کلر نویسنده: دنیل هارپ
مترجمین: حمیدرضا امینی، فریدون مشیری
ترجمه کتاب Current Technology of Chlorine Analysis for Water and Wastewater
فهرست مطالب:
فصـل 1– بررسـی اجمالـی شیمـی کلـر در تصفیـه آب… 2
فصـل 2– روشهـای تجزیـه و تحلیـلی برای کلـر و کلـرآمیـنهـا. 8
2- الف-روش رنگ‌سنجی DPD… 9
2- ب- روش تیتراسیونDPD… 16
2- ج- تیتراسیون یدمتریک… 18
2-و- روش های تیتراسیون آمپرومتریک… 20
2-د- روش هاي تحليل متعارف ديگر. 25
فصـل 3– روشهـای تداخـل و منشأهـای خطاهـا. 31
3-الف- ملاحظات نمونه گیری.. 32
3-ب- تداخل های مشترک در تمام روش های کلر. 33
3-ج- خطاهای معمول تعیین کلرکل.. 37
3-و- تداخل ها در روش DPD… 38
3-د- تداخل ها در روش آمپرومتریک… 47
فصـل 4– مقایسـه و سنجـش عملکـردهـا. 56
4-الف- مقایسه وسایل در محل و آزمایشگاهی.. 57
4-ب- ارزيابي عملكرد فرآيندهاي تجزيه و تحليل كلر باقيمانده 61
فصـل 5– انتخـاب سيستـم.. 64
آزمايـش منـاسب… 64
5-الف- آزمايش در موقعیت… 65
5-ب- آزمون آزمايشگاهي.. 68
5-ج- آزمايش‌هاي خودكار آنلاين.. 70
فصـل 6– نتيجـه‌گيـري… 73
قسمتی از متن کتاب:
کلرزنی منابع آب عمومی تقریباً 100 سال است که در ایالات متحده انجام شده است، با وجود اینکه در مورد جوانب مثبت ومنفی گندزدایی با کلر بسیار بحث گردیده امّا در بسیاری از موارد کلر به عنوان ماده شیمیایی بیش‌ترین استفاده را جهت گندزدایی آب در آمریکا داشته است.
شرح جامع اطلاعات شیمی کلر در تصفیه آب در چندین مرجع مناسب قابل دسترس است که شامل توضیحات درخصوص شیوه‌های کلرزنی و گندزدایی می باشند (مرجع 1.1-1.4). در اینجا یک مرور کلی بر شیمی عمومی گندزدایی ارائه میگردد.
کلر معمولاً به شکل گازی یا به صورت (هیپوکلریت سدیم یا کلسیم) به آب اضافه می شود. گازکلر به سرعت و براساس معادله زیر به (اسید هیپوکلریک) هیدرولیز می‌شود.
به طور مشابه، محلول های آبی (هيپوکلریت سدیم و کلسیم) نیز طبق معادلات زیر هیدرولیز خواهند شد.
دو گونه شیمیایی تشکیل شده توسط کلر در آب)اسید هیپوکلریک HOCl و یون هیپوکلریک ) میباشند که معولاً «کلر‌آزاد در دسترس» نامیده می‌شوند. اسید هیپوکلریک ، اسید ضعیفی است که بر طبق معادله زیر تجزیه می‌شود.
در آب‌هایی که pH بین 5/ 8 تا 5/ 6 باشد، واکنش به طور کامل انجام نمی شود و هر دو گونه [HOCl و ] وجود خواهند داشت. از میان این دو، اسید هیپوکلریک خاصیت میکروب‌کشی بیش‌تری دارد.
کلر عامل اکسنده نسبتاً قوی است که می تواند با طیف گسترده ای از ترکیبات واکنش دهد. اهمیت ویژه در گندزدایی، واکنش کلر با ترکیبات [نیتروژنی مانند آمونیاک، نیتریت ها و آمینو اسیدها] است.
آمونیاک معمولاً در آبهای طبیعی وجود دارد و با اسید هیپوکلریک یا یون هیپوکلریت واکنش می دهد تا تشکیل [مونوکلرامین ،دی کلرامین و تری کلرامین] دهد که به چندین فاکتور از قبیل pH و دما بستگی دارد . واکنش‌های معمول به صورت زیر است:
NH3 + HOCl → NH2Cl (monochloramine) + H2O
NH2Cl + HOCl → NHCl2 (dichloramine) + H2O
NHCl2 + HOCl → NCl3 (trichloramine) + H2O
موارد ذکر شده به عنوان «نقطه شکست» واکنش ها در گندزدایی آب با اهمیت هستند. کلروآمین ها آفت کش های قوی می باشند امّا به اندازه اسید هیپوکلریک یا یون هیپوکلریک مؤثرنیستند.
در صورتی که کلرزنی آب به حدی باشد که تمام آمونیاک به تری کلرامین تبدیل شود یا به نیتروژن یا گازهای دیگر اکسید شود به عنوان «نقطه شکست کلرزنی» اطلاق می شود. شکل 1-1 منحنی نقطه شکست کلرزنی را نشان می دهد. پیش از نقطه شکست «کلر ترکیبی» ( مونوکلرامین بعلاوه دی کلرامین) محصول غالب است. در سیستم‌های گندزدایی که در آن از کلرامین استفاده می شود هدف این است که پیش از نقطه شکست در اوج منحنی باقي بماند. اگر مقدار آمونیاک واکنش ناپذیر، به حداقل برسد، مونوکلرامین،بر کلرامین غالب خواهد شد.
پس از نقطه شکست، کلر آزاد (اسید هیپوکلریک بعلاوه هیپوکلریک) گندزدای غالب می باشد. بطور معمول کلر آزاد باقیمانده برای نگهداری حداقل سطح 2 / 0 mg/L Cl2 در سراسر سیستم توزیع تنظیم می‌شود.
اهمیت نقطه شکست کلرزنی در کنترل طعم و بو و افزایش کارایی میکروب‌کشی نهفته است. قدرت کشتن کلر در سمت راست 25 مرتبه بیش تر از قسمت سمت چپ نقطه شکست می باشد. (مرجع 1.1). از این رو، حضور کلر آزاد باقیمانده یک شاخص گندزدایی مناسب است. شکل منحنی نقطه شکست به زمان تماس، دمای آب، غلظت آمونیاک و کلر و pH بستگی دارد.
