تفاعل الكلور بأشكالة المختلفة مع الماء

تفاعل الكلور بأشكالة المختلفة مع الماء

اولاً : غاز الكلور

عندما يضاف الكلور الى الماء على هيئة غاز فإنة تحدث عمليتين وهما عملية تحلل ثم عملية تأين .

أ‌-       عملية التحلل :
CI 2  +  H2O                               HOCI  + H+  + CI-
ويكون ثابت التحلل لهذا التفاعل
K  = {HOCI} {H} {CI}  = 4.5+10-4  at  25oc
              {CI2}
ب‌- عملية التأين :
HOCI                                H-  + OC-L
ويكون ثابت التأين لهذا التفاعل
KI  =  {H+}{OC-I} =  3.7*10-8
              { HOCI}

والكمية المتواجدة من النوعين في الماء تتوزع تبعاً لقيمة PH  الماء اذ تزداد نسبة HOCI كلما انخفض PH  الماء وعلى العكس فان OCI    تزداد بزيادة الـــ PH   ، ان فهم هذة الحقيقة مهم جداً لان كفاءة هذة المواد في قتل الميكروبات مختلفة ، اذ ان كفاءة HOCI  في قتل الميكروبات تكون بحدود 80- 40 مرة مفارنة بالـــ  OCI .

ثانياً : تفاعل مادة هيبوكلوريت الصوديوم او هيبوكلوريت الكالسيوم ويكون التفاعل كما يلي :

Ca (OCI)2  +  H2O                                2HOCI  +  Ca(OH)2
NaOCI  +  H2O                                 HOCI  +  NaOH   



ثالثاً : التفاعل في حال وجود الامونيا :
يحتوي ماء الصرف الصحي والماء الملوث على مركبات نيتروجينية او مركبات عضوية وهذة المواد اما تكون على شكل امونيا او نترات .
ولان حمض اليبو كلوروز يكون مؤكسد فعال جداً سيتفاعل مع الامونيا في مركبات الصرف الصحي ، ويكون ثلاثة اشكال من الكلور امين هذا التفاعل متتابعاً ويعتمد على كمية الامونيا المتواجدة :

1- كلور امين احادي   NH2CI + H2O           NH3  +  HOCL     
NH2CI  + HOCL                NHCI2 + H2O
NH2CI  + HOCL                NCI3 + H2O  
وهذة التفاعلات تعتمد على الـــPH    ودرجة الحرارة ، والكلور في هذة المركبات يدعى الكلور المرتبط المتوفر .

العوامل المؤثرة على فاعلية الكلور :-
هناك العديد من العوامل التي يمكن ان تؤثر على فاعلية الكلور منها مايزيد من فاعليتة ومنها عكس ذلك وسيتم استعراض ذلك كما هو موضح ادناه :
1- درجة تركيز الايون الهيدروجيني : فقد تبين ان الماء ذات تركيز الهيدروجين المنخفض يلزم جرعات الكلور اصغر من الماء ذات التركيز الهيدروجيني المرتفع للحصول على نفس كفاءة التطهير .
2- درجة الحرارة : وتقل جرعة بارتفاع درجة الحرارة للحصول على نفس كفاءة التطهير .


1-   مدة التفاعل بين الكلور والماء :

اذ تزيد فاعلية الكلور كلما طال هذا الزمن ، ونظراً لاختلاف مقاومة البكتريا المختلفة لتأثير الكلور ، فقد وجد ان مرور ثلاثين دقيقة بعد اضافة الكلور قبل استعمال الماء ضروري .






جدول يوضح تأثير زمن التلامس وقدرتة في اختزال عدد البكتيريا كلما زاد الزمن

زمن التلامس بالدقيقة
Chlorin   dosage
Mg\L
60
30
15
500
2000
100.000
1
90
350
3000
2
20
65
400
4
12
30
110
6
6
19
54
8
1
10
30
10
2-   قلوية وحامضية الماء :
وتقل فاعلية الكلور بزيادة قلوية الماء – لذلك يلزم جرعات عالية كلما ارتفعت قلوية الماء .
3-   وجود المركبات الاوزوتية في الماء :
خاصة الامونيا اذ ان في تواجد هذة المركبات في الماء اضعاف لفاعيلة الكلور في قتل البكتريا ، لذا يلزم اضافة جرعات اكبر او اطالة في وقت التفاعل بين الكلور والماء .
وجود مركبات الحديد والمنجنيز ، وهذا ايضاً تحد من فاعلية الكلور في قتل البكتريا .
4-   نوع وعدد البكتريا المراد القضاء عليها :
اذ ان لكل ميكروب مقاومة معينة لفعل الكلور ، لذا يلزم اختبار الماء لمعرفة انواع الميكروبات التي يراد قتلها بالكلور – كما ان لعدد البكتريا الموجوده في الماء تأثير على جرعة الكلور الواجب اضافتها – فكلما زادت الجرعة اللازمة .
                                                                                         1.0
                                                                                         0.01
40             10                   1                                
زمن التلامس لقتل 99% من البكتريا



5-   عكارة الماء :
فكلما زادت عكارة الماء زادت جرعة الكلور اللازمة اذ ان الميكروبات قد تحتمي بالمواد المسببة بالعكارة من تأثير الكلور .
6-   طريقة اضافة الكلور :
فالكلور يمكن اضافتة على هيئة غاز او محلول او مسحوق لاحد مركباتة ، ولقد وجد ان اضافتة كغاز اكثر فاعلية من اضافة كمحلول ، وهدة اكثر فاعلية من اضافتة على شكل مسحوق لاحد مركباتة .
7-   جرعة الكلور :
وبديهي ان فاعلية الكلور في القضاء على البكتريا تزيد بازدياد جرعة الكلور المضاف الى الماء .

اماكن اضافة الكلور في محطة التنقية :
يمكن اضافة الكلور الى الماء في اكثر من موقع في محطة التنقية تبعاً لحالة كل محطة ، وكذلك تبعاً لصفات الماء المعالج في كل حالة وتبعاً لتجارب وخبرات المشرف على التشغيل .

أ‌.        الحقن في مدخل خزان المياه النقية :
وذلك باضافة الكلور الى الماء بعد الترسيب والترشيح أي في مدخل حوض المياه النقية وهذة الطريقة هي اكثر الطرق اتباعاً نظراً لبساطتها وسهولة تشغيلها وكفاءة فاعلية الكلور على البكتريا بسبب خلو الماء من أي عكارة او شوائب .

ب‌.  اضافة الكلور قبل احواض الترسيب او المرشحات :
أي حقن الكلور قبل المرشحات او قبل احواض الترسيب هذة الطريقة بالاتي :
1: خفض تعداد البكتريا في المياه قبل وصولها الى المرشح مما يخفف الحمل البكتيري على المرشح .
2: تطهير الرمل في المرشح نظراً لمرور المياه بما فيها من كلور في مسام الرمل اثناء عملية الترشيح .
3: كفاءة عالية في ازالة اللون من الماء .
4: نقص في كمية الكيماويات المروبة اذا اضيف الكلور قبل احواض الترويب.
5: كفاءة عالية في ازالة الطعم والرائحة من الماء .
6: الحد من نمو الكائنات الحية الدقيقة في داخل المرشح .

ج- اضافة الكلور في اكثر من موقع :
وهذة الطريقة تتبع اذا كانت المياه رائقة والتلوث البكتيري عالي نسبياً اذ يحسن في هذة الحالة اضافة الكلور في اكثر من نقطة على مسار الماء في محطة التنقية لضمان كفاءة عملية الكلورة .
كما تستعمل هذة الطريقة اذا خزنت المياه المرشحة في خزانات مكشوفة ففي مثل هذه الحالة يجب اضافة الكلور في مخارج المياه من الخزانات المكشوفة بالرغم من سابق اضافة الكلور في محطة التنقية .

د – اضافة الكلور بجرعات عالية ثم ازالة الكلور الزائد :
والمقصود بذلك اضافة الكلور بجرعات زائدة عن المقرر قد تصل الى 2 او 3 جزء في المليون ، وبهذا يمكن الحصول على كفاءة وفاعلية عالية لعملية الكلورة .

وتتميز هذة الطريقة بالاتي :
1- كفاءة وفاعلية لتأثير الكلور على البكتريا .
2- اكسدة الكلور للمواد العضوية التي قد تتواجد في الماء .
3- الحد من الطعم والرائحة التي قد توجد في الماء .
4- ابادة الكائنات الحية الدقيقة التي تقاوم الجرعات العادية للكلور .
على انة يلزم ازالة الكلور الزائد بعد التأكد من تمام قتل الكلور للبكتريا وذلك للحد من طعم ورائحة الكلور النفاذة في المياه .