1. Meccanismo di disinfezione con ipoclorito di sodio
L'ipoclorito di sodio è un disinfettante contenente cloro-molto efficace. Il suo effetto disinfettante comprende principalmente l'azione dell'acido ipocloroso, l'azione dell'ossigeno nascente e la clorazione. L'ossidazione dell'acido ipocloroso è il principale meccanismo battericida dei disinfettanti contenenti cloro-.
I disinfettanti contenenti cloro- formano acido ipocloroso nell'acqua, che agisce sulle proteine batteriche. L'acido ipocloroso non solo può interagire con la parete cellulare, ma, a causa delle sue piccole dimensioni molecolari e della mancanza di carica, può penetrare nelle cellule provocandone l'ossidazione o distruggendo la fosfato deidrogenasi, portando alla morte cellulare.
Vale la pena ricordare che, sebbene i disinfettanti a base di cloro siano ampiamente utilizzati nel settore, molti impianti idrici stanno gradualmente riducendo l’uso di cloro liquido a causa dei significativi rischi per la sicurezza associati alla sua produzione, stoccaggio, trasporto e utilizzo.
Al contrario, la disinfezione con ipoclorito di sodio presenta i vantaggi di un’elevata sicurezza e di un’attrezzatura di dosaggio semplice. L’uso dell’ipoclorito di sodio per sostituire la disinfezione con cloro liquido è diventato una tendenza irreversibile.
2. Confronto dei processi di dosaggio dell'ipoclorito di sodio
Attualmente, la disinfezione dell'ipoclorito di sodio può essere ottenuta in due modi: uno è utilizzando un generatore di ipoclorito di sodio per produrre una soluzione di ipoclorito di sodio online; l'altro consiste nell'utilizzare una soluzione di ipoclorito di sodio pre-preparata.
Indipendentemente dal metodo/sistema di dosaggio utilizzato, ciascuno presenta vantaggi e svantaggi. L’effetto di disinfezione e il costo per tonnellata di acqua trattata con i due metodi non sono significativamente diversi.
Pertanto, nelle aree con una fornitura sufficiente di prodotti chimici pre-preparati (con tre o più fornitori che soddisfano i requisiti), si consiglia di utilizzare la soluzione di ipoclorito di sodio pre-preparata acquistata. Questo metodo presenta costi operativi e di manutenzione relativamente inferiori, cicli di ordinazione e costruzione delle apparecchiature più brevi e non richiede requisiti speciali per il funzionamento e la manutenzione di routine.
Per gli impianti di trattamento dell'acqua su piccola-scala, soprattutto in aree con approvvigionamento e trasporto scomodi, si consiglia di utilizzare un generatore di ipoclorito di sodio per preparare e aggiungere la soluzione in-sito. Ciò evita il rischio di uno scarso effetto disinfettante dovuto alla degradazione-della conservazione a lungo termine della sostanza chimica.
3. Dosaggio dell'ipoclorito di sodio
La quantità di cloro aggiunto durante la disinfezione varia a seconda della qualità dell'acqua non depurata e dei requisiti di disinfezione. Per ottenere effetti disinfettanti affidabili e duraturi-, il dosaggio deve soddisfare due requisiti:
1) Il "fabbisogno di cloro" consumato per uccidere i batteri per raggiungere obiettivi di disinfezione specificati e ossidare la materia organica.
2) Il "cloro residuo" necessario per inibire la ricrescita dei batteri residui nell'acqua. Le norme sul cloro residuo forniscono anche un metodo semplice per determinare il dosaggio e giudicare l'effetto disinfettante.
4. Fattori che influenzano l'ipoclorito di sodio
1) L'effetto del dosaggio di ipoclorito di sodio sull'efficacia dell'inattivazione
Aggiungendo diverse quantità di ipoclorito di sodio a 1 litro di campione di acqua e facendo reagire per 30 minuti, la concentrazione è stata conteggiata utilizzando il metodo di filtrazione su membrana. I risultati hanno mostrato che:
La disinfezione con ipoclorito di sodio ha un ottimo effetto di inattivazione. Ad un dosaggio di ipoclorito di sodio di 2,5 mg/L è stata ottenuta un’inattivazione del 100%. Per raggiungere requisiti simili a quelli GB18920-2002, il dosaggio ottimale di ipoclorito di sodio può essere considerato pari a 2,5–3,0 mg/L.
2) Effetto del pH sulla disinfezione con ipoclorito di sodio
Ad un dosaggio di ipoclorito di sodio di 0,5 mg/L, il tasso di inattivazione logaritmica della disinfezione con ipoclorito di sodio è diminuito da 2,03 a 0,27 con l'aumento del pH, mostrando una tendenza al ribasso.
Ciò porta alla conclusione che il rapporto tra ClO- e acido ipocloroso nell'acqua è controllato principalmente dal pH. A pH più bassi, la proporzione di acido ipocloroso è maggiore, con conseguente maggiore capacità battericida.
3) Effetto della concentrazione di azoto ammoniacale sull'efficacia di inattivazione
L'azoto ammoniacale reagisce rapidamente con l'ipoclorito di sodio, consumandolo e generando monocloramina e dicloramina. Quando la cloramina è presente nell'acqua, l'effetto di disinfezione è relativamente lento e influisce direttamente sul dosaggio dell'ipoclorito di sodio e sull'efficacia dell'inattivazione.
Studi correlati hanno dimostrato che quando i livelli di azoto ammoniacale sono 1, 3, 5, 8, 10 e 15 mg/L, l'effetto di diverse quantità di ipoclorito di sodio aggiunte per 30 minuti sull'effetto di inattivazione è il seguente:
Quando l'azoto ammoniacale è inferiore o uguale a 15 mg/l e il dosaggio di ipoclorito di sodio è inferiore o uguale a 6,0 mg/l, l'effetto di inattivazione della disinfezione con ipoclorito di sodio si deteriora con l'aumento del livello di azoto ammoniacale; quando l'azoto ammoniacale è pari a 8 mg/L, i batteri vengono completamente inattivati con un dosaggio di ipoclorito di sodio pari a 5,0 mg/L.