מהו שאריות כלור במים וכיצד ניתן לזהות זאת?

הרעיון של שאריות כלור
שארית כלור היא כמות הכלור הזמין שנותרה במים לאחר שהמים עברו כלור וחיטוי.
חלק זה של הכלור מתווסף במהלך תהליך הטיפול במים כדי להרוג חיידקים, מיקרואורגניזמים, חומרים אורגניים וחומרים אנאורגניים במים. שאריות כלור הן אינדיקטור חשוב להשפעת החיטוי של גופי מים. ניתן לחלק את שאריות הכלור לשתי קטגוריות, כלומר שאריות כלור חופשיות וכלור שיורי משולב. שיורי כלור חופשי כולל בעיקר כלור חופשי בצורה של Cl2, HOCl, OCl- וכו'; כלור שיורי משולב הוא חומרי כלורמין הנוצרים לאחר תגובה של כלור חופשי וחומרי אמוניום, כגון NH2Cl, NHCl2, NCl3 וכו'. באופן כללי, שיורי כלור מתייחס לכלור שיורי חופשי, בעוד שסה"כ שיורית כלור היא הסכום של שאריות כלור חופשיות שיורי כלור בשילוב.
כמות שארית הכלור נמדדת בדרך כלל במיליגרם לליטר. כמות שאריות הכלור צריכה להיות מתאימה, לא גבוהה מדי ולא נמוכה מדי. שארית כלור גבוהה מדי תגרום למים להריח, בעוד שארית כלור נמוכה מדי עלולה לגרום למים לאבד את יכולתם לשמור על עיקור ולהפחית את הבטיחות ההיגיינית של אספקת המים. לכן, בטיפול במי ברז, רמת שאריות הכלור מבוצעת בדרך כלל במעקב והתאמה על מנת להבטיח את בטיחות והתאמת איכות המים.
תפקידו של כלור בחיטוי טיהור שפכים עירוניים
1. תפקידו של חיטוי כלור
כלור היא שיטת חיטוי נפוצה לטיפול בשפכים עירוניים. הפונקציות העיקריות שלו הן כדלקמן:
1. אפקט חיטוי טוב
בטיפול בשפכים, כלור יכול להרוג את רוב החיידקים והנגיפים. כלור משבית מיקרואורגניזמים על ידי חימצון החלבונים וחומצות הגרעין שלהם. בנוסף, כלור יכול להרוג את הביצים והציסטות של טפילים מסוימים.
2. השפעה מחמצנת על איכות המים
הוספת כלור יכולה גם לחמצן חומר אורגני במים, ולגרום לפירוק החומר האורגני לחומצות אנאורגניות, פחמן דו חמצני וחומרים נוספים. כלור מגיב עם חומר אורגני במים ומייצר חומרים מחמצנים כמו חומצה היפו-כלורית וכלור חד-חמצני, שבתורם מפרקים את החומר האורגני.
3. מעכב גדילת חיידקים
הוספת כמות מתאימה של כלור יכולה לעכב את הצמיחה של כמה מיקרואורגניזמים, להפחית את כמות הבוצה במיכל התגובה ולהפחית את הקושי והעלות של הטיפול הבא.
2. יתרונות וחסרונות של חיטוי כלור
1. יתרונות
(1) אפקט חיטוי טוב: מינון מתאים של כלור יכול להרוג את רוב החיידקים והנגיפים.
(2) מינון פשוט: ציוד מינון הכלור בעל מבנה פשוט וקל לתחזוקה.
(3) עלות נמוכה: העלות של ציוד אספקת כלור נמוכה וקלה לרכישה.
2. חסרונות
(1) כלור מייצר חומרים מזיקים כמו היפוכלורוניטריל: כאשר כלור מגיב עם חומרים אורגניים המכילים חנקן נוצרים חומרים מזיקים כמו היפוכלורוניטריל, שיגרמו לזיהום סביבתי.
(2) בעיית שאריות כלור: חלק ממוצרי הכלור אינם נדיפים ויישארו במקווי מים, ומשפיעים על ניצול המים לאחר מכן או על בעיות סביבתיות.
3. נושאים שצריך לשים לב אליהם בהוספת כלור
1. ריכוז כלור
אם ריכוז הכלור נמוך מדי, לא ניתן להשיג את אפקט החיטוי ולא ניתן לחטא ביעילות את הביוב; אם ריכוז הכלור גבוה מדי, תכולת הכלור השיורית בגוף המים תהיה גבוהה, ותגרום נזק לגוף האדם.
2. זמן הזרקת כלור
יש לבחור את זמן הזרקת הכלור בזרם התהליך האחרון של מערכת הטיפול בשפכים כדי למנוע מהביוב לאבד כלור או לייצר מוצרי תסיסה אחרים בתהליכים אחרים, ובכך להשפיע על אפקט החיטוי.
3. מבחר מוצרי כלור
למוצרי כלור שונים יש מחירים וביצועים שונים בשוק, ובחירת המוצרים צריכה להתבסס על נסיבות ספציפיות.
בקיצור, הוספת כלור היא אחת השיטות היעילות לטיפול וחיטוי שפכים עירוניים. בתהליך הטיפול בשפכים, שימוש רציונלי והזרקת כלור יכולים להבטיח ביעילות את בטיחות איכות המים ולשפר את יעילות הטיפול בשפכים. עם זאת, ישנם גם כמה פרטים טכניים ובעיות הגנת הסביבה שיש לשים לב אליהם בעת הוספת כלור.
מדוע מוסיפים כלור בטיפול במים:
בשלב הקולחין של מתקני טיהור מי ברז וביוב נעשה שימוש נרחב בתהליך חיטוי הכלור להרג חיידקים ווירוסים במים. בטיפול במי קירור במחזור תעשייתי נעשה שימוש גם בתהליך עיקור הכלור והרחקת אצות, שכן בתהליך זרימת מי הקירור, עקב אידוי חלק מהמים, מתרכזים חומרי המזון במים, חיידקים ומיקרואורגניזמים נוספים. ירבו במספרים גדולים, וקל ליצור רפש לכלוך, עודף רפש ולכלוך עלולים לגרום לחסימת צנרת ולקורוזיה.
אם ריכוז הכלור השיורי במי הברז גבוה מדי, הסכנות העיקריות הן:
1. זה מאוד מגרה ומזיק למערכת הנשימה.
2. הוא מגיב בקלות עם חומרים אורגניים במים כדי לייצר חומרים מסרטנים כגון כלורופורם וכלורופורם.
3. כחומר גלם לייצור, עלולות להיות לו השפעות שליליות. כך למשל, כאשר משתמשים בו לייצור מוצרי יין אורז, יש לו השפעה חיידקית על השמרים בתהליך התסיסה ומשפיע על איכות היין. מכיוון שבדרך כלל נעשה שימוש בכלור לטיהור מי ברז, והשארית של הכלור תיצור חומרים מסרטנים כגון כלורופורם במהלך תהליך החימום. שתייה לטווח ארוך תגרום נזק רב לגוף האדם. במיוחד בשנים האחרונות, זיהום מקורות המים נעשה חמור יותר ויותר, מה שמוביל ישירות לעלייה בתכולת הכלור השיורית במי הברז.

מהן שיטות המדידה של שאריות כלור?

1. קולורימטריית DPD
‏
עקרון: בתנאים של pH 6.2~6.5, ClO2 מגיב לראשונה עם DPD בשלב 1 כדי ליצור תרכובת אדומה, אך נראה שהכמות מגיעה רק לחמישית מכלל תכולת הכלור הזמין שלו (שווה ערך להפחתת ClO2 ליוני כלוריט) אחד. אם דגימת מים מחומצת בנוכחות יודיד, כלוריט וכלורט מגיבים גם הם, וכאשר מנוטרלים על ידי הוספת ביקרבונט, הצבע המתקבל מתאים לכלל תכולת הכלור הזמין של ClO2. ניתן לשלוט בהפרעות של כלור חופשי על ידי הוספת גליצין. הבסיס הוא שגליצין יכול להמיר כלור חופשי באופן מיידי לחומצה אמינו-אצטית עם כלור, אך אין לו השפעה על ClO2.

2. שיטת אלקטרודה מצופה

עיקרון: האלקטרודה טבולה בתא האלקטרוליטים, ותא האלקטרוליטים נמצא במגע עם מים דרך קרום הידרופילי נקבובי. חומצה היפוכלורית מתפזרת לתוך חלל האלקטרוליטים דרך הממברנה ההידרופלית הנקבוביה, ויוצרת זרם על פני האלקטרודה. גודל הזרם תלוי במהירות שבה חומצה היפוכלורית מתפזרת לתוך חלל האלקטרוליטים. קצב הדיפוזיה הוא פרופורציונלי לריכוז שאריות הכלור בתמיסה. מדוד את הגודל הנוכחי. ניתן לקבוע את ריכוז הכלור שיורי בתמיסה.
‏
3. שיטת אלקטרודות מתח קבוע (שיטת אלקטרודה ללא ממברנה)
‏
עיקרון: נשמר פוטנציאל יציב בין אלקטרודות המדידה והייחוס, ורכיבים נמדדים שונים יפיקו עוצמות זרם שונות בפוטנציאל זה. הוא מורכב משתי אלקטרודות פלטינה ואלקטרודת ייחוס ליצירת מערכת מדידת מיקרו זרם. באלקטרודת המדידה נצרכות מולקולות כלור או היפוכלוריט, ועוצמת הזרם שנוצר קשורה לריכוז שאריות הכלור במים.

מכשיר מדידת שאריות כלור LH-P3CLO הנייד של Lianhua משתמש בשיטת זיהוי DPD, שהיא פשוטה לתפעול ויכולה להפיק תוצאות במהירות. אתה רק צריך להוסיף 2 ריאגנטים ואת המדגם לבדיקה, ותוכל לקבל תוצאות השוואת צבעים. טווח המדידה רחב, הדרישות פשוטות והתוצאות מדויקות.