Víz és szennyvíztechnológiai gyakorlatok Fertőtlenítés klórgázzal Vincze lászlóné dr. főiskolai docens A klórozás kémiája Klórgáz és a víz reakciói gáz oldódása hidrolízis disszociáció Szabad aktív klórformák jellemzői ph függés, Kémiai reakciók Hidrolízis: Cl 2 + H 2 O HOCl + HCl Disszociáció: HOCl OCl - + H +, azaz HOCl + H 2 O OCl - + H 3 O + A fertőtlenítés hatásmechanizmusa: HOCl HCl + O OCl - + H + HCl + O hol, hogyan??? Affinitási sorrend HOCl >> OCl - > Cl 2 miért??? Szerkezeti hasonlóság? Irányítási feladat (megfelelő aktívklórforma, behatási idő ) 1
Szabad aktív klórformák ph függése A ph eltolódás csökkentése klórformák százalékban 100 80 60 40 20 0 0 2 4 6 8 10 HOCl OCl- Cl2 Optimális ph tartomány ph eltolódás csökkentése, pufferkapacitás szerepe Ca(HCO 3 ) 2 + 2HCl CaCl 2 + H 2 O + 2CO 2 egyéb ph beállítási lehetőségek ph Kötött aktív klórformák NH 3 + HOCl = NH 2 Cl + H 2 O NH 2 Cl + HOCl = NHCl 2 + H 2 O NHCl 2 + HOCl = NCl 3 + H 2 O 2 NH 3 + 3 HOCl = N 2 + 3 HCl + 3 H 2 O Jellemző tulajdonságuk, hatásuk cmö(mg/l) 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Klórfogyasztási görbe c mö : maradék összes aktív klór c a : adagolt összes aktív klór klórfogyás nélkül 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 ammónnitrogént nem tartalmazó víz ca(mg/l) 2
Törésponti görbe Klórformák képződési valószínűsége az adagolt aktív klór függvényében (klórgáz esetén) cmö (mg/l) 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Törésponti klórfogyasztás ca-cmö Ammónnitrogént tartalmazó víz esetén 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 TRIHALOMETÁNOK (THM) [ kiindulási anyag] + [ fertőtlenítőszer ] [fertőtlenítés terméke] [ prekurzor] + [ klórgáz ] [ THM + egyéb..] Jellemzői, hatásuk képződésüket befolyásoló tényezők, Aktív védelem, irányított klórgázadagolás ph, Cl 2 mennyiség. ca (mg/l) A fertőtlenítés időigénye, mikrobiológiai jellemzők A klórgáz élettani hatása log (expozíciós idő (perc)) E.coli ph=7 E.coli ph=8,5 Bac.antrachis ph=7,2 Bac.antrachis ph=8,6-1 mg/l klórgáz tartalmú levegőben a klór szaga határozottan érződik; - 15 mg/l klórgáz már ingerli a torkot; - 30 mg/l klórgáz köhögési rohamot okoz; - 60 mg/l klórgáz rövid idő alatt is életveszélyes; - 500-1000 mg/l klórgáz pedig halált okoz. 0,1 1,0 log (szabad aktív klór (ppm)) A mikroorganizmusok 99,6-100%-os elpusztításához szükséges szabad aktív klór mennyisége és a behatási idő összefüggése 20-30 C o -on 3
Teendők mérgezés esetén Eltávolítás a veszélyforrástól Orvos értesítés Elsősegély MESTERSÉGES LÉLEGEZTETÉS TILOS!!!! Az ADVANCE típusú adagoló Részei Adagolófej Injektor Rotaméter Előnyei: üzembiztonság, szabályozható. 4
Injektor Tűszelep Bevezető biztonsági szelep Adagoló Klórgáz Speciális műanyag membrán Szabályzó membrán Bekeverő víz fúvóka Klóros víz Klórgáz az ejektorhoz Működési vázlat Telepítési variációk Bemutató a Víztechnológiai telepen injektor 5
Feladatlap FERTŐTLENÍTÉS KLÓRGÁZZAL 1./ Klórfelvételi görbe felvétele Cél: A fertőtlenítéshez szükséges klóradag ( D klór ) meghatározása Az üzemi adagolás mértékének meghatározása számítással Mérési adatok 1.2./ Mérési eredmények ( módszer MSZ 448/25 DPD-s spektrofotométeres) a = mg/l 1.1./ Alkalmazott vegyszerek: - hypó oldat (hígított, ismert aktív "a" klórtartalommal ), - DPD oldat ( az aktív klórtartalom meghatározáshoz ), - KI (szilárd) az összes aktív klór meghatározása esetén, - puffer oldat, Adagolt hypo oldat cm 3 k Adagolt aktív klór mg/l c a Összes maradék aktív klór extinkció ö.aktív klór λ= 515 nm mg/l y c mö Feldolgozás számítógépen, Excel programmal 1.3. A kezelt víz vízminőségi paraméterei KOIps =.................. mg/l ammónium ion =............ mg/l UV abszorpció ( λ = 240 nm)... m-1................................................ Adatok feldolgozása számítógépen Excel programmal 1.4. Számítási feladat A laboratóriumi méréssel meghatározott törésponti klóradagot figyelembe véve, határozza meg az üzemi klóradagot (DCl2=? g/m 3 ) Az ADVANCE típusú berendezés esetén a rotamétert mennyi g/h-ra állítaná, a következő mennyiségi adatok figyelembevételével: Adatok: Q =...m 3 /h. D Cl2 =.. g/m 3 Számítandó: q klór =... g/h 6