Productos químicos para tratamiento de agua

- Jul 28, 2017-

Productos químicos para tratamiento de agua

Para el tratamiento químico del agua, se puede aplicar una gran variedad de productos químicos. A continuación, se resumen los diferentes tipos de productos químicos para el tratamiento del agua.

AlguicidasAntifoámicosBiocidasAceites químicos en el aguaAlcoagulantesInhibidores de la corrosiónDisinfectantesFloculantesAgentes neutralizantesOxidantesBloqueadores de oxigenoacondicionador de pHAlgodón de resinaInhibidores de escamas

Alguicidas

Los alguicidas son sustancias químicas que matan algas y algas azules o verdes, cuando se agregan al agua. Los ejemplos son sulfato de cobre , sales de hierro , sales de colofonia amina y cloruro de benzalconio. Los algicidas son efectivos contra las algas, pero no son muy útiles para la proliferación de algas por razones ambientales.
El problema con la mayoría de los alguicidas es que matan todas las algas presentes, pero no eliminan las toxinas que liberan las algas antes de la muerte.

 

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Antiespumantes

La espuma es una masa de burbujas creadas cuando ciertos tipos de gas se dispersan en un líquido. Películas fuertes de líquido que rodean las burbujas, formando grandes volúmenes de espuma no productiva.
La causa de la espuma es un estudio complicado en la química física, pero ya sabemos que su existencia presenta serios problemas tanto en la operación de los procesos industriales como en la calidad de los productos terminados. Cuando no se mantiene bajo control, la espuma puede reducir la capacidad de los equipos y aumentar la duración y los costos de los procesos.
Las mezclas antiespumantes contienen aceites combinados con pequeñas cantidades de sílice. Desmenuzan la espuma gracias a dos de las propiedades de la silicona: incompatibilidad con sistemas acuosos y facilidad de dispersión. Los compuestos antiespumantes están disponibles como polvo o como una emulsión del producto puro.

Polvo
El polvo antiespumante cubre un grupo de productos basados ​​en polidimetilsiloxano modificado. Los productos varían en sus propiedades básicas, pero como grupo presentan un antiespumante excelente en una amplia gama de aplicaciones y condiciones.
Los antiespumantes son químicamente inertes y no reaccionan con el medio desespumado. Son inodoros, insípidos, no volátiles, no tóxicos y no corroen los materiales. La única desventaja del producto en polvo es que no se puede usar en soluciones acuosas.

Emulsiones
Las emulsiones antiespumantes son emulsiones acuosas de fluidos de polidimetilsiloxano. Tienen las mismas propiedades que la forma en polvo, la única diferencia es que también se pueden aplicar en soluciones acuosas.

 

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Biocidas

Ver desinfectantes

La información detallada sobre biocidas también está disponible aquí

Productos químicos de agua de caldera

Los productos químicos para agua de caldera incluyen todos los químicos que se usan para las siguientes aplicaciones:
· Eliminación de oxígeno ;
· Inhibición de escala;
· Inhibición de la corrosión;
· Antiespumante;
· Control de alcalinidad.

Coagulantes

Cuando se hace referencia a los coagulantes, se prefieren los iones positivos con alta valencia. Generalmente se aplica aluminio y hierro , aluminio como Al2 (SO4) 3- (aluina) y hierro como FeCl3 o Fe2 (SO4 ) 3- . También se puede aplicar la forma relativamente barata de FeSO 4 , a condición de que se oxide a Fe 3+ durante la aireación.
La coagulación es muy dependiente de las dosis de coagulantes, el pH y las concentraciones de coloides. Para ajustar los niveles de pH, el Ca (OH) 2 se aplica como co-floculento. Las dosis generalmente varían entre 10 y 90 mg Fe 3+ / L, pero cuando hay sales, se debe aplicar una dosis más alta.

Inhibidores de corrosión

La corrosión es un término general que indica la conversión de un metal en un compuesto soluble.
La corrosión puede provocar la falla de partes críticas de los sistemas de calderas, la deposición de productos de corrosión en áreas críticas de intercambio de calor y la pérdida general de eficiencia.
Es por eso que los inhibidores de corrosión a menudo se aplican. Los inhibidores son sustancias químicas que reaccionan con una superficie metálica, dando a la superficie un cierto nivel de protección. Los inhibidores a menudo trabajan adsorbiéndose en la superficie metálica, protegiendo la superficie metálica formando una película.

Hay cinco tipos diferentes de inhibidores de corrosión. Estos son:
1) inhibidores de pasividad (pasivadores). Estos causan un desplazamiento del potencial de corrosión, forzando la superficie metálica hacia el rango pasivo. Los ejemplos de inhibidores de pasividad son aniones oxidantes, tales como cromato, nitrito y nitrato e iones no oxidantes tales como fosfato y molibdato. Estos inhibidores son los más eficaces y, en consecuencia, los más utilizados.
2) inhibidores catódicos. Algunos inhibidores catódicos, como los compuestos de arsénico y antimonio, funcionan dificultando la recombinación y la descarga de hidrógeno. Otros inhibidores catódicos, iones tales como calcio, zinc o magnesio, pueden precipitarse como óxidos para formar una capa protectora sobre el metal.
3) Inhibidores orgánicos. Estos afectan toda la superficie de un metal corroído cuando está presente en cierta concentración. Los inhibidores orgánicos protegen el metal formando una película hidrofóbica en la superficie del metal. Los inhibidores orgánicos se adsorberán según la carga iónica del inhibidor y la carga en la superficie.
4) inhibidores inductores de precipitaciones Estos son compuestos que causan la formación de precipitados en la superficie del metal, proporcionando así una película protectora.
Los inhibidores más comunes de esta categoría son silicatos y fosfatos.
5) Inhibidores de corrosión volátiles (VCI). Estos son compuestos transportados en un entorno cerrado al sitio de corrosión por volatilización de una fuente. Los ejemplos son morfolina e hidrazina y sólidos volátiles tales como sales de diciclohexilamina, ciclohexilamina y hexametilen-amina. Al contacto con la superficie del metal, el vapor de estas sales se condensa y se hidroliza por la humedad, para liberar iones protectores.

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Desinfectantes

Los desinfectantes matan microorganismos no deseados presentes en el agua. Hay varios tipos diferentes de desinfectantes:
· Cloro (dosis 2-10 mg / L)
· Dioxido de cloro
· Ozono
· Hipoclorito

Desinfección con dióxido de cloro
El ClO 2 se usa principalmente como un desinfectante primario para aguas superficiales con problemas de olores y sabores. Es un biocida efectivo a concentraciones tan bajas como 0.1 ppm y en un amplio rango de pH. ClO 2 penetra en la pared celular bacteriana y reacciona con aminoácidos vitales en el citoplasma de la célula para matar a los organismos. El subproducto de esta reacción es clorito.
El dióxido de cloro desinfecta de acuerdo con el mismo principio que el cloro, sin embargo, a diferencia del cloro, el dióxido de cloro no tiene efectos nocivos en la salud humana.

Desinfección con hipoclorito
El hipoclorito se aplica de la misma manera que el dióxido de cloro y el cloro. La hipocloración es un método de desinfección que ya no se utiliza ampliamente, ya que una agencia ambiental demostró que el hipoclorito para la desinfección en agua era la causa de la consistencia del bromato en el agua.

Desinfección con ozono
El ozono es un medio de oxidación muy fuerte, con una vida útil notablemente corta. Consiste en moléculas de oxígeno con un átomo de O extra para formar O 3 . Cuando el ozono entra en contacto con el olor, las bacterias o los virus, el átomo de O adicional los descompone directamente, por medio de la oxidación. El tercer átomo de O de las moléculas de ozono se pierde y solo queda oxígeno.

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Los desinfectantes se pueden usar en diversas industrias. El ozono se utiliza en la industria farmacéutica, para la preparación de agua potable, para el tratamiento del agua de proceso, para la preparación de agua ultrapura y para la desinfección de superficies.
El dióxido de cloro se utiliza principalmente para la preparación de agua potable y la desinfección de tuberías.

Cada técnica de desinfección tiene sus ventajas específicas y su propio área de aplicación. En la tabla a continuación se muestran algunas de las ventajas y desventajas:

TecnologíaAmbientalmente amigableByproductsEffectivityInvestmentCostes de operaciónFluidsSurfacesOzone ++++ - +++++ UV ++++++ / - +++++ Dióxido de cloro + / - + / - +++++++ - Cloro gaseoso ----- ++++ / --- Hipoclorito- ---- ++++ / ---

Floculantes

Para promover la formación de flóculos en el agua que contiene sólidos en suspensión, se aplican floculantes de polímeros (polielectrolitos) para promover la formación de enlaces entre las partículas. Estos polímeros tienen un efecto muy específico, dependiendo de sus cargas, su peso molar y su grado molecular de ramificación. Los polímeros son solubles en agua y su peso molar varía entre 10 5 y 10 6 g / mol.
Puede haber varias cargas en un floculante. Hay polímeros catiónicos, basados ​​en nitrógeno, polímeros aniónicos, basados ​​en iones carboxilato y poliampolitos, que llevan cargas positivas y negativas.

Agentes neutralizantes (control de alcalinidad)

Para neutralizar los ácidos y lo básico, utilizamos una solución de hidróxido de sodio (NaOH), carbonato de calcio o una suspensión de cal (Ca (OH) 2 ) para aumentar los niveles de pH. Usamos ácido sulfúrico diluido (H 2 SO 4 ) o ácido clorhídrico diluido (HCl) para disminuir los niveles de pH. La dosis de agentes neutralizantes depende del pH del agua en un recipiente de reacción. Las reacciones de neutralización provocan un aumento de la temperatura.

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Oxidantes

Los procesos de oxidación química usan oxidantes (químicos) para reducir los niveles de DQO / DBO y para eliminar los componentes inorgánicos orgánicos y oxidables. Los procesos pueden oxidar completamente los materiales orgánicos a dióxido de carbono y agua, aunque a menudo no es necesario operar los procesos a este nivel de tratamiento.
Una amplia variedad de productos químicos de oxidación están disponibles. Los ejemplos son:
· Peróxido de hidrógeno ;
· Ozono;
· Ozono y peróxido combinados;
· Oxígeno.

Peróxido de hidrógeno
El peróxido de hidrógeno es ampliamente utilizado gracias a sus propiedades; es un oxidante seguro, efectivo, poderoso y versátil. Las principales aplicaciones del H 2 O 2 son la oxidación para ayudar a controlar el olor y el control de la corrosión, la oxidación orgánica, la oxidación de los metales y la oxidación de la toxicidad. Los contaminantes más difíciles de oxidar pueden requerir que el H 2 O 2 se active con catalizadores como hierro, cobre, manganeso u otros compuestos de metales de transición.

Ozono
El ozono no solo puede aplicarse como desinfectante; también puede ayudar a la eliminación de contaminantes del agua por medio de la oxidación. Luego, el ozono purifica el agua al descomponer los contaminantes orgánicos y convertir los contaminantes inorgánicos en una forma insoluble que luego puede filtrarse. El sistema de ozono puede eliminar hasta veinticinco contaminantes.
Los productos químicos que se pueden oxidar con ozono son:
· Halógenos orgánicos absorbibles;
· Nitrito;
· Hierro;
· Manganeso;
· Cianuro;
· Pesticidas;
· Oxido de nitrógeno;
· Sustancias olorosas;
· Hidrocarburos clorados;
· PCB's.

Oxígeno
El oxígeno también se puede aplicar como un oxidante, por ejemplo para realizar la oxidación de hierro y manganeso . Las reacciones que ocurren durante la oxidación por el oxígeno suelen ser bastante similares.
Estas son las reacciones de la oxidación de hierro y manganeso con oxígeno:
2 Fe 2+ + O 2 + 2 OH - -> Fe 2 O 3 + H 2 O
2 Mn 2+ + O 2 + 4 OH - -> 2 MnO 2 + 2 H 2 O

 

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Carroñeros de oxígeno

La eliminación de oxígeno significa evitar que el oxígeno presente reacciones de oxidación. La mayoría de los compuestos orgánicos naturales tienen una carga ligeramente negativa. Debido a eso, pueden absorber moléculas de oxígeno, ya que éstas tienen una carga ligeramente positiva, para evitar que se produzcan reacciones de oxidación en el agua y otros líquidos.
Los captadores de oxígeno incluyen productos volátiles, como hidracina (N 2 H 4 ) u otros productos orgánicos como carbohidrazina, hidroquinona, dietilhidroxietanol, metiletilcetoxima, pero también sales no volátiles, como sulfito de sodio (Na 2 SO 3 ) y otros compuestos inorgánicos. o derivados de los mismos Las sales a menudo contienen compuestos catalizadores para aumentar la velocidad de reacción con oxígeno disuelto, por ejemplo cloruro de cobalto.

Acondicionadores de pH

El agua municipal a menudo se ajusta al pH, para evitar la corrosión de las tuberías y para evitar la disolución del plomo en los suministros de agua. Durante el tratamiento del agua, también se pueden requerir ajustes de pH. El pH sube o baja mediante la adición de elementos básicos o ácidos. Un ejemplo de reducción del pH es la adición de cloruro de hidrógeno , en el caso de un líquido básico. Un ejemplo de elevación del pH es la adición de hidróxido de sodio, en el caso de un líquido ácido.
El pH se convertirá a aproximadamente siete a siete y medio, después de la adición de ciertas concentraciones de ácidos o principios básicos. La concentración de la sustancia y el tipo de sustancia que se agrega dependen de la disminución o el aumento necesarios del pH.

 

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Limpiadores de resina

Las resinas de intercambio iónico deben regenerarse después de la aplicación, después de eso, pueden reutilizarse. Pero cada vez que se usan los intercambiadores de iones se produce una grave contaminación. Los contaminantes que ingresan a las resinas no se eliminarán mediante la regeneración; por lo tanto, las resinas necesitan limpieza con ciertos productos químicos.
Los productos químicos que se utilizan son, por ejemplo , cloruro de sodio , cloruro de potasio , ácido cítrico y dióxido de cloro.
La limpieza con dióxido de cloro sirve para la eliminación de contaminantes orgánicos en las resinas de intercambio iónico. Antes de cada tratamiento de limpieza, las resinas deben regenerarse. Después de eso, en caso de que se use dióxido de cloro, se pasan 500 ppm de dióxido de cloro en solución a través del lecho de resina y se oxidan los contaminantes.

Inhibidores de escala

La escala es el precipitado que se forma en las superficies en contacto con el agua como resultado de la precipitación de sólidos normalmente solubles que se vuelven insolubles a medida que aumenta la temperatura. Algunos ejemplos de incrustaciones son carbonato de calcio, sulfato de calcio y silicato de calcio.
Los inhibidores de escala son polímeros con carga negativa de superficie activa. A medida que los minerales superan su solubilidad y comienzan a fusionarse, los polímeros se unen. La estructura para la cristalización se interrumpe y se evita la formación de incrustaciones. Las partículas de incrustación combinadas con el inhibidor se dispersarán y permanecerán en suspensión.
Ejemplos de inhibidores de incrustaciones son ésteres de fosfato, ácido fosfórico y soluciones de ácido poliacrílico de bajo peso molecular.

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