کلرزنی
کلر و ترکیبات کلر، مانند هیپوکلریت سدیم و هیپوکلریت کلسیم، خیلی زیاد برای گندزدایی آبهای آشامیدنی بکار می روند. هنگامیکه کلرزنی بخوبی شناخته و بکار رود، روشی است عملی، بی خطر و موثر برای نابود ساختن ارگانیسم های بیماری زا.
گندزدایی آب با کلر چندین نفع ثانوی نیز دارد. کلر برای گندزدایی تانک های ذخیره و لوله های آب، برای اکسیداسیون آهن، منگنز و هیدروژن سولفوره و کنترل مزه ها ، بوها، آلگ ها و توده های شناور موجودات زنده مفید و موثر است.
برای درک شیمی کلر در آب ابتدا واکنش کلر با آب مقطر را در نظر می گیریم. مقدار کلر باقیمانده در آب مقطر مستقیما بستگی به مقدار کلر اضافه شده دارد. برای مثال، اگر 2 میلیگرم در لیتر کلر به آب مقطر اضافه شود کلر باقیمانده 2 میلیگرم در لیتر خواهد بود. کلر با آب ترکیب شده اسید هیپوکلرو و اسید کلریدریک تولید می نماید.
اسید هیپو کلرو، یکی از دو نوع کلر باقیمانده، موثرترین عامل گندزدا در دسترس است. در صورتی که اثر گندزدایی یون هیپوکلریت یکصدم اسید هیپوکلرو است.
آب های طبیعی خالص نبوده و ناخالصی های آن با کلر ترکیب می شوند و کلر باقیمانده برابر کلر اضافی نیست. برای مثال، اگر آب حاوی مواد آلی، نیتریت ها، آهن و منگنز و آمونیاک باشد با کلر اضافه شده ترکیب می گردندمیان نقطه 1 و 2 در شکل زیر کلر بلافاصله با آهن، منگنز و نیتریت ها ترکیب می شود که به آن عوامل احیا کننده می گویند و تا وقتی که تمام عوامل احیاکننده کاملا بوسیله کلر از بین نروند هیچ کلر باقیمانده ای در آب بوجود نخواهد آمد.
با افزایش کلر اضافی، مواد آلی و آمونیاک با آن ترکیب شده و کلر آمین ها و ترکیبات کلر آلی، تری هالومتان ها، تولید می گردند که به آنها کلر باقیمانده ترکیبی گفته می شود و اثر گندزدایی کمتری از کلر دارند.
با افزایش بیشتر کلر به آب مقدار کلر باقیمانده واقعی کاهش می یابد زیرا که کلر بعضی از ترکیبات کلر آلی و آمونیاک را اکسید می نماید( میان نقطه 3 و 4 )، همچنین کلر اضافی مقداری از منو کلر آمین را به دی کلر آمین تبدیل می نماید.
با افزایش کلرزن اضافی مقدار کلرآمین ها به حداقل می رسند که بعد از آن به نقطه ای می رسیم، نقطه شکست کلر که کلر اضافی تولید کلر باقیمانده آزاد می کند.
پنج فاکتور در گندزدایی آب با کلر موثر است.
- غلظت کلر
- زمان تماس
- درجه حرارت
- PH
- مواد موجود در آب
غلظت کلر و زمان تماس
از بین رفتن ارگانیسم ها مستقیما متناسب با غلظت کلر و زمان تماس است. یعنی اگر غلظت کلر در آب کاهش یافت زمان تماس باید افزایش یابد یا برعکس تا در امکان نابودی میکروارگانیسم های آب تغییری حاصل نگردد. برای مثال، باقیمانده کلر ترکیبی که یک گندزدای ضعیفی است، در مقایسه با کلر باقیمانده آزاد به غلظت و زمان تماس بیشتری نیاز دارد تا میکروارگانیسم های آب را از بین ببرد.
معمولا مقدار کلر باقیمانده آزاد در منتهی الیه شبکه توزیع آب را باید حداقل به 0/3 میلیگرم در لیتر رسانید.
درجه حرارت
کارایی گندزدایی کلر به درجه حرارت نیز بستگی دارد. در حرارتهای پایین تر میکروب ها آهسته تر می میرند. در هر صورت کلر در آبهای سرد ثابت تر است و باقیمانده آن برای زمان طولانی تری در آب باقیمانده و تا اندازه ای سرعت کمتر گندزدایی را جبران می نماید.کلرزنی، در شرایطی که تمام فاکتورها برابر هستند، در آبهای دارای درجه حرارت بیشتر، موثرتر می باشد.
PH
چون نسبت اسید هیپوکلریت بستگی به PH دارد، ببنابراین PH بر عمل گندزدایی کلر اثر می گذارد.
اسید هیپوکلرو در PH پایین کمی تجزیه می شود که بیشتر کلر باقیمانده به صورت HOCL است در صورتیکه در PH بالاتر بطور کامل تجزیه می گردد که یون هیپوکلریت بیشتر کلر باقیمانده آب می باشد.بیشتر اسید هیپوکلرو در PH=6-8/5 تجزیه می شود و حرارت اثر کمی در توزیع اسید هیپوکلرو و یون هیپوکلریت در PHهای مختلف دارد.
مواد موجود در آب
اثر گندزدایی کلر فقط بعد از تماس ارگانیسم ها با کلر، موثر است. کدورت، ذرات ریز و سایر ناخالصی های معلق در آب، مانع تماس کافی ارگانیسم ها با کلر شده و آنها را در برابر اثر کشندگی کلر حفظ می کند. بنابراین برای کلرزنی موثر آب، کدورت باید تا حداکثر ممکن بوسیله مراحل مختلف تصفیه، مانند انعقاد، تجمع ذرات و صاف کردن، کاهش یابد.
