1. Mechanizm dezynfekcji podchlorynem sodu
Podchloryn sodu to wysoce skuteczny środek dezynfekujący-zawierający chlor. Jego działanie dezynfekujące obejmuje głównie działanie kwasu podchlorawego, działanie powstającego tlenu i chlorowanie. Utlenianie kwasu podchlorawego jest głównym mechanizmem bakteriobójczym środków dezynfekcyjnych zawierających chlor-.
Środki dezynfekcyjne zawierające chlor-tworzą w wodzie kwas podchlorawy, który działa na białka bakteryjne. Kwas podchlorawy może nie tylko oddziaływać ze ścianą komórkową, ale także, ze względu na swój mały rozmiar molekularny i brak ładunku, może przenikać do komórek, powodując utlenianie lub niszcząc dehydrogenazę fosforanową, prowadząc do śmierci komórki.
Warto wspomnieć, że chociaż chlorowe środki dezynfekcyjne są szeroko stosowane w przemyśle, wiele zakładów wodociągowych stopniowo ogranicza stosowanie ciekłego chloru ze względu na znaczne zagrożenia bezpieczeństwa związane z jego produkcją, magazynowaniem, transportem i użytkowaniem.
Natomiast dezynfekcja podchlorynem sodu ma zalety w postaci wysokiego bezpieczeństwa i prostego sprzętu dozującego. Stosowanie podchlorynu sodu w celu zastąpienia dezynfekcji płynnym chlorem stało się nieodwracalnym trendem.
2. Porównanie procesów dozowania podchlorynu sodu
Obecnie dezynfekcję podchlorynem sodu można przeprowadzić na dwa sposoby: jeden polega na użyciu generatora podchlorynu sodu do wytwarzania roztworu podchlorynu sodu w trybie online; drugi polega na użyciu-wcześniej przygotowanego roztworu podchlorynu sodu.
Niezależnie od zastosowanej metody/systemu dozowania, każdy ma swoje zalety i wady. Efekt dezynfekcji i koszt na tonę wody uzdatnionej obiema metodami nie różnią się znacząco.
Dlatego na obszarach o wystarczającej podaży-gotowych chemikaliów (w przypadku trzech lub więcej dostawców spełniających wymagania) zaleca się stosowanie zakupionego-gotowego roztworu podchlorynu sodu. Metoda ta charakteryzuje się stosunkowo niższymi kosztami eksploatacji i konserwacji, krótszymi cyklami zamawiania i budowy sprzętu oraz brakiem specjalnych wymagań dotyczących rutynowej obsługi i konserwacji.
W przypadku małych-stacji uzdatniania wody, zwłaszcza na obszarach o niewygodnym zaopatrzeniu i transporcie, zaleca się użycie generatora podchlorynu sodu w celu przygotowania i dodania roztworu-na miejscu. Pozwala to uniknąć ryzyka słabego efektu dezynfekcji z powodu-degradacji środka chemicznego podczas długotrwałego przechowywania.
3. Dawkowanie podchlorynu sodu
Ilość chloru dodawanego podczas dezynfekcji różni się w zależności od jakości wody surowej i wymagań dotyczących dezynfekcji. Aby uzyskać niezawodne i długotrwałe-efekty dezynfekcji, dozowanie powinno spełniać dwa wymagania:
1) „Zapotrzebowanie na chlor” zużywane w celu zabicia bakterii, osiągnięcia określonych celów dezynfekcji i utlenienia materii organicznej.
2) „Chlor resztkowy” wymagany do zahamowania ponownego wzrostu bakterii resztkowych w wodzie. Przepisy dotyczące chloru resztkowego zapewniają również prostą metodę określania dozowania i oceny efektu dezynfekcji.
4. Czynniki wpływające na podchloryn sodu
1) Wpływ dawki podchlorynu sodu na skuteczność inaktywacji
Dodając różne ilości podchlorynu sodu do 1L próbki wody i reagując przez 30 minut, zliczano stężenie metodą filtracji membranowej. Wyniki pokazały, że:
Dezynfekcja podchlorynem sodu ma bardzo dobry efekt inaktywacji. Przy dawce podchlorynu sodu wynoszącej 2,5 mg/l uzyskano 100% inaktywację. Aby osiągnąć podobne wymagania jak GB18920-2002, optymalną dawkę podchlorynu sodu można przyjąć na poziomie 2,5–3,0 mg/l.
2) Wpływ pH na dezynfekcję podchlorynem sodu
Przy dawce podchlorynu sodu wynoszącej 0,5 mg/l, logarytmiczny stopień inaktywacji dezynfekcji podchlorynem sodu spadł z 2,03 do 0,27 wraz ze wzrostem pH, wykazując tendencję spadkową.
Prowadzi to do wniosku, że stosunek ClO- do kwasu podchlorawego w wodzie jest kontrolowany głównie przez pH. Przy niższym pH udział kwasu podchlorawego jest większy, co skutkuje silniejszymi właściwościami bakteriobójczymi.
3) Wpływ stężenia azotu amonowego na skuteczność inaktywacji
Azot amonowy szybko reaguje z podchlorynem sodu, zużywając go i tworząc monochloraminę i dichloraminę. Gdy w wodzie występuje chloramina, efekt dezynfekcji jest stosunkowo powolny, co bezpośrednio wpływa na dawkę podchlorynu sodu i skuteczność inaktywacji.
Powiązane badania wykazały, że gdy poziomy azotu amonowego wynoszą 1, 3, 5, 8, 10 i 15 mg/l, wpływ różnych ilości podchlorynu sodu dodawanego przez 30 minut na efekt inaktywacji jest następujący:
Gdy azot amonowy jest mniejszy lub równy 15 mg/l, a dawka podchlorynu sodu jest mniejsza lub równa 6,0 mg/l, efekt inaktywacji dezynfekcji podchlorynem sodu pogarsza się wraz ze wzrostem poziomu azotu amonowego; gdy azot amonowy wynosi 8 mg/l, bakterie są całkowicie inaktywowane przy dawce podchlorynu sodu wynoszącej 5,0 mg/l.