Clorinarea apei

Dezinfecţia apei cu clor, a jucat şi joacă în continuare un rol important în reducerea bolilor răspândite de apă. În timp ce noi procedee de dezinfecţie a apei sunt dezvoltate, omenirea nu poate abandona procedeele deja cunoscute şi verificate. Din acest motiv, dorim să vă oferim în continuare câteva informaţii ce stau la baza procedeului de dezinfecţie cu clor a apei potabile.

Doza de clor – Reprezintă cantitatea de clor ce trebuie adăugată în apă. Este exprimată în ppm  sau mg/l.
Cerinţa de clor – Reprezintă cantitatea de clor utilizată sau consumată de bacterii, alge, compuşi organici şi anumite substanţe anorganice cum ar fi fierul şi manganul. Deoarece multe dintre reacţii nu sunt instantanee, necesitând un anumit timp pentru finalizare, cerinţa de clor depinde de timp.
Este exprimată în ppm sau mg/l.
Clorul rezidual – Reprezintă cantitatea de clor rămasă în apă la momentul măsurării. Întrucât cerinţa de clor este dependentă de timp, la fel este şi clorul rezidual.
Este exprimat în ppm (mg/l).
DOZA DE CLOR  – CERINŢA DE CLOR = CLOR REZIDUAL
Clorul rezidual liber  – În urma dizolvării clorului în apă se formează un amestec de acid hipocloros şi acid clorhidric:

Cl2     +     H2 0     ——>     HOCI     +        HCI         (Eq. 1)
Acid                     Acid
Hipocloros           Clorhidric

Acidul clorhidric întotdeauna va disocia în ioni de hidrogen şi clor,
HCI     —–>     H+     +     Cl-
iar acidul hipocloros, deoarece este un acid slab, va disocia numai parţial  în ioni de hidrogen şi hipoclorit.
HOCI     —–>     H+     +     OCI- 
Figura de mai jos prezintă proporţiile de acid hipocloros (HOCl) şi hipoclorit (OCl) la diferite valori ale pH-ului apei.

În apa uşor acalină (pH = 7.5) clorul se găseşte în proporţii egale în cele două forme. Cu cât apa devine puternic alcalină (pH ridicat) se formează din ce în ce mai mult hipoclorit şi invers, cu cât pH-ul apei scade  (pH<7) creşte cantitatea de acid hipocloros format.
Clorul existent în cele două forme este numit clor liber rezidual.
Din punct de vedere al puterii de distrugere a bacteriilor, acidul hipocloros este mult mai eficient.

Clorul rezidual legat – În cazul în care apa ce se clorinează conţine amoniac sau alţi compuşi amoniacali, ca în cazul apelor reziduale, atunci se vor forma  compuşi suplimentari numiţi cloramine.
Între acidul hipocloros (HOCl) şi amoniac sunt posibile următoarele reacţii  :
NH3 + HOCI —–> H2O + NH2CI (Monocloramina)
NH3 + 2HOCI —–> 2H2O + NHCI2 (Dicloramina)
NH3 + 3HOCI —–> 3H2O + NCI3 (Triclorura de azot)

Cloraminele sunt denumite Clor rezidual legat şi au un efect bactericid (de dezinfecţie a apei) mult mai scăzut decât clorul rezidual liber.

Clorul total – Reprezintă suma dintre clorul rezidual liber şi clorul legat.

Clorul activ – Termenul de “clor activ” este adesea utilizat. Acesta reprezintă, pur şi simplu, concentraţia clorului aflat în orice stare oxidată şi care este disponibil pentru dezinfecţie sau alte reacţii de oxidare. Astfel, este corect să denumim cloraminele – “Clor rezidual legat”, iar acidul hipocloros şi hipocloritul – “Clor rezidual liber”. O dată ce clorul activ intră într-o reacţie de oxidare cu un poluant, este redus la ionul de clor (Cl-) şi nu va mai fi “activ”.
Este exprimat, în mod normal, în ppm (mg/l).

NOTĂ: Prin definiţie clorul gazos conţine 100% clor activ, chiar dacă acesta formează cantităţi egale de clor oxidat şi redus la Cl- atunci când este dizolvat în apă. (vezi Eq.1).

Punctul limită al clorinării
Atunci când doze de clor suficient de mari sunt adăugate în ape ce conţin amoniac sau compuşi ai acestuia, au loc diverse reacţii în urma cărora rezultă distrugerea amoniacului şi formarea clorului rezidual liber.

Figura de mai sus prezintă ceea ce se întâmplă în mod normal odată cu creşterea dozei de clor adăugate în apă cu conţinut de amoniac.
Dozele mici de clor duc la formarea mono şi dicloraminei, fiind reprezentate prin creşterea valorii clorului rezidual, în partea stângă a curbei. Maximul curbei este atins atunci când întreaga cantitate de amoniac este folosită în formarea cloraminelor. Din acest punct excesul de clor, datorat dozelor prea mari, va duce la distrugerea cloraminelor în urma reacţiilor:

2NH2CI + HOCI —–> N3 + H2O + 3HCI
NH3CI + NHCI2 —–> N2 + 3HCI

Această fază este reprezentată prin panta descendentă a curbei, in dreapta punctului de maxim. Atunci când dozajul atinge aproximativ de 8 – 10 ori concentraţia amoniacului “punctul limită” este atins indicând distrugerea tuturor compuşilor amoniacali. Creşterile ulterioare ale dozei de clor duc la formarea clorului liber rezidual. Distrugerea completă a amoniacului are loc rareori la atingerea punctului limită, de aceea anumite cloramine persistă în mod invariabil în prezenţa clorului rezidual liber.