Agua clorada potable
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Como todos aprendimos en química en el instituto, podemos mezclar dos compuestos y crear un tercero que se parezca poco a sus padres. Por ejemplo, al mezclar dos partes de hidrógeno gaseoso con una de oxígeno, se forma agua líquida. No debemos dejarnos engañar por el hecho de que el cloro y el dióxido de cloro tengan una palabra en común. La química de ambos compuestos es completamente diferente.
Tanto el cloro como el dióxido de cloro son agentes oxidantes (receptores de electrones). Sin embargo, el cloro tiene la capacidad de absorber dos electrones, mientras que el dióxido de cloro puede absorber cinco. Esto significa que, mol por mol, el ClO2 es 2,6 veces más eficaz que el cloro.
De igual o mayor importancia es el hecho de que el dióxido de cloro no reacciona con muchos compuestos orgánicos, por lo que el ClO2 no produce compuestos orgánicos clorados peligrosos para el medio ambiente. Por ejemplo, los compuestos aromáticos tienen átomos de carbono dispuestos en anillos y pueden tener otros átomos, como el cloro, unidos a estos anillos, para formar un aromático clorado, un compuesto altamente tóxico que persiste en el medio ambiente mucho tiempo después de su producción.
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El dióxido de cloro (ClO2) es un gas amarillo o amarillo rojizo. Es un compuesto muy reactivo, especialmente cuando se calienta. Cuando se expone al aire, la luz solar lo descompone en gas cloro y oxígeno. El gas cloro es tóxico si se inhala. El dióxido de cloro se convierte en líquido por debajo de los 11ºC y puede congelarse en un sólido de color naranja, por ejemplo para el transporte marítimo, aunque debe vigilarse cuidadosamente durante el tránsito.
Como el dióxido de cloro es un compuesto tan volátil y difícil de almacenar o transportar con seguridad, se suele fabricar en forma de solución en el lugar de uso, cuando se necesita. No se produce de forma natural. El dióxido de cloro, disuelto en agua, es un desinfectante eficaz y se utiliza en todo el mundo para potabilizar el agua. La solución de dióxido de cloro tiene muchas otras aplicaciones industriales y agrícolas, como el blanqueo de papel y tejidos y la desinfección de equipos de procesamiento de alimentos.
En estado gaseoso, el dióxido de cloro puede ser explosivo y provocar quemaduras, por lo que suele fabricarse en forma de solución estable. La solución de dióxido de cloro se genera mediante la acidificación del clorito sódico. Este proceso consiste en añadir cristales o copos de cloruro sódico al agua (produciendo clorito sódico NaClO2) y un ácido de grado alimentario (por ejemplo, ácido fosfórico, ácido clorhídrico, ácido cítrico, ácido málico o sulfato ácido de sodio). Esta combinación genera ácido cloroso (HClO2), que se descompone en una mezcla específica y controlada de clorito (ClO2), dióxido de cloro (ClO2) y cloruro (Cl ̄).
Desinfectante de dióxido de cloro
La naturaleza electrófila del cloro o del ácido hipocloroso puede conducir, por reacción de adición o sustitución, a la formación de especies orgánicas, mientras que la reactividad radical del dióxido de cloro da lugar principalmente a oxicarbonilos.
En general, el dióxido de cloro (ClO2) oxida rápidamente los compuestos de tipo fenol, las aminas secundarias y terciarias, los sulfuros orgánicos y ciertos hidrocarburos aromáticos policíclicos como el benzopireno, el antraceno y el benzoatraceno.
En general, el dióxido de cloro puede oxidar un aldehído a su correspondiente ácido carboxílico. Los aldehídos se producen en una serie de procesos industriales comunes. Su tratamiento es un problema común, especialmente en la industria fotográfica. El formaldehído es uno de los principales componentes de las fórmulas utilizadas en el procesado fotográfico. El dióxido de cloro oxida el formaldehído en ácido fórmico y, finalmente, en dióxido de carbono. El paraformaldehído puede despolimerizarse y eliminarse completamente por oxidación con dióxido de cloro.
Las principales fuentes de sustancias olorosas, como los mercaptanos y las aminas sustituidas, son las industrias química y petrolera, los procesos de cocción y sanitarios, los cebaderos de animales y las plantas de transformación. Entre pH 5 y 9, 4,5 partes en peso de dióxido de cloro oxidan instantáneamente 1 parte en peso de mercaptano (expresado como azufre) en el respectivo compuesto de ácido sulfónico o sulfonato, destruyendo así el olor a mercaptano. Del mismo modo, el dióxido de cloro reacciona con los sulfuros y disulfuros orgánicos destruyendo el olor original. Las aminas secundarias y terciarias también están presentes en muchas aguas residuales, causando sus propios problemas de olor. La oxidación de las aminas con dióxido de cloro depende del pH de la mezcla de reacción y del grado de sustitución de la amina. Entre pH 5 y 9, una media de 10 partes en peso de dióxido de cloro oxida 1 parte en peso de una amina alifática secundaria (expresada como nitrógeno) eliminando todo rastro de olor a amina. Cuanto mayor sea el pH de la mezcla de reacción (dióxido de cloro y aminas alifáticas terciarias y/o secundarias), más rápidamente se producirá la oxidación.
Cálculo de la dosificación de dióxido de cloro
La descripción se refiere a un proceso para la producción de soluciones acuosas de dióxido de cloro mediante la oxidación de clorito con oxoácidos y/o aniones oxoácidos que tienen un potencial redox adecuado en un medio acuoso tamponado, en el que se produce una solución acuosa ácida A que tiene un pH de aproximadamente 5 o menos y contiene los oxoácidos y/o aniones oxoácidos, y la solución acuosa ácida A se mezcla con una solución acuosa de clorito B para formar dióxido de cloro, en la que se ajusta un pH de menos de 6. 95 en la mezcla de reacción, siendo este valor de pH estabilizado por un sistema tampón contenido en la misma.
La invención se dirige a un proceso para la producción de soluciones acuosas de dióxido de cloro mediante oxidación de clorito con oxoácidos y/o aniones oxoácidos que tienen un potencial redox adecuado en un medio acuoso tamponado.
Hasta la fecha se han realizado numerosos intentos, sin resultados satisfactorios, para eliminar la Legionella en los sistemas de agua caliente con el fin de reducir los riesgos potenciales para la salud. Además, existen condiciones en los sistemas industriales de agua fría que favorecen el crecimiento bacteriano y que conducen a una biopelícula en las superficies de las líneas de transporte que se ha contrarrestado hasta el presente por medios biostáticos. Por ejemplo, isothiazolone, thiocyanates, quaternary compuestos de amonio y cloro-conteniendo los compuestos están utilizados para este propósito. Una gran desventaja de estos medios biostáticos consiste en que el agua fría tiene a menudo valores CSB/BSB superiores a los valores límite debido a las grandes cantidades utilizadas. De hecho, sólo un aumento de la temperatura a unos 73° C. y un aumento del caudal han demostrado ser adecuados para eliminar la Legionella en los sistemas de agua. Sin embargo, existe el riesgo de que, tras un cierto periodo de tiempo, la Legionella que no ha sido eliminada se propague de nuevo a partir de la biopelícula y los depósitos incrustados en el sistema de conducción de agua, especialmente a partir de las denominadas cepas muertas, y vuelva a provocar una contaminación duradera del sistema. Por ello, recientemente se han propuesto ácidos fosfónicos no iónicos con peróxido de hidrógeno (EP 0 540 772 A1) o extracto de semilla de pomelo (EO 0 602 891 A1) para combatir la Legionella. Sin embargo, ninguno de estos métodos ha tenido éxito.
