altas concentraciones de dióxido de cloro y el producto de desproporción clorito producirá efectos adversos. La exposición a dosis bajas generalmente no afecta su salud; Por ejemplo, algunas personas realizaron experimentos con ratones blancos. Beber agua que contenía 100 mg/l de clorito pudo reducir significativamente su contenido de hemoglobina; beber agua con un contenido de 10 mg/l no provocó este cambio. Deje que las ratas beban agua que contenga 10 mg/l de dióxido de cloro durante un tiempo prolongado y no habrá efectos nocivos para la salud animal después de dos años.

1.4 Desinfección con dióxido de cloro

El dióxido de cloro se puede utilizar solo para desinfectar el agua potable o en combinación con otros desinfectantes. Si se usa CL02 como pretratamiento antes de la producción de agua y luego se agrega cloro al agua filtrada, se puede prevenir la formación excesiva de trihalometanos, reducir el crecimiento de algas en las estructuras y evitar exceder la cantidad total de C102, C102- y CL03. - en la red de tuberías de agua.

La dosificación de dióxido de cloro está relacionada con la calidad de la fuente de agua. Generalmente, la dosis utilizada sólo para la desinfección es de 0,1 a 0,3 mg/L y la dosis utilizada para el pretratamiento es de 0,6 a 1,5 mg/L. Pero en cualquier caso, la cantidad de cloro residual debe ser igual a la cantidad de cloro libre, y la cantidad total de CL02, C102- y CL03- en la red de tuberías debe ser inferior a 1 mg/L.

El principal factor que afecta al efecto desinfectante del dióxido de cloro es la temperatura. A medida que ésta disminuye, su efecto desinfectante se debilita gradualmente. Sin embargo, el efecto desinfectante no se ve afectado por el valor del pH (PH 6-10) y es más adaptable que el cloro. Es especialmente adecuado para la desinfección de fuentes de agua altamente alcalinizadas. Tampoco se ve afectado por el amoníaco que suele estar presente en las fuentes de agua naturales, por lo que el dióxido de cloro tiene una utilidad única como desinfectante del agua potable.

1.5 Ventajas y desventajas de la desinfección con dióxido de cloro

El dióxido de cloro es un oxidante fuerte y tiene las siguientes ventajas únicas en la desinfección del agua: puede reducir los subproductos del cloro, como los trihalometanos, en el agua. Generación de productos cuando el agua contiene amoníaco, no reacciona con el amoníaco y la oxidación y desinfección del dióxido de cloro no se ven afectadas; puede matar los microorganismos patógenos y los virus en el agua; la desinfección no se ve afectada por el valor del pH del agua; después del tratamiento con dióxido de cloro, el cloro residual en el agua es estable y duradero, y tiene una gran capacidad para prevenir la nueva contaminación debido a sus fuertes propiedades oxidantes, puede eliminar el color y el sabor del agua; no forma olor a cloro fenólico con el fenol; el efecto de eliminación del hierro y el manganeso es más fuerte que el del dióxido de cloro. Las soluciones acuosas de cloro son seguras de producir y usar. Sus desventajas son: el dióxido de cloro es explosivo y debe prepararse en el sitio y usarse inmediatamente; la preparación de dióxido de cloro con bajo contenido de cloro es complicada y el costo es mayor que otros métodos de desinfección. Los productos de desproporción del dióxido de cloro pueden provocar reacciones tóxicas como anemia hemolítica y hemoglobinemia degenerativa en los animales.

2. Desinfección Ultravioleta

2.1 Principio de la Desinfección Ultravioleta

La longitud de onda ultravioleta que puede matar microorganismos patógenos es principalmente de 200-300 nm, de los cuales 240-280 nm esterilizan. Más fuerte, 254 nm tiene el poder bactericida más fuerte.

El principio de los rayos ultravioleta para matar microorganismos patógenos es que cuando los microorganismos son irradiados, los rayos ultravioleta pueden penetrar en los microorganismos, actuar sobre los ácidos nucleicos, las proteínas protoplásmicas y las enzimas, provocando cambios químicos que conducen a la muerte de los microorganismos. Según la investigación, los rayos ultravioleta hacen que los enlaces de timina adyacentes en el ADN se vuelvan diploides, lo que hace que el ADN pierda su capacidad de transcripción y provoque la muerte de microorganismos patógenos.

2.2 Método de desinfección ultravioleta

Cuando se utilizan rayos ultravioleta para desinfectar el agua potable, generalmente se utilizan dispositivos de desinfección ultravioleta del agua potable. El dispositivo de desinfección tiene forma de tubo, lo que permite que el agua entre por un lado y salga por el otro, y el tubo está iluminado por una lámpara UV. En la actualidad, la lámpara ultravioleta es una lámpara de mercurio sensible al tiempo de alta presión. Existen dos tipos de equipos utilizados para la desinfección del agua potable: agua de carcasa (tipo sumergido) y reflector (tipo de superficie). El tipo de carcasa de agua tiene una carcasa estacional fuera de la lámpara y el agua fluye a través de la lámpara para su desinfección; el tipo de reflector utiliza un reflector de aluminio con superficie pulida para irradiar rayos ultravioleta hacia el agua, y el agua tratada fluye libremente por la superficie. La vida útil efectiva de la lámpara es de 500 horas y se divide en lámpara de bajo voltaje y lámpara de alta presión. Las lámparas de alta presión desinfectan más agua por unidad de tiempo que las lámparas de baja presión. Cuando se utiliza desinfección ultravioleta, el color y la turbidez del agua deben ser bajos, la profundidad del agua no debe exceder los 2 cm y el tiempo de iluminación debe ser de 10 a 100 s.

2.3 Ventajas y desventajas de la desinfección ultravioleta

Las ventajas de la desinfección ultravioleta son el corto tiempo de contacto, la alta eficiencia de esterilización y no cambia las propiedades físicas y químicas del agua. No produce sustancias residuales ni malos olores; la desventaja es que no hay un efecto de esterilización sostenido en el agua desinfectada y la cantidad de agua procesada por cada lámpara es limitada, por lo que es necesario limpiarla y reemplazarla periódicamente (use algodón con alcohol); bolas para limpiar las lámparas cada semana), y el coste también es elevado. Por lo tanto, a excepción del suministro de agua unitario que se puede desinfectar con luz ultravioleta, no se ha utilizado ampliamente.

3. Desinfección con ozono

3.1 Propiedades físicas y químicas del ozono

Al ozono también se le llama ozono. El ozono es el agente oxidante más poderoso que se conoce. Es un gas explosivo de color azul claro a temperatura ambiente y tiene un olor especial. El gas ozono puede volverse líquido después de una compresión a baja temperatura, con un punto de ebullición de -112,3°C. La solubilidad del ozono en agua es 13 veces mayor que la del oxígeno, pero debido a su baja presión parcial sólo se pueden obtener unos pocos miligramos por litro de solución a temperatura y presión ambiente. El ozono tiene una estabilidad extremadamente pobre y puede descomponerse en oxígeno a temperatura ambiente y liberar nuevo oxígeno ecológico;

3.2 Ventajas y desventajas de la desinfección con ozono

Las ventajas de la desinfección con ozono son: excelente efecto de desinfección Dosis bajas de C102 y CL2; tiempo de contacto corto; eficaz en un rango de pH de 6 a 8,5. No afecta las características sensoriales del agua y también tiene múltiples funciones como desodorización, desarrollo de color, eliminación de hierro, eliminación de manganeso y eliminación de fenol. No produce trihalometanos, excepto iones de bromuro en el agua. Puede promover la floculación y la clarificación, reduciendo la cantidad de coagulante, reduciendo así la cantidad de lodos químicos. Las desventajas son: gran inversión y mayor costo que la desinfección con cloro; el O3 en el agua es inestable y se requiere cierta tecnología para controlar y detectar el O3. No hay desinfectante residual y no hay 03 residual en el agua de la fábrica (el 03 tiene un fuerte efecto corrosivo en las tuberías y el 03 residual no está permitido), por lo que se requiere una desinfección secundaria posterior para evitar el crecimiento bacteriano.

Aplicación de métodos de desinfección

1. Plantas acuáticas grandes y medianas

Actualmente, la mayoría de las plantas acuáticas de mi país utilizan desinfección con cloro. El efecto de desinfección con cloro es bueno, tiene un efecto de desinfección continuo (cloro residual en la red de tuberías) y el costo es menor que otros métodos de desinfección. Sin embargo, debido a que el cloro es irritante y dañino, y extremadamente corrosivo para los metales, se requieren cloradores especiales, salas de cloración y almacenes de cloro gaseoso para garantizar la seguridad de la adición de cloro. Por lo general, la botella de cloro que contiene cloro líquido se coloca en la báscula y el peso de la botella de cloro se observa en cualquier momento durante el proceso de cloración, para verificar el cloro líquido residual en la botella de cloro y evitar que la botella de cloro se vaciar, y también evitar que la máquina de adición de cloro se vacíe de agua que se vierte nuevamente en la botella de cloro durante el uso. Dado que el cloro es más pesado que el aire, se deben instalar extractores de aire en la parte inferior de las paredes exteriores de la sala de adición de cloro y del almacén de cloro para eliminar el cloro acumulado en el interior. Se deben instalar dispositivos de alarma y detección de fugas de aire en el almacén de cloro y en el almacén de cloro; agregar espacio para prevenir y manejar accidentes por fugas de cloro. La sala de cloro también debe estar equipada con un tanque de tratamiento de neutralización de emergencia (que contenga agua con cal).

Después de añadir cloro, se debe reforzar la monitorización continua del cloro residual. Cuando las condiciones lo permitan, se deberá instalar un instrumento de medición continua del cloro residual en el lugar de cloración. En la actualidad, muchas grandes plantas de agua domésticas utilizan cloración automática y algunas plantas de agua utilizan cloración controlada por computadora.

Para reducir el crecimiento de algas en tanques de sedimentación y filtros, algunas plantas acuáticas utilizan el método de agregar cloro antes de la filtración y agregar cloro después de la filtración. Sin embargo, agregar cloro antes de filtrar hará que el cloro reaccione con la materia orgánica del agua para formar trihalometanos y otras sustancias. Por ello, se recomienda desinfectar con ozono o dióxido de cloro antes de la filtración, y con cloro después de la filtración.

En la actualidad, las pequeñas plantas acuáticas utilizan el método de desinfección con cloro gaseoso y el método de desinfección con polvo blanqueador. Dado que el cloro disponible en el polvo blanqueador es volátil, se debe medir el contenido de cloro disponible en cada lote de polvo blanqueador comprado. El almacén donde se almacena el polvo blanqueador debe estar separado de la solución de polvo blanqueador para agregar espacio y mantenerse fresco, seco y bien ventilado. Generalmente, hay dos tanques de disolución de polvo blanqueador y tanques de solución, que son convenientes para usar por turnos. La pendiente del fondo de la piscina no deberá ser inferior al 2% y estar inclinada hacia la salida de descarga de escoria. Debido a que el cloro es corrosivo, se deben tomar medidas anticorrosión. La sala de adición de polvo blanqueador debe estar separada de la sala de bombas del primer nivel y utilizar ventilación natural. La pendiente del suelo interior no debe ser inferior al 5%.

Cómo agregar polvo blanqueador: primero agregue 400-500 kg de agua en cada paquete de 50 kg y revuelva para formar una solución al 10%-15%, luego agregue agua para ajustar la concentración al 1%-2 %, y utilizar dosificación después de la clarificación. El dispositivo se sumerge en agua filtrada. La solución de lejía se puede agregar al tubo de succión de la bomba de agua por gravedad o inyección de agua.

2. Plantas de agua empresariales y rurales

2.1 Desinfección de plantas de agua empresariales

Debido al pequeño suministro de agua y a la red de tuberías relativamente concentrada, actualmente las empresas utilizan principalmente agua potable. Método de desinfección del agua. Desinfección por cloración, desinfección con polvo blanqueador, desinfección con ozono, desinfección ultravioleta, desinfección con dióxido de cloro y algunos utilizan hipoclorito de sodio.

El hipoclorito de sodio se produce electrolizando la sal de mesa con un generador de hipoclorito de sodio, y el contenido de cloro efectivo es del 1% al 5%. El hipoclorito de sodio se descompone fácilmente con la luz solar y la temperatura, así que prepare hipoclorito de sodio y agréguelo en el sitio. El contenido de cloro disponible del hipoclorito de sodio industrial es del 10% al 12%, pero debido a su inestabilidad, se debe probar al comprar. El tiempo de almacenamiento debe ser de 1 mes. El método de dosificación es la dosificación por gravedad, que se inyecta en la tubería de succión de la bomba de agua a través de la caja del sello de agua, o se puede agregar la tubería de presión con una pistola de agua. Cuando la concentración de cloro disponible sea de 1 a 6 mg/l, agregue aproximadamente 10 a 60 ml de solución de hipoclorito de sodio por tonelada de agua.

2.2 Sistema de suministro de agua rural

En las plantas de agua rurales, la mayoría de los métodos de suministro de agua son pozos profundos y torres de agua. También hay métodos de suministro de agua que utilizan agua superficial y son completamente. tratado. Los métodos de desinfección del agua potable en plantas acuáticas rurales varían según las condiciones económicas. La mayoría de ellas utilizan desinfección con blanqueador en polvo y desinfección con hipoclorito de sodio. Algunas plantas acuáticas utilizan desinfección con cloro líquido, desinfección con ozono, desinfección con dióxido de cloro y desinfección ultravioleta.

3. Abastecimiento descentralizado de agua en las zonas rurales

En la actualidad, todavía existe una proporción considerable de suministro de agua descentralizado en las zonas rurales de mi país. Para garantizar la seguridad higiénica de la calidad del agua potable, el agua de pozo debe desinfectarse con frecuencia, especialmente durante la temporada en la que prevalecen las enfermedades infecciosas intestinales. La desinfección del agua de pozo puede utilizar el método de desinfección ordinario y el método de desinfección continua.

Un método de desinfección común es agregar una solución de polvo blanqueador (o esencia de polvo blanqueador) al pozo todos los días. Antes de la desinfección, se debe medir la profundidad del agua y el diámetro del pozo para calcular el volumen de agua del pozo. Cuando las condiciones lo permitan, se pueden tomar muestras de agua de pozo para determinar los requisitos de cloro. Calcule el peso de polvo blanqueador necesario para cada desinfección en función de la cantidad de agua de pozo y la cantidad de cloro agregado (o la cantidad de cloro requerida) (el contenido de cloro efectivo también debe determinarse con anticipación). Agregue polvo blanqueador al agua para hacer una pasta, agregue agua y revuelva, vierta el líquido clarificado en el pozo, use un balde limpio o una caña de bambú para revolver el pozo, tome una muestra de agua del pozo después de media hora para medir el contenido de cloro residual, y mantenerlo en 0,3-0,5 mg/L es apropiado. Si el cloro residual es insuficiente o demasiado, significa que la dosis es demasiado poca o demasiado, lo que debe usarse como referencia para la siguiente desinfección. . El agua de pozo generalmente se desinfecta dos veces al día, una vez por la mañana antes de que la gente la use y otra por la tarde.