Dioxido de cloro para potabilizar el Agua

agua potable con dióxido de cloro

El tratamiento con dióxido de cloro (ClO 2 ) puede ser una solución segura y eficaz para la oxidación y desinfección. Se han comparado varios productos químicos comunes utilizados en un programa de desinfección. 

En general, se descubrió que el dióxido de cloro es el más completo de los oxidantes teniendo en cuenta que cada una de las sustancias químicas podría usarse como parte de un programa completo de tratamiento de múltiples barreras. 

En este artículo, aprenderá los usos más comunes del dióxido de cloro y cómo implementar ClO 2 en su programa de tratamiento de agua potable.

Tabla de Contenido

17 Preguntas respondidas por expertos en el tema de Dioxido de Cloro

1. ¿Por qué se usa dióxido de cloro en el tratamiento del agua?

El dióxido de cloro (ClO2) se utiliza en el tratamiento del agua porque es un oxidante, biocida y desinfectante eficaz en concentraciones relativamente bajas. 

También tiene una reactividad mínima con la materia orgánica y se forman subproductos mínimos durante el proceso de tratamiento.

El dióxido de cloro puede matar bacterias, virus y otros microbios en el agua que ayudarán a prevenir la propagación de enfermedades transmitidas por el agua sin hidrolizarse. 

El dióxido de cloro permanecerá como un gas disuelto en una solución, es unas diez veces más soluble que el cloro y puede eliminarse por aireación. Esta potencia, combinada con la seguridad, lo convierte en una opción atractiva para el uso en el tratamiento del agua

2. ¿Cuándo es el dióxido de cloro la opción preferida para la desinfección?

ClO2 es un desinfectante, que se utiliza mejor en sistemas con gérmenes superficiales y biopelículas. El dióxido de cloro elimina las biopelículas e inactiva los gérmenes al destruir las paredes celulares. 

Además, las capacidades de oxidación y desinfección del ClO2 son independientes del pH del agua en un amplio rango. El ClO2 se puede utilizar eficazmente en agua con un pH de 6 a 9. 

3. ¿Es seguro el dióxido de cloro para el tratamiento del agua?

El dióxido de cloro es una forma segura de tratamiento del agua. Se utiliza en diversas aplicaciones, incluido el tratamiento de agua potable para consumo humano.

La Agencia de Protección Ambiental (EPA) fijó la concentración máxima permitida de dióxido de cloro en el agua potable en no más de 0,8 partes por millón (ppm).

La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA), una agencia del Departamento de Trabajo de los Estados Unidos, tiene un límite de exposición de 8 horas de 0,1 ppm en el aire (0,3 mg/m3) para personas en contacto con dióxido de cloro. 

El EU DWGL 98/83 establece el límite para la aplicación de dióxido de cloro tan bajo como 0,2 ppm. Debido a esta baja proporción de adición, los niveles de DBP son 0,2 ppm para clorito y 0,25 ppm para clorato, siendo un nivel muy bajo.

4. ¿Cuál es la diferencia entre ClO2 y cloro?

El dióxido de cloro (ClO2) es un compuesto compuesto por un átomo de cloro y dos átomos de oxígeno. Tanto el cloro como el dióxido de cloro son agentes oxidantes, lo que significa que eliminan electrones de otros compuestos durante las reacciones químicas. 

Pero mientras que el cloro tiene la capacidad de absorber dos electrones, el dióxido de cloro tiene la capacidad de absorber cinco en ambientes altamente ácidos. En un ambiente neutro, como en las piscinas y el agua potable, el ClO2 toma solo un electrón. 

Además, el dióxido de cloro no reacciona con muchos compuestos orgánicos, lo que significa que no crea compuestos orgánicos clorados, que pueden ser peligrosos para el medio ambiente. 

5. ¿El ClO2 es corrosivo?

Cuando se utiliza en las concentraciones necesarias para la desinfección sin acumulación, por ejemplo, en bucles, el dióxido de cloro es mínimamente corrosivo.

El dióxido de cloro es aproximadamente diez veces más soluble en agua que el cloro    y se han desarrollado métodos seguros para la producción de dióxido de cloro, lo que significa que los efectos corrosivos del uso de dióxido de cloro para el tratamiento son mínimos. 

6. ¿Puede el ClO2 contribuir a reducir las biopelículas en las tuberías?

 El ClO2 elimina las biopelículas y las mantiene bajo control. A través de esto, ayuda a reducir la corrosión del acero de manera indirecta.

7. ¿Qué tan reactivo y eficiente es el ClO2?

El dióxido de cloro es conocido como un método eficaz para el tratamiento del agua debido a su capacidad de oxidación a niveles bajos. El efecto predominante es el enriquecimiento de dióxido de cloro gaseoso disuelto en el límite donde los microorganismos encuentran sus condiciones ideales para sobrevivir.

La alta eficiencia del dióxido de cloro a bajas concentraciones en comparación con otros desinfectantes se puede ver al comparar sus números cxt con otras especies de cloro. 

8. ¿Cómo se produce el ClO2?

Para fines de tratamiento de agua, el dióxido de cloro generalmente se prepara en el sitio, utilizando métodos que producen soluciones sin una etapa gaseosa. Hay cuatro métodos comunes de producción:

  1. El método del clorito de sodio o del clorito de sodio-hipoclorito:
    2 NaClO2 + 2 HCl + NaOCl → 2 ClO2 + 3 NaCl + H2O
  2. El método del clorito de sodio-ácido clorhídrico:
    5 NaClO2 + 4 HCl → 5 NaCl + 4 ClO2 + 2 H2O
  3. El método del ácido clorito-sulfúrico:
    4 ClO−2 + 2 H2SO4 → 2 ClO2 + HClO3 + 2 SO2−4 + H2O + HCl
  4. El método del persulfato de clorito:
    2 NaClO2 + Na2S2O8 → 2 ClO2 + 2 Na2SO4    

La concentración de dióxido de cloro producido por estos métodos varía entre 1 y 3 g/L. Mientras que los métodos a., b. y c. se utilizan para la desinfección del agua potable municipal, método d. se limita a la desinfección de tuberías y tanques, ya que requiere un tiempo de exposición muy prolongado para la conversión completa de los precursores en dióxido de cloro.

9. ¿El ClO2 es caro?

Dependiendo del costo de los precursores que se utilizan para producir dióxido de cloro, por ejemplo, el proceso Clorito ácido vs Clorito de cloro en comparación con el cloro, es entre cinco y diez veces más caro. La eficacia del ClO2 para el control de biopelículas lo hace atractivo para los operadores. 

10. ¿El ClO2 es tóxico y se puede almacenar de forma segura?

El dióxido de cloro no se puede almacenar como gas porque a concentraciones superiores al 10%, o bajo presión, existe riesgo de explosión por auto descomposición. 

Si se almacena durante largos períodos de tiempo, el dióxido de cloro formará principalmente el subproducto intermedio clorito, que finalmente terminará en clorato.

Una disociación en cloro y oxígeno solo ocurre en la fase gaseosa. Por estas razones, el dióxido de cloro se almacena como una solución en concentraciones de alrededor del 0,3 % de ClO2 (3 g/L) y se mantiene alejado de la luz y el calor. En estas condiciones, el dióxido de cloro es estable y soluble.   

11. ¿Puedo producir mi propio ClO2 en la instalación?

El dióxido de cloro generalmente se produce en el sitio usando uno de los métodos de producción mencionados en la Pregunta 8 , o usando un sistema de generación proporcionado por los proveedores. 

agua potable con dióxido de cloro

12. ¿El uso de ClO2 afecta al medio ambiente?

El dióxido de cloro se considera peligroso para el medio ambiente. Sin embargo, el dióxido de cloro no dura mucho en el aire, el agua o el suelo, hasta minutos en el aire y hasta horas en el agua o el suelo.

Debido a su reactividad, el dióxido de cloro se fotoliza rápidamente en la atmósfera. Tiene una vida media troposférica de unos pocos segundos y se descompondrá rápidamente en aguas naturales o aguas que contengan un nivel moderado de materia orgánica.

El dióxido de cloro se convierte en el producto intermedio clorito y el producto final clorato. Los niveles de clorato se pueden minimizar con el uso adecuado de ClO2; consulte la Pregunta 15.

13. ¿Cuáles son las aplicaciones más comunes que utilizan ClO2 para la desinfección del agua?

Las aplicaciones más comunes de CIO2 en el tratamiento de agua son agua potable, piscinas y parques acuáticos, procesamiento de alimentos y bebidas, torres de refrigeración, agua de servicios públicos y aguas residuales.      

14. ¿Qué tan eficiente es el ClO2 en comparación con el cloro, el hipoclorito y el ozono?

El ClO2 es un oxidante relativamente suave con un valor ORP bajo en comparación con el ácido hipocloroso. Se oxida para generar DBP clorado, incluyendo THM, como lo hacen el cloro y los hipocloritos.

Además, tiene un excelente efecto residual en agua purificada mientras que el ozono se agota por auto descomposición. Una vez que el ozono ha desaparecido, se acelera la regeneración de gérmenes, lo que no sucede con el dióxido de cloro.

15. ¿Cómo resuelvo los problemas de clorato de la aplicación de ClO2?

Cuando el ClO2 interactúa con los ingredientes del agua y se descompone en soluciones de materia prima, se genera clorato. La formación de clorato se puede minimizar mediante la selección precisa del proceso de generación (por lotes o en línea) y el diseño del sistema: el tamaño del generador, el tamaño del sistema de dosificación y el tamaño del tanque de lote.

Se ha demostrado que el dióxido de cloro es un poderoso desinfectante y agente oxidante que funciona con niveles residuales más bajos que otros desinfectantes comunes. 

Con una baja reactividad a los compuestos orgánicos, CLO2 también minimiza los compuestos orgánicos clorados en el proceso de tratamiento, lo que significa que puede ser la opción óptima para el tratamiento de torres de enfriamiento.

16. ¿Cuándo se prefiere el proceso clorito-cloro?

El proceso de cloro-clorito es un 20 % más efectivo que el proceso de clorito/ácido cuando se considera la química de generación; consulte la pregunta 8, reacciones A y B.

Además, el clorito de sodio y el ácido clorhídrico son productos químicos costosos. Se recomienda utilizar el proceso de generación de clorito – cloro más económico para aplicaciones a gran escala, como circuitos de agua de refrigeración y sistemas de tratamiento de agua potable a gran escala.

17. ¿No es mejor usar ClO2 de un solo precursor?

No existe un sistema disponible que proporcione ClO2 en una concentración y cantidad definidas a partir de uno (generalmente el precursor es clorito de sodio y, a veces, clorato de sodio). Pero cada uno de estos precursores requiere ser activado y transferido para formar ClO2 por acidificación o por oxidación generalmente con cloro.