Zastosowanie Kwasu Podchlorawego w Uzdatnianiu Wody Pitnej Wodociągi Publiczne Gminne

Dodano 09-02-2021 przez Jacek Gąsiorowski

Czas na wielkie zmiany w dziedzinie stosowania różnego rodzaju utleniaczy do dezynfekcji wody. Nowością na rynku polskim jak i europejskim jest czysta postać kwasu podchlorawego HOCl, jako biodegradowalnego środka bezpiecznego do zastosowania w dezynfekcji wody pitnej z atestem PZH.

Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia Ministra Zdrowia dotyczącymi jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, woda musi być bezpieczna dla zdrowia. Oznacza to, że taka woda musi być wolna od mikroorganizmów chorobotwórczych i pasożytów w liczbie stanowiącej potencjalne zagrożenie chorobotwórcze dla zdrowia ludzkiego. Poza tym, nie może zawierać substancji chemicznych w ilościach zagrażających życiu oraz wykazywać agresywnych właściwości korozyjnych.

Celem procesu dezynfekcji wody jest zarówno zniszczenie wszelkich żywych i przetrwalnikowych form organizmów patogennych jak i zapobieżenie ich wtórnemu rozwojowi w sieci wodociągowej. Zastosowanie kombinacji poszczególnych etapów oczyszczania sprawia, że woda jest bezpieczna do spożywania. Wiele krajów jako dodatkowy zabieg stosuje drugi stopień dezynfekcji na końcu procesu oczyszczania wody. Pozwala to chronić wodę przed zanieczyszczeniem mikrobiologicznym w systemie dystrybucji wody. Bakterie mogą pozostawać w wodzie po pierwszym etapie dezynfekcji lub przedostawać się do wody podczas płukania zwrotnego. Najczęściej środek dezynfekujący stosowany w drugim stopniu dezynfekcji jest inny niż ten dawkowany wcześniej. 

Dezynfekcja wody do spożycia, wody przemysłowej i innej może być prowadzona takimi metodami jak:

• chlorowanie,
• ozonowanie,
• dozowanie jonów srebra i miedzi.

Poza metodami chemicznej dezynfekcji stosowane mogą być również metody fizyczne takie jak promieniowanie UV i ultradźwięki. W przypadku ultradźwięków, nie mają one zastosowania w skali technicznej.

Spośród różnych metod dezynfekcji, w kraju dominuje chlorowanie wody. Jest to najtańsza i najbardziej popularna metoda.

Przy wyborze metody dezynfekcji szczególną uwagę zwraca się na aspekt ekologiczny (by była przyjazna środowisku) oraz ekonomiczny (by była skuteczna i niedroga).

Proces dezynfekcji metodą chlorowania powinien trwać minimum 20 minut, a jego skuteczność uzależniona jest w głównej mierze od wartości pH. Wówczas bakterie są niszczone dzięki działaniu na wodę związkami chloru lub czystym chlorem gazowym. Zastosowany w tym celu chlor wchodzi w reakcje z wodą, w wyniku czego powstaje kwas podchlorawy i kwas solny:

Cl₂ + H₂O → HOCl + HCl

Kwas podchlorawy jest kwasem bardzo słabym. Jego pierwsza stała dysocjacji wynosi K_a1 = 5,0 · 10⁸. Jest to roztwór bezbarwny, a jego dokładne właściwości fizyczne są zmienne ze względu na stężenie roztworu. Jest rozpuszczalny w wodzie. Posiada silne właściwości utleniające. Poza tym, jest także środkiem redukującym zdolnym do utlenienia się do chloru, chloru i nadchlorkowych postaci kwasu. W roztworach wodnych będących słabym kwasem, częściowo dysocjuje w jonie podchlorynowym (OCl^-) i H⁺:

HOCl → ClO⁻ + H⁺

Stopień dysocjacji silnie zależy od odczynu wody. Im wartość pH jest wyższa, tym mniejszy jest udział HOCl, a zwiększa się ilość jonów podchlorynowych. Przy wartości pH = 7,0, w ogólnej ilości wolnego chloru HOCl stanowi około 80%, a jony podchlorynowe 20%. Przy wzroście pH do 8,0, proporcja ta ulega odwróceniu i tylko około 20% stanowi skuteczny kwas podchlorawy. Przy pH = 9,0 wartość ta wynosi tylko 3%.

Kwas podchlorawy wykazuje silne działanie biobójcze poprzez niszczenie błon komórkowych. Jest powszechnie uznawany za jeden z najskuteczniejszych znanych środków biobójczych. Jest 80-120 razy bardziej skuteczny w zwalczaniu mikroorganizmów niż podchloryn sodu, którego substancja czynna (-OCl) często nie może przebić się przez ich ścianę komórkową.

Współczynnik siły dezynfekującej różnych środków dezynfekujących, w tym również kwasu podchlorawego, w określonych warunkach tj. przy pH = 7,0 oraz temperaturze 20⁰C w stosunku do bakterii Escherichia coli, wirusa Polio 1 oraz cyst Entamoeba histolytica obrazuje poniższa tabela:

Współczynnik siły dezynfekującej różnych środków dezynfekujących przy pH = 7,0 oraz temperaturze 20⁰C w stosunku do bakterii Escherichia coli, wirusa Polio 1 oraz cyst Entamoeba histolytica

HOCl wykorzystywany jest zarówno w kraju jak i za granicą jako aktywny środek dezynfekujący w produktach na bazie podchlorynu. Jednak dzisiejsza technologia, którą dysponujemy pozwala nam produkować w czystej postaci HOCL, dzięki czemu jest on 120 razy mocniejszym dezynfekantem wykorzystywanym w dziedzinie technologii wody pitnej. 

Wytwarzanie kwasu podchlorawego jest wynikiem procesu elektrolizy wody i roztworu soli kuchennej. Jest to jeden z procesów elektrochemicznych wywołujących przemiany chemiczne przy zastosowaniu energii elektrycznej.

W Unii Europejskiej, kwas podchlorawy powstały w wyniku elektrolizy soli i wody został w 2018 roku oficjalnie zatwierdzony jako doskonały środek dezynfekujący. Coraz większa liczba lokalnych zakładów oczyszczania wody w USA, Kanadzie oraz ostatnio na Zachodzie Europy decyduje się na wykorzystanie w swojej technologii oczyszczania wody bardzo dobrych właściwości kwasu podchlorawego. Coraz większe możliwości zastosowania HOCl sprawiają, że produkt ten zyskuje na coraz większej popularności. Zapotrzebowanie na tego typu reagent ciągle wzrasta i według ekspertów ta tendencja będzie utrzymywała się jeszcze przez wiele lat.

Podstawowym warunkiem limitującym przydatność wody wodociągowej przeznaczonej do spożycia przez ludzi oraz wykorzystania do różnych innych celów jest bezpieczeństwo mikrobiologiczne, a chemiczna dezynfekcja przy użyciu kwasu podchlorawego z całą pewnością zapewni to bezpieczeństwo wody dostarczanej odbiorcom.

Obecnie na Polski rynku dostępny jest kwas podchlorawy w stężeniu 2000 ppm nieosiągalnym w żadnym państwie na świecie. Występuję on pod nazwą marki handlowej ACTIW WATER.

W sprawie doboru HOCL i wprowadzenia technologii dzwoń 601 724 015 lub napisz jacek@wigo.pl  

Tagi