1. Mecanismo de desinfecção com hipoclorito de sódio
O hipoclorito de sódio é um desinfetante que contém-cloro altamente eficaz. Seu efeito desinfetante inclui principalmente a ação do ácido hipocloroso, a ação do oxigênio nascente e a cloração. A oxidação do ácido hipocloroso é o principal mecanismo bactericida dos desinfetantes contendo-cloro.
Os desinfetantes-contendo cloro formam ácido hipocloroso na água, que atua nas proteínas bacterianas. O ácido hipocloroso pode não apenas interagir com a parede celular, mas também, devido ao seu pequeno tamanho molecular e falta de carga, pode penetrar nas células para causar oxidação ou destruir a fosfato desidrogenase, levando à morte celular.
Vale ressaltar que embora os desinfetantes à base de cloro sejam amplamente utilizados na indústria, muitas estações de tratamento de água estão gradualmente reduzindo o uso de cloro líquido devido aos significativos riscos de segurança associados à sua produção, armazenamento, transporte e uso.
Em contraste, a desinfecção com hipoclorito de sódio tem as vantagens de alta segurança e equipamento de dosagem simples. O uso de hipoclorito de sódio em substituição à desinfecção com cloro líquido tornou-se uma tendência irreversível.
2. Comparação de processos de dosagem de hipoclorito de sódio
Atualmente, a desinfecção com hipoclorito de sódio pode ser alcançada de duas maneiras: uma é usando um gerador de hipoclorito de sódio para produzir solução de hipoclorito de sódio online; a outra é usar uma solução de hipoclorito de sódio pré-preparada.
Independentemente do método/sistema de dosagem utilizado, cada um tem suas vantagens e desvantagens. O efeito da desinfecção e o custo por tonelada de água tratada pelos dois métodos não são significativamente diferentes.
Portanto, em áreas com fornecimento suficiente de produtos químicos pré{0}}preparados (com três ou mais fornecedores atendendo aos requisitos), é recomendado usar solução de hipoclorito de sódio pré-preparada comprada. Este método tem custos operacionais e de manutenção relativamente mais baixos, ciclos mais curtos de encomenda e construção de equipamentos e não requer requisitos especiais para operação e manutenção de rotina.
Para estações de tratamento de água-de pequena escala, especialmente em áreas com abastecimento e transporte inconvenientes, recomenda-se usar um gerador de hipoclorito de sódio para preparar e adicionar a solução no-local. Isso evita o risco de um efeito de desinfecção deficiente devido à degradação-do produto químico durante o armazenamento a longo prazo.
3. Dosagem de Hipoclorito de Sódio
A quantidade de cloro adicionada durante a desinfecção varia dependendo da qualidade da água bruta e dos requisitos de desinfecção. Para obter efeitos de desinfecção confiáveis e{1}}duradouros, a dosagem deve atender a dois requisitos:
1) A "necessidade de cloro" consumida para matar bactérias, atingir metas específicas de desinfecção e oxidar a matéria orgânica.
2) O “cloro residual” necessário para inibir o novo crescimento de bactérias residuais na água. Os regulamentos sobre cloro residual também fornecem um método simples para determinar a dosagem e avaliar o efeito da desinfecção.
4. Fatores que afetam o hipoclorito de sódio
1) O efeito da dosagem de hipoclorito de sódio na eficácia da inativação
Adicionando diferentes quantidades de hipoclorito de sódio a 1L de amostra de água e reagindo por 30 minutos, a concentração foi contada pelo método de filtração por membrana. Os resultados mostraram que:
A desinfecção com hipoclorito de sódio tem um efeito de inativação muito bom. Na dosagem de hipoclorito de sódio de 2,5 mg/L, foi alcançada 100% de inativação. Para atingir requisitos semelhantes aos do GB18920-2002, a dosagem ideal de hipoclorito de sódio pode ser considerada entre 2,5–3,0 mg/L.
2) Efeito do pH na desinfecção com hipoclorito de sódio
Na dosagem de hipoclorito de sódio de 0,5 mg/L, a taxa logarítmica de inativação da desinfecção com hipoclorito de sódio diminuiu de 2,03 para 0,27 com o aumento do pH, mostrando uma tendência decrescente.
Isto leva à conclusão de que a proporção de ClO- para ácido hipocloroso na água é controlada principalmente pelo pH. Em pH mais baixo, a proporção de ácido hipocloroso é maior, resultando em maior capacidade bactericida.
3) Efeito da concentração de nitrogênio amoniacal na eficácia da inativação
O nitrogênio amoniacal reage rapidamente com o hipoclorito de sódio, consumindo-o e gerando monocloramina e dicloramina. Quando a cloramina está presente na água, o efeito de desinfecção é relativamente lento, afetando diretamente a dosagem de hipoclorito de sódio e a eficácia da inativação.
Estudos relacionados mostraram que quando os níveis de nitrogênio amoniacal são 1, 3, 5, 8, 10 e 15 mg/L, o efeito de diferentes quantidades de hipoclorito de sódio adicionadas por 30 minutos no efeito de inativação é o seguinte:
Quando o nitrogênio amoniacal é menor ou igual a 15 mg/L e a dosagem de hipoclorito de sódio é menor ou igual a 6,0 mg/L, o efeito de inativação da desinfecção com hipoclorito de sódio se deteriora com o aumento do nível de nitrogênio amoniacal; quando o nitrogênio amoniacal é 8 mg/L, as bactérias são completamente inativadas com uma dosagem de hipoclorito de sódio de 5,0 mg/L.