Хлорирование

Подобно осветлению, хлорирование является методом многоцелевой обработки воды: дезинфекция, обесцвечивание, дезодорация,  устранение сероводорода, железа. Хлорирование  процесс  обеззараживания  воды  с  применением  хлорсодержащих агентов, которые вступают в реакцию с водой или растворенными в ней солями. Вследствие  взаимодействия  хлорсодержащих  агентов  с  протеинами  и  аминосоединениямисодержащимися  в  оболочке  бактерий  и  их  внутриклеточном  веществе,  происходят окислительные  процессы, химические  изменения  внутриклеточного  вещества, распад структуры клеток и гибель бактерий и других микроорганизмов.  Сильным  окислительным  и  дезинфицирующим  действием  обладают  следующие соединения хлора: свободный хлор (Cl2),  гипохлорит-анион (ОCl -), хлорноватистая кислота (HОCl), хлорамины (вещества, при растворении в воде которых образуется  монохлорамин NH2Cl, дихлорамин NHCl2,  трихлорамин NCl3).  Суммарное  содержание этих соединений называют термином «активный хлор».

Содержащие  активный  хлор  вещества  подразделяются  на  две  группы: сильные окислители – хлор, гипохлориты натрия и кальция и хлорноватистая кислота – содержат  так  называемый  «свободный  активный  хлор»,  и  относительно  менее  сильные окислители – хлорамины  – «связанный  активный хлор». Благодаря  сильным окислительным свойствам соединения, имеющие активный хлор используют для дезинфекции  питьевой воды  и  воды  в  бассейнах, а  также  для  химической  очистки  некоторых сточных вод.

Наиболее широкое  распространение в качестве  сильного  окислителя  и обеззараживающего агента  получил молекулярный хлор и его  модификации (гипохлориты натрия и кальция, хлористый аммоний).

Для  станций  большой  производительности  используют  хлор-газ,  который доставляется  и  хранится  в  сжиженном  состоянии  в  стандартных  стальных  баллонах вместимостью от 25 до 69 кг. Для дозирования в воду хлора используют специальные аппараты – хлораторы. Свободный хлор при растворении  в  воде диспропорционирует  с образованием соляной и хлорноватистой кислот по реакции:

Cl2 + H2O  = HCl + HOCl

Затем происходит диссоциация хлорноватистой кислоты с образованием гипохлорит - иона:

НОCl = H++ OCl-

Недиссоциированные молекулы хлорноватистой кислоты обладают большим бактерицидным действием, чем гипохлорит ионы. При величине рН =5-6 хлор присутствует в воде главным  образом  в виде хлорноватистой  кислоты. С повышением  величины рН концентрация гипохлорит ионов постепенно возрастает, достигая 97% при рН=9. Если в хлорируемой воде содержится природный аммиак или азотсодержащие органические соединения (например, аминокислоты), то свободный активный хлор вступает с ними в химическое взаимодействие и образует хлорамины и другие хлорпроизводные, так называемый связанный активный хлор. В  схеме  осветлительной  обработки  должно  быть  предусмотрено  двойное хлорирование  воды:  прехлорирование (до  осветления)  и  постхлорирование (после осветления). Кроме  двойного  хлорирования  различают  нормальное  хлорирование, суперхлорирование, суперхлорирование с дехлорированием.

Обеззараживание  воды  хлором или  хлорсодержащими препаратами осуществляется такими дозами, чтобы  после полного окисления органических веществ в воде  оставался избыток хлора, так называемый остаточный хлор. Именно он придает воде антибактериальную стабильность в течение определенного (2-4 часа) времени. Недостаток хлора может привести к не полному обеззараживанию природных или сточных вод, а избыток - к попаданию в питьевую воду или в водоем свободного хлора. Для удаления  избыточного хлора обычно используют реагенты – восстановители (бисульфит, сернистый ангидрид).

При нормальном хлорировании питьевой воды с подачей хлора после фильтрования и перед резервуаром чистой воды  дозы составляют 2-3 мг/л для воды поверхностных водоисточников и 0.7-1 мг/л  для подземных вод. Контроль эффективности  дезинфекции ведут по остаточному  хлору  после 30 минутного контакта воды  с  дозируемым  реагентом.  В  питьевой  воде  содержание  остаточного  хлора  установлено на уровне 0.3-0.5 мг/л в свободном виде и на уровне 0.8-1.2 мг/л в связанном виде. Активный хлор в указанных концентрациях присутствует в воде непродолжительное время (не  более  нескольких десятков минут) и нацело  удаляется даже при кратковременном кипячении воды.

При  хлорировании  сточных  вод  из-за  непостоянства  их  химического  состава строгая дозировка хлора затруднена. В природной воде содержание активного хлора не допускается.    Доза хлора должна в каждом конкретном случае устанавливаться экспериментально в результате пробного хлорирования. Недостатки хлорирования воды. Методу хлорирования присущи существенные технологические недостатки, в частности недостаточная эффективность в отношении вирусов. После хлорирования очищенных сточных вод при дозах остаточного хлора 1.5 мг/л в пробах остается очень высокое содержание вирусных частиц, поэтому даже хлорированные сточные воды остаются эпидемически опасными в отношении энтеровирусных заболеваний.

Pages: 1 2