MXPA97008114A - Proceso para la preparacion de una solucion desinfectante que contiene dioxido de cloro, para el tratamiento de agua - Google Patents

Abstract

A través de la invención, se proporciona una disposición de operación para un dispositivo de protección de ventana eléctricamente operado del tipo que comprende un cuerpo de protección flexible (1), el cual estáenrollado en un rodillo (2) colocado en o sobre un bastidor principal horizontal superior o miembro de marco de la ventana y en un extremo libre estáconectado con un carril inferior (4) que se extiende en la anchura de la ventana. La disposición de operación comprende, para mover el cuerpo de protección en una dirección, un elemento de tracción formado con un cordón o cuerdas (12, 13, 24) actuando sobre el cuerpo de protección y estando devanado sobre un dispositivo devanador colocado (11, 22, 23) en un bastidor principal inferior miembro de marco y con un motor de impulsión eléctrico anexo (9). Para mover el cuerpo de protección (1) en una dirección desenrollada, el elemento de tracción (12, 13, 24) es, desde el dispositivo devanador, guiado a lo largo tanto del bastidor principal opuesto como de las secciones laterales de marco de la ventana para conectarse con el carril inferior (4), mientras que el movimiento del cuerpo de protección en la dirección opuesta de enrollamiento es una forma conocida por ser efectuado a través de una fuerza por resorte que actúa sobre el rodillo (2) durante el desenrollamiento simultáneo del elementode tracción del dispositivo devanador. Como ventaja especial, el elemento de tracción (12, 13, 24), puede ser conectado con un perfil de barra separada (5) diseñada para el montaje posterior sobre un carril inferior (4) para un dispositivo de protección ya instalado.

Description

PROCESO PARA LA PREPARACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DESINFECTANTE! QUE CONTIENE DIÓXIDO DE CLORO. PARA EL TRATAMIENTO DE ACTTA Descripción de la invención Las soluciones acuosas de dióxido de cloro se emplean frecuentemente en la técnica de tratamiento de aguas debido al elevado poder oxidante del dióxido de cloro. El campo de aplicación en ésto se extiende desde la desinfección de aguas para beber o potables y aguas de baños o balnearios, hasta el tratamiento de aguas de uso y de aguas negras. En comparación con los agentes desinfectantes oxidantes clásicos como son el cloro y el hipoclorito, el dióxido de cloro se caracteriza en su empleo por un excelente balance ecológico. Así por ejemplo, al emplearse dióxido de cloro solamente se forman cantidades reducidas o pequeñas de AOX ("Compuestos de Halógenos Orgánicos Adsorbibles" ; parámetro que engloba todos los compuestos de cloro, bromo y yodo con gran diversidad de potenciales de riesgo, los cuales pueden ser adsorbidos por carbón activado) . Por ejemplo, a través de la publicación de patente alemana DE-PS 843 999 se conoce que para la preparación de dióxido de cloro se puede partir de (cloritas) un clorito, por ejemplo el clorito de sodio, y oxidar éste último con un agente oxidante, por ejemplo persulfato sódico (sodio disulfato peróxido) , en solución acuosa de conformidad con la ecuación genérica 2NaCl02 + Na2S208 ? 2C102 + 2Na2S04 para obtener dióxido de cloro. Con el fin de obtener una velocidad de reacción lo más elevada posible, en el caso de éste procedimiento conocido la solución reactiva se ajusta a un valor de pH de 5 - 9 , eventualmente auxiliándose de un tampón, contiene el agente oxidante en exceso estequiométrico y se puede calentar hasta 65°C para celerar aún más la reacción. El dióxido de cloro que se forma se expulsa continuamente de la solución reactiva mediante la introducción de un gas inerte, y se captura en una torre de absorción. Aún cuando éste procedimiento produce un dióxido de cloro de pureza muy elevada con buenos rendimientos, referidos al clorito empleado, se ve fuertemente limitado en su posibilidad de aplicación y no se presta muy bien para ser empleado "in situ" a escala industrial - tanto debido al elevado costo de los aparatos de la instalación para la separación del dióxido de cloro, como también debido al elevado riesgo de explosión del dióxido de cloro en forma gaseosa. Y por otra parte, en muchos casos de aplicación, como por ejemplo el tratamiento de agua potable o de beber, también se tiene que desechar la posibilidad de renunciar a la separación del dióxido de cloro y emplear la solución reactiva como tal para la desinfección después de la reacción debido a que la solución todavía contiene demasiado clorito residual y presenta además la impureza venenosa del clorato, el cual se formó como subproducto. La invención se propone el objeto de perfeccionar el procedimiento conocido para obtener una reacción de "un solo recipiente de reacción", de modo que la solución reactiva reaccionada que contiene el dióxido de cloro se pueda emplear directamente como tal para fines de desinfección, y sea directamente adecuada, por ejemplo, para el tratamiento de agua potable o de beber. Este objetivo se alcanza de conformidad con la invención procediendo a preparar una solución reactiva acuosa que comprende clorito y un agente oxidante libre de halógenos, que contiene el agente oxidante hasta en dos veces la cantidad estequiométricamente requerida y se ajusta a un valor de pH entre 5.5 y 9.5, la cual se hace reaccionar durante tanto tiempo a temperatura ambiente hasta que el clorito se ha convertido casi completamente en dióxido de cloro. La invención se funda en el conocimiento de que mediante una conducción consecuente de la reacción es posible transformar la solución reactiva en una solución de producto que contiene dióxido de cloro que ya no contiene prácticamente clorito residual alguno (en el caso ideal nada de clorito) , y también se encuentra libre de clorato y otros subproductos indeseables. Sorprendentemente se descubrió que ésto es posible mediante la acción conjunta de diversos factores, a saber, Ajuste lo más inmediato posible del valor pH de la solución a un valor de pH de 5.5 a 9.5, de preferencia de 6 a 9, Exceso de agente oxidante en una relación molar de clorito con respecto al agente oxidante entre 1 y 2, de preferencia entre 1.75 y 2, - Tiempo de reacción lo suficientemente largo a temperatura ambiente . Las soluciones de clorito que se pueden obtener en el comercio son mantenidas muy alcalinas por motivos de la inalterabilidad durante el almacenamiento, lo cual tiene por consecuencia que la solución reactiva tiene un valor de pH de aproximadamente 12 si no se toman medidas para corregir ésto (al menos durante la fase inicial) . Con un valor del pH tan elevado resulta inevitable una desproporcionamiento en clorito y clorato del dióxido de cloro que se forma. Se descubrió ahora que con valores del pH por debajo de 9.5 desaparece la tendencia al desproporcionamiento del dióxido de cloro, pero sin embargo queda suficientemente asegurada la estabilidad de la solución de clorito en todo caso durante el tiempo que dura la reacción. Solamente con valores de pH por debajo de 5.5 es que ya no se puede contar con una estabilidad suficiente de la solución de clorito. Por lo tanto, la solución reactiva se hace pasar lo más pronto posible a una gama del valor pH en la cual se mantienen estables tanto el educto (clorito) como también el producto (dióxido de cloro) , y en la que la reacción de oxidación puede transcurrir sin reacciones secundarias perjudiciales (ni de la descomposición del educto clorito ni de la descomposición del producto dióxido de cloro) . Se evitan las temperaturas más elevadas que favorecen la formación de clorito, y se pone a disposición suficiente agente oxidante. Con ello casi no se forma nada de clorato en la mezcla reactiva, y el clorito empleado se transforma casi quantitativamente en dióxido de cloro. Para la preparación de la mezcla reactiva acuosa se mezcla convenientemente una solución de clorito con una solución del agente oxidante, siendo que el ajuste rápido del valor pH de esta mezcla, el cual es importante para el éxito de éste procedimiento, se lleva a cabo mediante un donador de protones, el cual convenientemente se encuentra en estado disuelto, y el cual reduce el valor pH de la solución. Este donador de protones se puede agregar en forma dosificada a los dos reactivos durante el proceso de mezclado, pero sin embargo se encuentra contenido dentro de la solución del agente oxidante en una forma de realización preferida de la invención. Una ventaja particular de la invención reside en el hecho de que a un usuario se le puede proporcionar una liga reactiva constituida por dos componentes, y el usuario ya únicamente tiene que mezclar estos dos en una proporción predeterminada para poderse preparar en cualquier momento en que se presente la necesidad una solución fresca de dióxido de cloro libre de clorato. Eventualmente el componente que contiene el agente oxidante y el donador de protones se puede para ésto proporcionar en estado sólido para que el usuario lo transforme en solución, lo cual es particularmente conveniente cuando la solución del agente oxidante por si sola no se puede mantener suficientemente inalterable durante el almacenaje, siendo que aparte también se reducen los costos de embarque. La solución de clorito en principio también puede preparada por el usuario mismo mediante la disolución de clorito de sodio sólido (estabilizado con cloruro de sodio) , lo que sin embargo es menos conveniente en virtud de que el clorito de sodio sólido esta clasificado como producto peligroso por las compañías de transporte . La concentración del clorito, y por lo tanto del agente oxidante, en la solución reactiva ejerce una influencia sobre el desarrollo o curso del proceso. Sin embargo es conveniente evitar concentraciones demasiado elevadas con el fin de evitar que se forme una concentración demasiado elevada de dióxido de cloro en la mezcla que hizo reacción. Como agentes oxidantes se prefieren los disulfatos peróxidos, pero se pueden emplear otros agentes oxidantes libres de halógenos, tales como permanganatos, reactivo de Fenton u ozono. El agente oxidante debe ser suficiente, según su tipo y cantidad, para la total oxidación del clorito en el la mezcla reactiva acuosa, y deberá estar presente en exceso de la estequiometría. Entonces no se consumirá por completa durante la reacción en que se forma el dióxido de cloro. Esto puede ser conveniente en muchos casos de aplicación, en particular para oxidar in situ con el excedente de agente oxidante el dióxido de cloro que sufrió una reducción durante el empleo de la solución de dióxido de cloro, por ejemplo, debido a impurezas orgánicas contenidas en el agua tratada, mediante lo cual se mejora el efecto global de la silución desinfectante y de tratamiento. Esto se considera una ventaja adicional especial de la invención, que no es posible en el caso del proceso conocido. Para los propósitos de la invención entran en consideración como donadores de protones todas aquellas sustancias compatibles con el agente oxidante y con el clorito, las cuales tienen la capacidad de reducir el valor pH de la mezcla reactiva mediante la donación de protones ácidos. Entre los ejemplos típicos se cuentan el hidrosulfato sódico, el hidrofosfato sódico y las sales acidas como el cloruro de hierro (III) o el cloruro de aluminio. Continuando con el desarrollo de la idea de la invención resulta conveniente adicionar a la solución acuosa de clorito o a la solución acuosa del agente oxidante una sustancia tampón que forme en la mezcla de la reacción un sistema de tampón efectivo entre pH 5.5 y pH 9.5. Mediante ello se obtiene una estabilización adicional del valor pH ajustado. Bajo el concepto o término de "sustancia tampón" se incluyen en la presente memoria todos aquellos compuestos que mediante la donación o absorción de uno o varios protones pueden formar el ácido o la base conjugada de un sistema de tampón efectivo, siendo que el sistema de tampón ya no debe en sí mismo comprender la sustancia tampón. La sustancia tampón tiene una reacción básica en la mezcla reactiva si se encuentra presente en la solución de clorito, y tiene una reacción acida si se encuentra presente en la solución del agente oxidante. Un ejemplo de una sustancia tampón contenida en la solución de clorito y que es adecuada para los propósitos de la invención es el carbonato de sodio, en el cual el anión (C03 ~) forma carbonato de hidrógeno o bien ácido carbónico mediante la absorción de uno o bien dos protones, es decir, la base o bien el ácido conjugado de un tampón de carbonato de hidrógeno/ácido carbónico. Un ejemplo de una sustancia tampón que se puede agregar a la solución del agente oxidante es el hipofosfato sódico (ácido) que forma en la mezcla de reacción un tampón de fosfato carbonatado/fosfato bicarbonatado. También son adecuados otros sistemas de tampón, siempre y cuando formen un sistema de tampón efectivo en la gama de pH requerida, y que sean inofensivos para el agua potable o de beber. Sorprendentemente se obtiene una reacción particularmente veloz y sobre todo totalmente cuantitativa del clorito en dióxido de cloro si se introducen en la solución reactiva cuando menos cantidades catalíticas de iones de algún metal de transición, de preferencia en forma de sales de plata, pero también en forma de sales de hierro, sales de manganeso o (siempre y cuando esto sea tolerable para la aplicación subsiguiente de la solución de dióxido de cloro) , sales de cobre. El origen de éste efecto todavía no se ha podido establecer con exactitud, pero es probable que éstos iones intervengan directamente en el mecanismo "redox" de la reacción. En principio se le pueden agregar a la mezcla reactiva en cualquier momento, o sea que, por ejemplo, podrían ya estar presentes en la solución acuosa de clorito o de agente oxidante. Sin embargo es igualmente posible una adición posterior de los iones. Los productos de precipitación que eventualmente se pueden producir como producto acompañante (por ejemplo AgCl o lo similar) en la mezcla de reacción o de producto, mismos que se darían a notar mediante un enturbiamiento, se pueden separar de la manera usual después de haberse obtenido un grado de reacción suficiente. A continuación la invención se explica en base a ejemplos de realización.

Ejemplo 1 Preparación de una solución acuosa que contiene dióxido de cloro 16.45 gramos de una solución acuosa de clorito de sodio que se obtiene en el comercio, con un contenido de 300 gramos de clorito de sodio por litro de solución (por ejemplo el Clorito de Sodio 300 W de la firma Degussa) se diluyen con agua hasta 900 ml . A ésta solución de clorito de sodio diluida se agregan 2 gramos de carbonato de sodio y se disuelven en ella. La solución resultante (solución de educto 1) tiene un valor pH de aproximadamente 12. Se disuelven 5.33 gramos de sulfato peróxido y 2.15 gramos de hipofosfato sódico (ácido) en 100 ml de agua. El valor pH de la solución resultante (solución de educto 2) es de aproximadamente 2. La solución de educto 2 se agrega a la solución de educto 1 y se entremezcla con ésta última. Dentro de un lapso de 1 minuto el valor pH se ajusta en 7.5. Este valor pH se estabiliza mediante el tampón resultante de carbonato de sodio/ácido carbónico. En la mezcla acuosa de reacción se desarrolla dióxido de cloro de acuerdo con 2 CIO, + S2082~ ? 2 CIO, + 2 SO, 2- Puesto que ninguno de los eductos de la ecuación de reacción indicada se encuentra en exceso, se requieren aproximadamente 12 horas hasta que han reaccionado en su totalidad. Después de la reacción están presentes aproximadamente 3 gramos de dióxido de cloro por litro de solución.

Ejemplo 2 Preparación de una solución acuosa que contiene dióxido de cloro Se procede de la misma manera que en el ejemplo 1, pero sin embargo para la preparación de la solución del educto 1 se mezclan 5.04 gramos de una mezcolanza (mezcla) de sólidos que contiene 80 % en peso de clorito de sodio y 20 % en peso de cloruro de sodio primero con 2 g de carbonato de sodio y después con agua, hasta que el volumen total llega a 900 ml . La mezcla de sólidos y el carbonato de sodio se disuelven en el agua, con lo que en la solución resultante (solución de educto 1) el valor del pH se ajusta en aproximadamente 12.

Ejemplo 3 Aceleración catalítica de la reacción Para efectos comparativos se preparó una solución acuosa que contiene dióxido de cloro por una parte (a) sin que se encontraran presentes iones Ag+, y por otra parte (b) en presencia de iones Ag+ . a) 2.81 g de NaHS04 y 9.5 g de Na2S208 se disuelven en 100 ml de agua, con lo que el valor pH se ajusta en 2 aproximadamente. La solución obtenida se mezcla con 900 ml de una solución alcalina (pH 12), la cual contiene 3 g de C102~ y 2 g de Na2C03. En pocos segundos el pH de la mezcla reactiva se ajusta entre 7 y 8. Después de 12 días se llega a una tasa de reacción del 95% referida al clorito. Con respecto al desarrollo de la reacción remitimos a la figura 1 a continuación. Se procede de la misma manera que para (a) , pero a la mezcla de la reacción se le adicionan inmediatamente 35 mg de AgN03. Después de 12 días se llega a una tasa de reacción del 99.8 % referida al clorito. Con respecto al desarrollo de la reacción remitimos a la figura 1 a continuación.

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES Procedimiento para la preparación de una solución desinfectante que contiene dióxido de cloro y se puede aplicar directamente para el tratamiento de agua, que se caracteriza por el hecho de que comprende las siguientes etapas: preparar una mezcla reactiva acuosa que contiene clorito y un agente oxidante libre de halógenos, siendo que el agente oxidante esta contenido en una cantidad que se encuentra entre una y dos veces la cantidad estequiométricamente requerida para oxidar el clorito y convertirlo en dióxido de cloro, - ajustar el valor de pH entre 5.5 y 9.5 en la mezcla de reacción acuosa, hacer reaccionar la mezcla de reacción a temperatura ambiente sin separar el dióxido de cloro resultante. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza por el hecho de que para preparar la mezcla de la reacción acuosa se mezclan entre sí una solución acuosa del clorito con un valor pH por arriba de 9.5 y una solución acuosa del agente oxidante, y la solución del agente oxidante contiene un donador de protones para ajustar el valor del pH .
2. 2. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 o 2, que se caracteriza por el hecho de que en la solución reactiva acuosa se ajusta en un valor pH entre 6 y 9. 4. Procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por el hecho de que para la solución de agente oxidante se emplea sodio peróxodisulfato como agente oxidante y que la relación molar de clorito con respecto al peróxodisulfato se ajusta en un valor entre 1 y 2, de preferencia entre 1.75 y 2. 5. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 2, que se caracteriza por el hecho de que a la solución acuosa de clorito o a la solución acuosa de agente oxidante comprende una sustancia tampón, la cual forma en la solución reactiva un sistema de tampón que es efectivo entre pH 5.5 y pH 9.5. 6. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 5, que se caracteriza por el hecho de que la solución acuosa de clorito contiene carbonato de sodio como sustancia tampón. 7. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 5, que se caracteriza por el hecho de que la solución acuosa del agente oxidante contiene hipofosfato sódico como sustancia tampón. 8. Procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por el hecho de que la mezcla de la reacción contiene una cantidad catalíticamente efectiva de iones de un metal de transición, de preferencia iones de plata o iones de cobre. 9. Procedimiento para el tratamiento de agua que se caracteriza por el hecho de que comprende las siguientes etapas: preparar una mezcla reactiva acuosa que contiene clorito y un agente oxidante libre de halógenos, siendo que el agente oxidante esta contenido en una cantidad que se encuentra entre una y dos veces la cantidad estequiométricamente requerida para oxidar el clorito y convertirlo en dióxido de cloro, ajustar el valor de pH entre 5.5 y 9.5 en la mezcla de reacción acuosa, hacer reaccionar la mezcla de reacción a temperatura ambiente sin separar el dióxido de cloro resultante, mezclar la mezcla de reacción que contiene dióxido de cloro con una solución acuosa a ser tratada, tal como agua potable o de beber, agua para baños, agua de uso o aguas negras. 10. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, que se caracteriza por el hecho de que la mezcla de la reacción contiene una cantidad catalíticamente activa de iones de un metal de transición, de preferencia iones de plata o iones de cobre. RESUMEN En el presente procedimiento se parte de una solución de reacción acuosa que comprende un clorito y un agente oxidante libre de halógenos en exceso estequiométrico de hasta el doble. Esta solución reactiva se ajusta a un valor de pH entre 5.5 y 9.5, de preferencia entre 6 y 9, y se hace reaccionar durante tanto tiempo a temperatura ambiente hasta que el clorito se ha convertido casi completamente en dióxido de cloro. De ésta forma se obtiene una solución que contiene dióxido de cloro libre de clorito residual, pero también libre de clorato y otros subproductos indeseables, y que se puede emplear directamente como tal para el tratamiento de aguas. Para la preparación de la mezcla de la reacción de preferencia se mezclan entre sí una solución acuosa del clorito con un valor de pH por arriba de 9.5 y una solución acuosa del agente oxidante, siendo que el valor del pH de la mezcla de la reacción acuosa con la ayuda de un donador de protones contenido en la solución del agente oxidante. Al usuario se le puede proporcionar por lo tanto convenientemente una liga reactiva constituida por dos componentes que ya únicamente tiene que mezclar en una proporción predeterminada para poderse preparar el mismo una solución fresca de dióxido de cloro libre de clorato. Adicionalmente resulta conveniente agregar a la solución acuosa de clorito o a la solución acuosa del agente oxidante una sustancia tampón, que forme en la mezcla reactiva un sistema de tampón efectivo entre un pH de 5.5 y un pH de 9.5. Mediante esto se logra una estabilización adicional del valor de pH ajustado. La presencia preferida en la mezcla reactiva de cuando menos cantidades catalíticas de iones de plata o de iones de otros metales de transición ejerce una influencia positiva en la reacción de iones de clorito para ser convertidos en dióxido de cloro.