ES2240364T3 - Metodo para la desinfeccion y control de legionelosis en sistemas de suministro de agua caliente. - Google Patents
Metodo para la desinfeccion y control de legionelosis en sistemas de suministro de agua caliente.Info
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Abstract
Procedimiento de tratamiento en continuo de un agua, caracterizado porque utiliza un dispositivo que comprende un recipiente (3) de preparación de un electrólito, una bomba de inyección (5) en continuo de dicho electrólito en un reactor que contiene un ánodo (7) y un cátodo (8), un conducto de inyección (12) de la solución electrolizada en una canalización (1) de agua, unos medios de medición (2) del caudal de agua en circulación por dicha canalización, unos medios de regulación (14) de la intensidad de la corriente entre el ánodo y el cátodo y del caudal de inyección del electrólito, y porque: - se estabiliza el pH de la solución electrolítica entre 4 y 5, - se regula la intensidad de la corriente en el reactor para que el grado de cloro libre en el agua en tratamiento quede comprendido entre 2 y 3, 5 mg/l, - se inyecta en continuo la solución electrolizada en dicha canalización, regulando el caudal de dicha bomba de inyección (5) en función del caudal de agua, en la canalización.
Description
Método para la desinfección y control de
legionelosis en sistemas de suministro de agua caliente.
La presente invención se refiere al campo de
desinfección y de lucha contra la legionelosis en los equipos de
almacenamiento, de producción y en el conjunto de los circuitos de
distribución de agua caliente sanitaria.
Se conocen dispositivos de producción de cloro
libre a partir de electrólitos constituidos por agua y sales
(cloruro sódico) en fuertes concentraciones, por ejemplo entre 65 y
150 g/l.
Se conocen también dispositivos de electrólisis
con compartimientos separados destinados a transformar
electroquímicamente una solución de agua y de sales con obtención de
cloro molecular gaseoso (Cl_{2}) en las cámaras anódicas.
Estos tipos de instalación están destinados a una
producción de una solución que contiene cloro libre o a la
producción de cloro gaseoso para su almacenamiento y a una operación
de desinfección en forma discontinua. Por otra parte, para obtener
buenos rendimientos de transformación, se recicla la solución
electrolítica en el reactor electrolítico, lo cual impide la
utilización de estas técnicas para la inyección en continuo del
cloro libre en el agua.
Las soluciones electrolíticas utilizadas en estos
dispositivos (fuertemente cargados de sal) engendran, tras la
transformación electroquímica, unos productos que contienen de 30 a
70 g/l de cloruro. La utilización de estos productos para la
desinfección y la lucha contra la legionelosis en los equipos de
producción, de almacenamiento y en los circuitos de distribución de
agua caliente sanitaria plantea problemas de corrosión, ligados al
aumento del grado de cloruro en el agua tras la inyección de estos
productos.
Hay que señalar también que las soluciones
procedentes de técnicas electrolíticas citadas se caracterizan por
un pH alcalino desfavorable para la formación del cloro libre activo
y para el efecto bacterícida.
La presente invención presenta en cambio la
ventaja de permitir producir por electrólisis una solución de
desinfección específica para los equipos de almacenamiento, de
producción y en los circuitos de distribución de agua caliente. Esta
solución obtenida por electrólisis de un electrólito que contiene
agua y sal (cloruro de sodio), por ejemplo a una concentración no
superior a los 30 g/l, así como ácido clorhídrico para realizar un
pH comprendido entre 4 y 5, suministra después de la transformación
electroquímica un producto que contiene cloro libre, por ejemplo del
orden de 3 g/l, de un pH sensiblemente neutro favorable para la
formación del cloro libre activo y con efecto bacterícida.
Además, la invención permite la inyección
permanente del cloro libre en el agua destinada a la calefacción sin
modificar su pH y con un aumento del grado de cloruro que no rebasa
los 10 mg/l, lo cual preserva los equipos contra la corrosión.
La presente invención permite igualmente una
automatización completa del funcionamiento, asegurando una
desinfección permanente sin riesgo de efectos secundarios
nefastos.
La presente invención permite la producción de
una solución que contiene cloro libre, para la desinfección y la
lucha contra la legionelosis en los equipos de almacenamiento, de
producción y en los circuitos de distribución de agua caliente.
La invención se refiere a un procedimiento para
el tratamiento en continuo de un agua que utiliza un dispositivo que
comprende un recipiente de preparación de un electrólito, una bomba
de inyección del electrólito en un reactor que contiene un ánodo y
un cátodo, un conducto de inyección de la solución electrolizada en
una canalización de agua, unos medios de medición del caudal de agua
en circulación en dicha canalización, unos medios de regulación de
la intensidad de la corriente entre el ánodo y el cátodo y del
caudal de inyección del electrólito. En el procedimiento, se regula
el caudal de la bomba de inyección en función del caudal de agua
existente en dicha canalización, y se inyecta en continuo la
solución electrolizada, se regula la intensidad de la corriente en
el electrolizador para que el grado de cloro libre en el agua que se
trata esté comprendido entre 2 y 3,5 mg/l, estabilizándose el pH de
la solución electrolítica entre 4 y 5.
El recipiente de preparación puede comprender una
sonda de medición del pH de la solución electrolítica.
El recipiente de preparación puede comprender
unos medios de regulación del pH del electrólito.
Los medios de regulación del caudal de inyección
y/o de la intensidad de corriente pueden actuar en función del
caudal de agua fría en la canalización.
La solución electrolítica puede estar compuesta
de agua, de cloruro sódico y de ácido clorhídrico.
La concentración en cloruro sódico de la solución
electrolítica puede no exceder de 30 g/l.
La concentración en ácido clorhídrico de dicha
solución electrolítica puede ajustarse de tal manera que el valor pH
de la solución quede estabilizado entre 4 y 5.
El cátodo puede estar constituido por varillas de
acero montadas verticalmente y soldadas sobre una placa circular de
tal manera que el conjunto presente una geometría cilíndrica.
El ánodo puede estar constituido por un cilindro
metálico situado en el centro del cátodo, de preferencia en chapa
desplegada.
El cilindro puede estar revestido de óxido de
iridio y/o de rutenio.
El conjunto de cátodo y ánodo puede tener una
altura de aproximadamente 300 mm y un diámetro exterior de
aproximadamente 300 mm.
Se comprenderá mejor la presente invención y sus
ventajas aparecerán más claramente por la lectura de la descripción
del ejemplo de realización siguiente, en modo alguno limitativo e
ilustrado por las figuras adjuntas, entre las cuales:
- La figura 1 muestra el esquema general del
dispositivo según la invención.
- La figura 2 ilustra esquemáticamente los
electrodos del reactor de electrólisis.
- La figura 3 ilustra los equilibrios HClO y ClO
en función del pH.
- La figura 4 muestra un ejemplo de regulación de
la intensidad de la corriente en el electrolizador en función del
caudal de agua en tratamiento.
En la figura 1, la referencia 1 designa un
conducto de alimentación de agua que debe tratarse según la
invención. Un caudalímetro 2 situado en el conducto mide en continuo
el caudal de agua con el fin de adaptar el tratamiento al volumen de
agua. El caudalímetro es por ejemplo un contador por impulsos que
permite mediciones de caudales de hasta 15 m^{3}/h. En una versión
preferida, el caudalímetro permite la medición de caudal dentro de
los límites de 100 l/h a 15 m^{3}/h.
El dispositivo comprende un depósito 3 de
almacenamiento y de preparación de la solución electrolítica. La
solución electrolítica está constituida por agua destilada, cloruro
sódico y ácido clorhídrico. La concentración en sal de la solución
está comprendida entre 20 y 30 g/l. La cantidad añadida de ácido
clorhídrico es tal que permite estabilizar el pH entre 4 y 5 de la
solución electrolítica preparada en el recipiente 3.
En una versión preferida, la solución
electrolítica tiene un pH de aproximadamente 5 y una concentración
en cloruro sódico de aproximadamente 30 g/l.
El depósito de almacenamiento 3 de la solución
electrolítica está equipado con una sonda 4 de detección del nivel
bajo del electrólito. En caso de falta de producto, se dispara una
alarma.
Una bomba de inyección y de alimentación 5
transfiere la solución electrolítica de caudal variable hasta 10 l/h
hacia un electrolizador 6.
En una versión preferida de esta invención la
bomba es del tipo dosificadora, suministrando un caudal que puede
estar comprendido entre 500 ml/h y 10 l/h. La admisión de solución
electrolítica se realiza de preferencia en la parte baja del
electrolizador.
Un reactor de electrólisis o electrolizador 6
está constituido por una cámara que contiene un ánodo 7 y un cátodo
8 comunicados con un generador 9 de corriente de intensidad variable
que puede alcanzar los 140 amperios bajo 12 voltios.
El reactor de electrólisis está equipado con una
doble envoltura 10 dentro de la cual circula un flúido de
enfriamiento, por ejemplo agua, que permite mantener el medio
reaccional a una temperatura inferior a 30ºC.
En una versión preferida de esta invención la
envoltura del reactor de electrólisis está hecha con polipropileno y
tiene una forma cilíndrica.
La figura 2 representa un cátodo 8 constituido
por un conjunto de varillas 11 de acero inoxidable. Estas varillas
están ensambladas verticalmente y soldadas sobre una placa circular
de acero inoxidable, de tal manera que el conjunto presenta una
geometría cilíndrica para el cátodo. El ánodo 7 tiene forma de
cilindro de titanio cubierto de óxido mixto de iridio y de rutenio,
situado en el centro de la caja formada por el cátodo 8 y por el
reactor electrolítico 10. De preferencia, el ánodo está hecho con
metal desplegado, es decir, del tipo de chapa perforada o rejilla.
Así pues, el líquido en electrólisis circula eficazmente por el
electrolizador.
Tal disposición favorece la reacción
electroquímica creada por el ánodo y el cátodo, siendo permitidos
particularmente los movimientos de los líquidos, favorables para la
reacción, gracias a las formas respectivas de ánodo/cátodo.
Según una forma de realización, el cátodo está
constituido por 39 barras de 10 mm de diámetro, espaciadas en 10 mm,
en un circulo de aproximadamente 300 mm de diámetro. La altura del
cátodo es de 300 mm. Las placas circulares (300 mm de diámetro)
sobre las cuales quedan fijadas las barras 11 son de acero
inoxidable de 3 mm de espesor.
El ánodo es un cilindro de chapa, preferentemente
desplegada, de titanio de aproximadamente 2 mm formada en
configuración de cilindro, de un diámetro de 280 mm y de 300 mm de
altura. La pared del ánodo está de preferencia cubierta de óxido de
iridio y de rutenio, o un material equivalente.
Los electrodos utilizados para el reactor
electrolítico (ánodo y cátodo) pueden funcionar con una densidad de
corriente que puede llegar a 500 A/m^{2}.
De preferencia, los electrodos quedan sometidos a
densidades de corriente que varía de 100 a 500 A/m^{2}.
Los electrodos están conectados a un generador 9
de corriente continua estabilizada y filtrada que suministra una
intensidad de corriente que puede regularse y controlarse entre 4 y
140 A.
La solución que ha sufrido una transformación
electroquímica dentro del electrolizador se inyecta en la red 1 de
alimentación de agua fría por medio de un conducto 12 cuyo orificio
está, de preferencia, alejado de la alimentación con solución
electrolítica y situado en la parte alta del electrolizador. El
conducto 12 desemboca en el conducto 1 por una sonda de inyección 13
equipada con una chapaleta unidireccional.
La sonda de inyección 13 puede ser un tubo de
polipropileno equipado con una chapaleta unidireccional bajo la
forma de una bola montada sobre un resorte.
El conjunto de los componentes del dispositivo
según la invención está concebido para un funcionamiento bajo
presiones de hasta 10 bares.
El funcionamiento del dispositivo está regido por
medios electrónicos 14, que comprenden una tarjeta electrónica que
permite el control y la regulación del conjunto del sistema actuando
sobre la regulación de la corriente de electrólisis, teniendo en
cuenta el valor del caudal de agua fría medido por el caudalímetro
2, medición simbolizada por la flecha 15. El caudal de alimentación
suministrado por la bomba 5 puede ser también regulado.
Los parámetros mayores de regulación en el
dispositivo objeto de esta invención son la variación del caudal de
inyección de la solución que contiene el cloro libre en función del
caudal de alimentación de agua fría y la variación de la intensidad
de corriente en función de la variación del caudal de inyección.
La solución llamada electrolítica introducida en
el electrolizador, sometida al paso de una corriente continua por
electrodos apropiados, se convierte en el asiento de las siguientes
reacciones:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El cloro libre se compone esencialmente de HClO y
ClO. El efecto bactericida es máximo cuando el cloro se encuentra
bajo la forma de HClO, que se denomina entonces cloro libre activo.
Con pH alcalinos, el equilibrio es favorable a ClO, mientras que
tratándose de Ph neutros o ácidos el equilibrio es favorable a
HClO.
La presente invención permite obtener después de
la electrólisis, por el ajuste inicial del valor pH a
aproximadamente 5 dentro del recipiente 3 de solución electrolítica
por adición de ácido clorhídrico, un líquido en el electrolizador
que contiene cloro libre con un pH próximo a 7. Se encuentra así el
cloro libre a más de 60% bajo la forma de cloro libre activo,
contrariamente a los procedimientos clásicos que consiguen
soluciones alcalinas en las cuales el pH como máximo es de 8 y donde
el cloro libre no se encuentra más que en un 20% bajo la forma de
cloro libre activo. La figura 3 presenta las curvas de distribución
(en porcentaje de masa en ordenada) de las especies HClO y ClO en
función del pH, en abscisa. Con el pH 7, hay aproximadamente 70% de
HClO.
Conforme a la invención y gracias a una
regulación adaptada de la intensidad de corriente y del caudal de la
inyección en función del caudal de alimentación de los equipos de
almacenamiento y producción de agua caliente, el aumento de los
cloruros en el agua no excede en ningún caso de 10 mg/l utilizando
una solución electrolítica con una concentración inicial de cloruro
que queda siendo inferior a 20 g/l. Estas condiciones de
funcionamiento protegen contra los riesgos de corrosión conocidos al
realizarse la inyección de cloro libre.
La figura 4 muestra un ejemplo de regulación de
intensidad de corriente (en amperios en ordenada) en función del
caudal de alimentación en agua fría (en m^{3}/hora en
abscisa).
El líquido que sale del reactor electrolítico
contiene de 2 a 4 g/l de cloro libre según la intensidad de
corriente y del caudal de inyección.
En una versión preferida de esta invención, el
líquido que sale del reactor electrolítico contiene una
concentración de cloro libre de 2,5 a 3 g/l.
Según la presente invención, el caudal de
inyección del líquido de desinfectación y de lucha contra la
legionelosis se regula en función del caudal de agua fría que
alimenta los equipos de almacenamiento y de producción de agua
caliente, para disponer una concentración del agua fría desinfectada
en cloro libre de 2 a 3,5 mg/l y tras su calentamiento y su
distribución, una concentración de cloro libre de 1 a 3 mg/l sin
rebasar sin embargo 3 mg/l para evitar la formación de
trihalometanos.
Ventajosamente, el caudal de inyección del
líquido de desinfección se regula de manera que el agua fría
contenga de 2 a 2,5 mg/l de cloro libre, y de 1 a 2 mg/l de cloro
libre después de su calentamiento y su distribución, cualquiera que
sea el tiempo de almacenamiento, realizándose las gamas de
concentraciones conforme a la circular de la DGS Nº 97/311 del 24 de
abril de 1997 sobre la vigilancia y la prevención de la
legionelosis.
Claims (9)
1. Procedimiento de tratamiento en continuo de
un agua, caracterizado porque utiliza un dispositivo que
comprende un recipiente (3) de preparación de un electrólito, una
bomba de inyección (5) en continuo de dicho electrólito en un
reactor que contiene un ánodo (7) y un cátodo (8), un conducto de
inyección (12) de la solución electrolizada en una canalización (1)
de agua, unos medios de medición (2) del caudal de agua en
circulación por dicha canalización, unos medios de regulación (14)
de la intensidad de la corriente entre el ánodo y el cátodo y del
caudal de inyección del electrólito, y porque:
- se estabiliza el pH de la solución
electrolítica entre 4 y 5,
- se regula la intensidad de la corriente en el
reactor para que el grado de cloro libre en el agua en tratamiento
quede comprendido entre 2 y 3,5 mg/l,
- se inyecta en continuo la solución
electrolizada en dicha canalización, regulando el caudal de dicha
bomba de inyección (5) en función del caudal de agua, en la
canalización.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual se mide el pH de la solución electrolítica con una sonda
situada dentro de dicho recipiente de preparación.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el cual dicho recipiente de preparación comprende unos medios de
regulación del pH del electrólito.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el cual la citada solución
electrolítica se compone de agua, de cloruro sódico y de ácido
clorhídrico.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en
el cual la concentración de cloruro sódico de dicha solución
electrolítica no excede de 30 g/l.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el cual dicho cátodo está
constituido por unas varillas (11) de acero montadas verticalmente y
soldadas sobre una placa circular de manera que el conjunto presenta
una geometría cilíndrica.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el cual dicho ánodo está
constituido por un cilindro metálico situado en el centro del
cátodo.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en
el cual el citado cilindro está revestido de óxido de iridio y/o de
rutenio.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el cual el conjunto cátodo y ánodo
tiene una altura de aproximadamente 300 mm y un diámetro exterior de
aproximadamente 300 mm.
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