Spis treści
- Czym jest dwutlenek chloru?
- Zastosowanie dwutlenku chloru
- Dezynfekcja wody przy pomocy ClO2
- Szkodliwość dwutlenku chloru
- Bezpieczeństwo przy wykorzystaniu generatora dwutlenku chloru
- Dawkowanie dwutlenku chloru
- Skuteczność dwutlenku chloru w zwalczaniu bakterii Legionella
- Korozyjne właściwości ditlenku chloru
- Generator dwutlenku chloru – cena i koszty obsługi
- Alternatywne metody zwalczania Legionelli
Czym jest dwutlenek chloru?
Dwutlenek chloru (inaczej: ditlenek chloru, tlenek chloru (IV), ClO2) to związek chemiczny składający się z dwóch cząsteczek tlenu i jednej cząsteczki chloru. W warunkach normalnych przyjmuje postać gazu o żółto-pomarańczowym zabarwieniu.
Po skropleniu przyjmuje barwę brązową. Ma silne działanie utleniające oraz bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie. Przy wysokim stężeniu pod wpływem promieniowania świetlnego, sprężenia lub ogrzania posiada właściwości wybuchowe.
Zastosowanie dwutlenku chloru
Dwutlenek chloru znalazł zastosowanie głównie w dezynfekcji wody, w tym wody pitnej, basenowej czy ciepłej wody użytkowej. Rozpuszcza się w wodzie 5 razy lepiej niż chlor wolny.
Wykazano również jego skuteczność w rozpuszczaniu biofilmu bakteryjnego, który osadza się na powierzchniach przewodów, zbiorników i urządzeń wodociągowych. Z tego powodu jest skutecznym biocydem wykorzystywanym do eliminowania niektórych typów bakterii, np. Legionella.
W tym artykule wskażemy także inne sprawdzone metody zwalczania Legionelli, które charakteryzują się zwiększoną skutecznością i chronią przed nawrotem problemu bakterii w wodzie.
Dwutlenek chloru znalazł także zastosowanie w przemyśle papierniczym. Wykorzystuje się go jako środek wybielania.
Dwutlenek chloru to silny biocyd stosowany w dezynfekcji wody.
Dezynfekcja wody przy pomocy ClO2
Ditlenek chloru jest stosowany do dezynfekcji wody od mniej więcej lat 40. XX wieku. Obecnie jest wykorzystywany głównie w małych systemach dezynfekcji wody, przykładowo w wewnętrznych systemach wodociągowych w budynkach.
Wykorzystuje się go zarówno do dezynfekcji wody zimnej, ciepłej wody użytkowej jak i wody basenowej. Może być stosowany stale przy niskich stężeniach lub szokowo w celu wykonania jednorazowej dezynfekcji systemu wodociągowego, na przykład w celu jednorazowej eliminacji biofilmu bakteryjnego.
Generator dwutlenku chloru oraz SCD
Dwutlenek chloru może być stosowany w dwóch formach. Gdy jest wytwarzany na miejscu, powstaje wtedy poprzez wymieszanie dwóch substancji chemicznych: kwasu solnego (HCL) oraz chlorynu sodu (NaClO2).
Roztwory tych dwóch substancji są mieszane ze sobą w kontrolowanych warunkach w tzw. generatorze dwutlenku chloru. W wyniku działania generatora powstaje gazowy dwutlenek chloru, który jest dozowany do wody.
Schemat budowy generatora dwutlenku chloru.
Inną metodą stosowania ClO2 jest stabilizowany dwutlenek chloru (SCD). To płynna substancja, którą można bezpośrednio dodać do wody w celu jej dezynfekcji. Metoda ta jest zalecana głównie do użytku domowego, w małej skali i przy niewielkich ilościach uzdatnianej wody.
Teoretycznie możliwe jest również wykorzystanie dwutlenku chloru w formie gazowej przechowywanego w butlach. W praktyce takie rozwiązanie nie jest stosowane.
Szkodliwość dwutlenku chloru
Dwutlenek chloru jest dozwoloną przez przepisy prawa metodą dezynfekcji wody i przy zachowaniu dopuszczalnych stężeń nie stanowi bezpośredniego zagrożenia dla zdrowia ludzi.
Należy tutaj jednak nadmienić, że przy stosowaniu związków chloru podczas dezynfekcji wody mogą się do niej uwalniać niewielkie ilości niebezpiecznych dla zdrowia produktów ubocznych, takich jak trichlorometan (THM). Są to substancje rakotwórcze.
Wykazano, że powstawanie THM-ów jest znaczącym problemem w przypadku chloru wolnego. Substancje te nie są wykrywane w przypadku dezynfekcji dwutlenkiem chloru.
Wadą ditlenku chloru jest jednak uboczne powstawanie chloranów i chlorynów, których nadmierne stężenie również może mieć negatywny wpływ na zdrowie ludzi.
THM-y, chlorany i chloryny jako uboczne efekty dezynfekcji wody są niebezpieczne dla zdrowia ludzi.
Bezpieczeństwo przy wykorzystaniu generatora dwutlenku chloru
Warto wspomnieć o środkach ostrożności, jakie należy zachować przy stosowaniu ClO2 przy dezynfekcji wody w budynkach. Ponieważ ClO2 jest gazem trującym oraz wybuchowym, należy koniecznie zadbać o obecność wentylacji mechanicznej w pomieszczeniu, w którym pracuje generator ditlenku chloru.
Personel, który pracuje przy eksploatacji urządzenia, musi być przeszkolony w zakresie zasad BHP. Niekontrolowane zmieszanie chlorynu sodu oraz kwasu solnego może doprowadzić do eksplozji, dlatego należy zabezpieczyć zbiorniki przed wyciekiem.
Dawkowanie dwutlenku chloru
Dawkowanie dwutlenku chloru zależy od tego, czy metoda ta jest stosowana do dezynfekcji ciągłej czy w celu dezynfekcji szokowej.
Stosowana dawka ClO2 do dezynfekcji ciągłej ciepłej wody użytkowej to 3-5 mg/l a do wody zimnej 0,5-0,8 mg/l.
Stężenie 0,1 mg/l jest skuteczne przy usuwaniu Legionelli w postaci planktonu, a 0,5 mg/l pozwala na powolne usuwanie Legionelli w postaci biofilmu bakteryjnego.
Dodając do wody związku chloru zawsze należy zachować bezpieczne dawki.
Do dezynfekcji szokowej stosuje się znacznie wyższe dawki. Woda nie jest wtedy jednak zdatna do picia i nie powinna być dostępna dla użytkowników.
Chociaż obowiązujące w Polsce przepisy nie regulują bezpośrednio maksymalnego stężenia dwutlenku chloru w wodzie, regulowana jest maksymalne stężenie produktów dezynfekcji (suma chloranów i chlorynów w wodzie powinna być zawsze poniżej 0,7 mg/l).
Dodatkowo zawartość wolnego chloru powinna wynosić maksymalnie 0,3 mg/l w punkcie poboru i 0,5 mg/l w zbiornikach magazynujących wodę.
Skuteczność dwutlenku chloru w zwalczaniu bakterii Legionella
Wiele publikacji naukowych wykazuje, że dwutlenek chloru jest metodą skuteczną w usuwaniu bakterii Legionella zarówno w postaci planktonicznej (zawieszone w wodzie), jak i w postaci biofilmu.
Należy tutaj jednak zwrócić uwagę na to, że kluczowymi czynnikami, które mają wpływ na skuteczność jest odpowiednie stężenie ClO2 oraz doprowadzenie go do wszystkich fragmentów instalacji.
Mimo że ClO2 jest związkiem stosunkowo długo utrzymującym się w wodzie, stężenie dwutlenku chloru spada wraz z odległością od źródła dawkowania.
Przy rozległych instalacjach wodociągowych może dojść do sytuacji, gdzie w końcowych odcinkach instalacji stężenia są zbyt niskie. Z tego powodu należy dbać o płukanie instalacji wodociągowej, w szczególności odcinków oddalonych i rzadko używanych.
Znaczącą zaletą dwutlenku chloru jest to, że zachowuje wysoką skuteczność w szerokim zakresie pH, podczas gdy inne substancje dezynfekcyjne tracą swoją skuteczność przy wysokich zakresach pH.
Korozyjne właściwości ditlenku chloru
Dwutlenek chloru ma właściwości korozyjne, w szczególności przy dużych dawkach. Udowodniono korozyjne właściwości ditlenku chloru nie tylko na przewodach stalowych, ale również w przypadku przewodów z tworzyw sztucznych.
Dodatkowo właściwości korozyjne dwutlenku chloru zwiększają się wraz z temperaturą wody. Z tego powodu szczególnie niebezpieczne dla przewodów instalacji ciepłej wody użytkowej jest jednoczesne stosowanie dwutlenku chloru oraz częstek dezynfekcji termicznej.
Zastosowanie stężenia ditlenku chloru na poziomie 70 mg/l w warunkach laboratoryjnych spowodowało powstawanie pęknięć o głębokości 50µm już po 50 dniach. Należy zwrócić uwagę na to, że są to dawki znacząco przekraczające stężenia ClO2 stosowane przy stałej dezynfekcji wody.
Pomimo ww. faktu należy być przygotowanym na możliwość powstawania korozji przewodów w kolejnych latach użytkowania dwutlenku chloru. Niektórzy producenci rur i kształtek skracają okres gwarancji, w przypadku gdy taka metoda dezynfekcji jest stosowana, o czym również powinniśmy pamiętać.
Pęknięcia na powierzchni rury polietylenowej po 51 dniach ekspozycji na wysokie stężenia dwutlenku chloru.
Generator dwutlenku chloru – cena i koszty obsługi
W Polsce jest aktywnych kilku dystrybutorów urządzeń służących do wytwarzania na miejscu ClO2 i dezynfekcji wewnętrznych systemów wodociągowych przy pomocy tego biocydu. Urządzenia są wykorzystywane do uzdatniania wody pitnej oraz (częściej) ciepłej wody użytkowej.
Urządzenia te różnią się od siebie pod względem wykorzystanych materiałów, jakości komponentów oraz rozmiarami. Zasada działania za każdym razem jest jednak taka sama. Różnica w cenie pomiędzy urządzeniami poszczególnych producentów ma raczej wpływ na bezpieczeństwo i żywotność generatora niż na skuteczność w zwalczaniu bakterii.
Cena generatora dwutlenek chloru w Polsce dla średniej wielkości hotelu lub małego szpitala rozpoczyna się od około 15.000 zł i może sięgnąć 60.000 zł u producentów oferujących urządzenia lepszej jakości. W największych obiektach należy przygotować się na koszt około 150.000 zł.
Jeżeli urządzenie ma być wykorzystane do uzdatniania ciepłej wody użytkowej, konieczne jest zastosowanie większej ilości urządzeń, jeżeli w budynkach jest więcej niż jedno miejsce podgrzewania ciepłej wody użytkowej.
Przy obliczaniu kosztów eksploatacji generatora dwutlenku chloru należy wziąć pod uwagę zasoby ludzkie.
Istotnym tematem są również koszty obsługi generatora dwutlenku chloru. Należy wziąć pod uwagę nie tylko koszty środków chemicznych, które należy uzupełniać, ale również koszty pracy.
Uzupełnianie środków chemiczne oraz przeprowadzanie niezbędnego serwisu powinno być wykonywane przez wykwalifikowane osoby. Część obowiązków można wykonywać przy wykorzystaniu własnych zasobów, jednak naprawy serisowe wymagają bardziej wykwalifikowanej kadry.
Generatory dwutlenku chloru są zbudowane z wielu elementów, a część z nich jest dość delikatna i narażona na awarie.
Po dodaniu wszystkich elementów należy się przygotować na średnie roczne koszty eksploatacji w 5-letnim okresie wykorzystania generatora dwutlenku chloru w zakresie od 6.000 zł do około 20.000 zł, w zależności od wielkości obiektu i ilości uzdatnianej wody.
Alternatywne metody zwalczania Legionelli
Chociaż dwutlenek chloru jest nadal najbardziej rozpowszechnioną metodą zabezpieczenia budynku przed bakteriami Legionella, coraz większą popularność zyskują inne metody. Najpopularniejszą z nich jest wykorzystanie do dezynfekcji jonów srebra oraz miedzi.
Srebro w połączeniu z miedzią są skuteczną bronią w usuwaniu z instalacji wodnych biofilmu oraz Legionelli. Dzieje się tak przez to, że mają one dodatni ładunek oraz łatwo wchłaniają się do wnętrza biofilmu, gdzie reagują i zabijają budujące go bakterie.
Tak jak związki chloru jony srebra i miedzi w zbyt dużych dawkach mogłyby być niebezpieczne dla zdrowia. Stężenia stosowane w uzdatnianiu wody są jednak zbyt niskie, aby były niebezpieczne dla zdrowia ludzi.
Jony srebra i miedzi są dawkowane do wody w instalacjach w budynkach przy pomocy specjalnych urządzeń, nazywanych generatorami jonów srebra i miedzi. Dozują one do wody miedź i srebro przy wykorzystaniu zjawiska fizycznego elektrolizy, przy pomocy elektrod z czystego srebra i czystej miedzi.
Prace serwisowe nad generatorem srebra i miedzi polegają głównie na wymianie elektrod.
Na korzyść generatorów srebra i miedzi przemawiają takie argumenty jak:
- bezpieczeństwo użytkowania,
- brak korozyjności,
- dłuższa żywotność urządzeń,
- niższe koszty inwestycji oraz eksploatacji.
Nie wiesz, co wybrać?
Sprawdzimy czego potrzebujesz i wybierzemy rozwiązanie, które pomoże Ci pozbyć się problemu związanego z Legionellą!
Źródła:
Metody dezynfekcji stosowane do usuwania zanieczyszczenia pałeczkami Legionella z instalacji wodociągowych w zakładach opieki zdrowotnej – R. Matuszewska, A. Stankiewicz.
Wpływ środków dezynfekujących wodę na właściwości elementów sieci wykonanych z tworzyw sztucznych – K. Bortel.
Impact of chlorine dioxide on polyethylene pipes microstructure: Statistical study of a cracks network – C. Devilliers, L. Laiarinandrasana, B. Fayolle, E. Gaudichet, S. Oberti.
The efficacy of various disinfection methods against Legionella pneumophila in water systems – literature review – R. N. Walraven, Dr. C. Chapman.
Zagrożenia zdrowotne związane z występowaniem bakterii Legionella w instalacjach wodnych zakładów opieki zdrowotnej. Interpretacja wyników badań wody oraz przegląd zaleceń i przepisów w wybranych krajach – D. Maziarka, R. Matuszewska, B. Krogulska.
Autorzy:
Kup lub wynajmij generator jonów Silion
Chcesz skutecznie ochronić instalację przed Legionellą? Możesz to zrobić dzięki zastosowaniu generatora jonów srebra i miedzi Silion. Wybierz model finansowania, który odpowiada Twoim potrzebom!
