1. Wstęp teoretyczny.

Chlorowanie wody jest procesem związanym z dezynfekcją wody, mającym na celu usunięcie bakterii, wirusów oraz zabezpieczenie przed powtórnym zabezpieczeniem np. w sieci wodociągowej.

Do tego procesu używany jest chlor i jego związki np. Cl₂, NaClO, ClO₂ oraz ozon i promieniowanie ultrafioletowe. W praktyce, w wodociągach powszechnie stosuje się chlor oraz dwutlenek chloru.

Dawka środka dezynfekującego oraz czas kontaktu uzależniony jest od rodzaju zawartych mikroorganizmów, składu oraz właściwościach uzdatnianej wody. Najmniejsza dawka reagenta dodana do 1 litra wody, która zapewnia po określonym czasie kontaktu stężenie 0,1 – 0,3 mg pozostałego chloru użytecznego jest to tak zwane zapotrzebowanie na chlor.

Przebieg procesu chlorowania jest różny dla wody zawierającej azot amonowy i związki organiczne oraz dla wody pozbawionej tych związków. W pierwszym przypadku chlor najpierw utlenia związki żelaza (II), manganu (II), azotyny oraz siarczki i siarczyny. W przypadku wody bez azotu amonowego zachodzi utlenianie mineralnych związków zredukowanych i organicznych oraz działanie bakteriobójcze.

W pierwszym etapie procesu w wodzie tworzą się chloroaminy (mono-, di-, trichloroaminy). Powstawanie trichloroamin jest niekorzystne, ponieważ powoduje intensywny zapach wody. Następnie dochodzi do obniżanie zawartości użytecznego chloru. Jest to moment niszczenia chloroamin aż do punktu przełamania, który świadczy o całkowitym rozkładzie chloroamin. Przy dalszym zwiększaniu dawek chloru jego stężenie wzrasta i jest to chlor użyteczny wolny.

1. Cel i przebieg ćwiczenia

Celem ćwiczenia było określenie zapotrzebowania badanej wody na chlor oraz wykreślenie krzywej chlorowania.

Do 10 butelek został wlany 1 l surowej wody. Do każdej dodawano wzrastającą dawkę chloru. Po dokładnym wymieszaniu zawartości, odczekano 30 minut. Po tym czasie oznaczano absorbancje w 100ml wody, a na jej podstawie stężenie chloru. Dla próbki o numerach 1, 3, 5, 7, 10 oraz wody surowej oznaczono azot amonowy.

Wyniki analizy przedstawiono w poniższej tabeli.

Legenda:

• - brak zapachu

• + lekko wyczuwalny

• ++ wyczuwalny

• +++ intensywny

1. Omówienie wyników

Na krzywej zapotrzebowania chloru początkowo zawartość chloru związanego rosła, a następnie malała aż do osiągnięcia punktu przełamania, po którym powstaje chlor użytkowy wolny. Przy każdej dawce chloru zawartość choru amonowego znacznie zmalała. Zapach choru najbardziej jest wyczuwalny w 7, 8 , 9 oraz 10 próbie.

1. Wnioski

Utworzony wykres potwierdza, że woda surowa zawierała azot amonowy. Przy zwiększających dawkach chloru stężenie chloru wolnego wzrasta i powstają chloroaminy w wodzie. Następnie następuje obniżenie chloru użytecznego co ukazuje, że chloroaminy są niszczone aż do momentu punktu przełamania przy dawce 4,5 mg Cl₂/l. Stężenie chloru wolnego w tym punkcie wynosi około 0,08 mg Cl₂/l. Po przejściu przez punkt przełamania stężenie chloru użytecznego wolnego proporcjonalnie rośnie. Dla badanej wody najlepszą dawką chloru jest przedział od 5,63 mg Cl₂/l do 8,15 mg Cl₂/l. W tym przedziale zapewniona jest odpowiednia dezynfekcja wody.