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Water Technologies

Il ruolo del Biossido di Cloro

Valutazione delle opzioni per il trattamento dell'acqua.

Una prospettiva ingegneristica sulle tecnologie di disinfezione per i sistemi idrici municipali.

22/10/2025 - 00.00

Gli ingegneri comunali devono affrontare una sfida complessa: fornire acqua potabile sicura e affidabile, bilanciando al contempo la conformità normativa, l'efficienza operativa e la fiducia del pubblico. La disinfezione è un elemento fondamentale di questa responsabilità e la scelta del metodo giusto può avere un impatto significativo sulla qualità dell'acqua, sulla longevità delle infrastrutture e sui costi di trattamento.

Tra le opzioni disponibili, il biossido di cloro (ClO₂) sta guadagnando attenzione come valida alternativa o complemento ai disinfettanti tradizionali come il cloro gassoso. Questo articolo esplora come funziona il biossido di cloro, come si confronta con altri metodi di disinfezione e dove si colloca nel contesto più ampio del trattamento delle acque municipali.

Biossido di Cloro

Comprendere il biossido di cloro

Il biossido di cloro è un gas disciolto utilizzato come disinfettante e ossidante. A differenza del cloro gassoso, che disinfetta tramite clorurazione (aggiungendo atomi di cloro alle molecole organiche), il biossido di cloro agisce tramite ossidazione. Ciò significa che interrompe i processi microbici senza favorire la formazione di molti dei sottoprodotti della disinfezione (DBP) regolamentati associati al cloro, come i trialometani (THM) e gli acidi aloacetici (HAA).

Il ClO₂ è efficace in un ampio intervallo di pH (4-10), non reagisce con l'ammoniaca e rimane attivo in presenza di materia organica. Queste proprietà lo rendono particolarmente utile nelle acque di fonte con composizione chimica variabile o elevato carico organico.

Chlorine Dioxide by De Nora

Confronto tra le tecnologie di disinfezione

CLORO GASSOSO

Il cloro gassoso continua ad essere ampiamente utilizzato grazie al suo basso costo e al suo forte effetto residuo. Tuttavia, presenta diverse sfide:

  1. Rischi per la sicurezza: il cloro gassoso è tossico in concentrazioni elevate e richiede particolare attenzione durante il trasporto, la manipolazione e lo stoccaggio dei contenitori.

  2. Formazione di sottoprodotti: reagisce con la materia organica naturale formando THM e HAA, sostanze regolamentate a causa dei potenziali rischi per la salute.

  3. Sensibilità al pH: la sua efficacia diminuisce in condizioni alcaline, richiedendo spesso una regolazione del pH.



BIOSSIDO DI CLORO

Il biossido di cloro offre diversi vantaggi operativi:

  1. Ossidazione selettiva: agisce sui patogeni senza reagire con la maggior parte delle sostanze organiche e senza favorire la formazione di DBP.

  2. Ampio intervallo di pH: mantiene l'efficacia della disinfezione in un intervallo di pH più ampio rispetto al cloro o all'ipoclorito.

  3. Controllo del biofilm: il ClO₂ penetra e distrugge i biofilm in modo più efficace del cloro, il che è fondamentale per mantenere l'integrità del sistema di distribuzione.

  4. Requisiti di dosaggio inferiori: efficace a concentrazioni inferiori, con una potenziale riduzione dell'uso di sostanze chimiche.



Tuttavia, il biossido di cloro deve essere generato in loco a causa della sua instabilità durante lo stoccaggio, e ciò richiede infrastrutture aggiuntive e formazione degli operatori.

Applicazioni chiave nei sistemi idrici municipali

  • Disinfezione primaria Il biossido di cloro è spesso utilizzato come disinfettante primario, in particolare nei sistemi in cui l'acqua di fonte contiene livelli elevati di materia organica o in cui sono presenti agenti patogeni resistenti al cloro come Giardia o Cryptosporidium. La sua capacità di inattivare un ampio spettro di microrganismi senza promuovere significativi DBP lo rende un ottimo candidato per gli impianti di trattamento delle acque superficiali.

  • Controllo del gusto e dell'odore Il ClO₂ è efficace nell'ossidare i composti responsabili dei problemi di gusto e odore, come i fenoli e i metaboliti delle alghe. Ciò può migliorare la soddisfazione dei consumatori e ridurre i reclami, soprattutto durante le fioriture stagionali.

  • Ossidazione del ferro e del manganese Nei sistemi di acque sotterranee, il biossido di cloro può essere utilizzato per ossidare il ferro e il manganese, facilitandone la rimozione attraverso la filtrazione. Ciò può ridurre le macchie, le incrostazioni e i problemi di assistenza clienti legati alla qualità estetica dell'acqua.

  • Manutenzione del sistema di distribuzione La capacità del biossido di cloro di penetrare e rimuovere i biofilm lo rende prezioso per mantenere puliti i sistemi di distribuzione. Può essere utilizzato periodicamente o continuamente in sistemi con problemi noti di biofilm o Legionella, contribuendo a ridurre i costi di manutenzione a lungo termine e a migliorare la stabilità residua.

Considerazioni pratiche per l'implementazione

Gli ingegneri comunali che prendono in considerazione l'uso del biossido di cloro devono valutare diversi fattori:

  1. Generazione in loco: il ClO₂ deve essere prodotto nel punto di utilizzo utilizzando precursori chimici (in genere clorito di sodio e un acido o cloro). Ciò richiede attrezzature dedicate e protocolli di sicurezza.

  2. Monitoraggio e controllo: un dosaggio accurato e un monitoraggio dei residui sono essenziali per garantire l'efficacia, evitando al contempo livelli residui inutili di biossido di cloro o clorito nel processo a valle.

  3. Disinfettanti e sottoprodotti della disinfezione: sebbene il biossido di cloro non favorisca la formazione di DBP, durante la disinfezione si trasforma in clorato e cloriti, che sono a loro volta regolamentati. Gli ingegneri devono garantire che questi sottoprodotti rimangano entro i limiti consentiti.

  4. Formazione degli operatori: il personale deve essere formato sulla manipolazione sicura dei precursori chimici e sul funzionamento dei sistemi di generazione.

Quando prendere in considerazione il biossido di cloro

Il biossido di cloro può essere particolarmente utile nei seguenti casi:

  • Fonti di acqua superficiale con elevato contenuto organico

  • Sistemi con ricorrenti reclami relativi al sapore e all'odore

  • Strutture che devono affrontare problemi di conformità DBP

  • Sistemi di distribuzione con problemi di biofilm o Legionella

  • Sistemi di acque sotterranee con problemi di ferro e manganese

Non si tratta necessariamente di un sostituto del cloro gassoso in tutti i casi, ma piuttosto di uno strumento complementare che può essere integrato in un approccio multi-barriera alla sicurezza dell'acqua.

Conclusioni

Per gli ingegneri municipali, la decisione di adottare il biossido di cloro dovrebbe basarsi su una valutazione approfondita delle caratteristiche dell'acqua di fonte, degli obiettivi di trattamento e della capacità operativa. Sebbene richieda infrastrutture più complesse rispetto al cloro gassoso, i suoi vantaggi in termini di prestazioni, in particolare per quanto riguarda la riduzione dei DBP, il controllo del biofilm e la disinfezione ad ampio spettro, lo rendono un'opzione preziosa in molti contesti municipali.

Con l'inasprimento delle norme regolamentari e l'aumento delle aspettative del pubblico, il biossido di cloro offre una soluzione flessibile, efficace e sempre più rilevante per le moderne sfide nel trattamento dell'acqua.

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