Víz és szennyvíztechnológiai gyakorlatok
A klórozás kémiája • Klórgáz és a víz reakciói
Fertőtlenítés klórgázzal Vincze lászlóné dr. főiskolai docens
– gáz oldódása – hidrolízis – disszociáció
• Szabad aktív klórformák – jellemzői – pH függés,
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Kémiai reakciók
Affinitási sorrend
• Hidrolízis: Cl2 + H2O ⇔ HOCl + HCl • Disszociáció: HOCl ⇔ OCl- + H+, azaz HOCl + H2O ⇔ OCl- + H3O+ • A fertőtlenítés hatásmechanizmusa: HOCl ⇔ HCl + “O” OCl- + H+ ⇔ HCl + “O” hol, hogyan??? Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
• HOCl
>>
OCl-
>
Cl2 miért??? • Szerkezeti hasonlóság? • Irányítási feladat (megfelelő aktívklórforma, behatási idő…)
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
1
klórform ák s zázalék ban
Szabad aktív klórformák pH függése 100 80 HOCl
60
OCl40
Cl2
A pH eltolódás csökkentése • Optimális pH tartomány • pH eltolódás csökkentése, „pufferkapacitás” szerepe Ca(HCO3)2 + 2HCl ⇔ CaCl2 + H2O + 2CO2
20 0 0
2
4
6
8
10
• egyéb pH beállítási lehetőségek
pH
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Klórfogyasztási görbe
• NH3 + HOCl = NH2Cl + H2O • NH2Cl + HOCl = NHCl2 + H2O • NHCl2 + HOCl = NCl3 + H2O • 2 NH3 + 3 HOCl = N2 + 3 HCl + 3 H2O • Jellemző tulajdonságuk, hatásuk
cmö(mg/L)
Kötött aktív klórformák
8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0,00
cmö: maradék összes aktív klór ca: adagolt összes aktív klór klórfogyás nélkül
ammónnitrogént nem tartalmazó víz
2,00
4,00
6,00
8,00
ca(mg/L)
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
2
Törésponti görbe
cmö (mg/L)
• Klórformák képződési valószínűsége az adagolt aktív klór függvényében (klórgáz esetén) 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0,00
TRIHALOMETÁNOK (THM) [ kiindulási anyag]] + [ fertőtlenítőszer ] ⇒ [ fertőtlenítés terméke]]
Törésponti klórfogyasztás ca-cmö
↓ Ammónnitrogént tartalmazó víz esetén
[ prekurzor]]
↓ +
[ klórgáz ]
↓ ⇒
[ THM + egyéb ..]]
Jellemzői, hatásuk képződésüket befolyásoló tényezők, Aktív védelem, irányított klórgázadagolás pH, Cl2 mennyiség….
2,00
4,00
6,00
8,00
ca (mg/L) Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
A klórgáz élettani hatása
log (expozíciós idő (perc))
A fertőtlenítés időigénye, mikrobiológiai jellemzők
• Bac.antrachis pH=8,6
E.coli pH=8,5 E.coli pH=7
Bac.antrachis pH=7,2
0,1
1,0
• • • •
- 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.
log (szabad aktív klór (ppm))
A mikroorganizmusok 99,6-100%-os elpusztításához szükséges szabad aktív klór mennyisége és a behatási idő összefüggése 20-30 Co-on Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
3
Teendők mérgezés esetén • Eltávolítás a veszélyforrástól • Orvos értesítés • Elsősegély MESTERSÉGES LÉLEGEZTETÉS TILOS!!!!
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Az ADVANCE típusú adagoló Részei
Adagolófej
Injektor Rotaméter
Előnyei: üzembiztonság, szabályozható…. Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
4
Injektor
Adagoló Tűszelep
Bevezető biztonsági szelep
Klórgáz Speciális műanyag membrán Szabályzó membrán
Bekeverő víz
fúvóka
Klóros víz
Klórgáz az ejektorhoz
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Működési vázlat
Telepítési variációk
injektor
Bemutató a Víztechnológiai telepen Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
5
Mérési adatok
Feladatlap FERTŐTLENÍTÉS KLÓRGÁZZAL 1./ Klórfelvételi görbe felvétele Cél: •A fertőtlenítéshez szükséges klóradag ( Dklór ) meghatározása • Az üzemi adagolás mértékének meghatározása számítással
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 cm3
Adagolt aktív klór mg/L
k
ca
Összes maradék aktív klór extinkció ö.aktív klór λ= 515 nm mg/L y
cmö
Feldolgozás számítógépen, Excel programmal Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
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/m3) Az ADVANCE típusú berendezés esetén a rotamétert mennyi g/h-ra állítaná, a következő mennyiségi adatok figyelembevételével: Adatok: Q = ...........m3/h. DCl2= …….. g/m3
• Számítandó: Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
qklór=......... g/h
Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás, Vízellátás-Csatornázás Tanszék 2003.
6
