Das Konzept des Restchlors
Der Restchlorgehalt ist die Menge an verfügbarem Chlor, die nach der Chlorung und Desinfektion des Wassers im Wasser verbleibt.
Dieser Teil des Chlors wird bei der Wasseraufbereitung zugesetzt, um Bakterien, Mikroorganismen, organische und anorganische Stoffe im Wasser abzutöten. Restchlor ist ein wichtiger Indikator für die Desinfektionswirkung von Gewässern. Man unterscheidet zwischen freiem und gebundenem Restchlor. Freies Restchlor umfasst hauptsächlich Chlorverbindungen wie Cl₂, HOCl und OCl⁻. Gebundenes Restchlor sind Chloramine, die durch die Reaktion von freiem Chlor mit Ammoniumverbindungen wie NH₂Cl, NHCl₂ und NCl₃ entstehen. Im Allgemeinen bezeichnet Restchlor das freie Restchlor, während Gesamtrestchlor die Summe aus freiem und gebundenem Restchlor ist.
Der Gehalt an Restchlor wird üblicherweise in Milligramm pro Liter gemessen. Er muss im optimalen Bereich liegen, weder zu hoch noch zu niedrig. Ein zu hoher Restchlorgehalt führt zu unangenehmem Geruch im Wasser, während ein zu niedriger Gehalt die Sterilisationsfähigkeit beeinträchtigen und die hygienische Sicherheit der Wasserversorgung gefährden kann. Daher wird bei der Trinkwasseraufbereitung der Restchlorgehalt regelmäßig überwacht und angepasst, um die Sicherheit und Eignung der Wasserqualität zu gewährleisten.
Die Rolle von Chlor bei der Desinfektion städtischer Abwässer
1. Die Rolle der Chlordesinfektion
Die Chlorung ist ein gängiges Desinfektionsverfahren zur Behandlung von städtischem Abwasser. Ihre Hauptfunktionen sind folgende:
1. Gute Desinfektionswirkung
Bei der Abwasserbehandlung kann Chlor die meisten Bakterien und Viren abtöten. Chlor inaktiviert Mikroorganismen durch Oxidation ihrer Proteine und Nukleinsäuren. Darüber hinaus kann Chlor die Eier und Zysten einiger Parasiten abtöten.
2. Oxidierende Wirkung auf die Wasserqualität
Die Zugabe von Chlor kann auch organische Stoffe im Wasser oxidieren, wodurch diese in anorganische Säuren, Kohlendioxid und andere Substanzen zersetzt werden. Chlor reagiert mit organischen Stoffen im Wasser und bildet Oxidationsmittel wie Hypochlorige Säure und Chlormonoxid, die wiederum die organischen Stoffe zersetzen.
3. Bakterienwachstum hemmen
Durch die Zugabe einer angemessenen Menge Chlor kann das Wachstum einiger Mikroorganismen gehemmt, die Schlammmenge im Reaktionstank reduziert und der Aufwand und die Kosten der nachfolgenden Behandlung verringert werden.
2. Vorteile und Nachteile der Chlordesinfektion
1. Vorteile
(1) Gute Desinfektionswirkung: Eine angemessene Dosierung von Chlor kann die meisten Bakterien und Viren abtöten.
(2) Einfache Dosierung: Die Chlordosieranlage hat einen einfachen Aufbau und ist leicht zu warten.
(3) Niedrige Kosten: Die Kosten für Chlorförderanlagen sind niedrig und die Anschaffung ist einfach.
2. Nachteile
(1) Chlor erzeugt schädliche Substanzen wie Hypochlornitril: Wenn Chlor mit stickstoffhaltigen organischen Stoffen reagiert, entstehen schädliche Substanzen wie Hypochlornitril, die zu Umweltverschmutzung führen.
(2) Problem der Chlorrückstände: Einige Chlorprodukte sind nicht flüchtig und verbleiben in den Gewässern, was zu Beeinträchtigungen der nachfolgenden Wassernutzung oder zu Umweltproblemen führen kann.
3. Punkte, die beim Hinzufügen von Chlor beachtet werden müssen
1. Chlorkonzentration
Ist die Chlorkonzentration zu niedrig, kann keine Desinfektionswirkung erzielt werden und das Abwasser kann nicht effektiv desinfiziert werden; ist die Chlorkonzentration zu hoch, ist der Restchlorgehalt im Gewässer hoch und schädigt den menschlichen Körper.
2. Chloreinspritzzeit
Der Zeitpunkt der Chloreinspritzung sollte im letzten Prozessstrom der Abwasserbehandlungsanlage gewählt werden, um zu verhindern, dass das Abwasser Chlor verliert oder in anderen Prozessen andere Gärungsprodukte bildet und dadurch die Desinfektionswirkung beeinträchtigt wird.
3. Auswahl von Chlorprodukten
Unterschiedliche Chlorprodukte weisen auf dem Markt unterschiedliche Preise und Leistungen auf, und die Auswahl der Produkte sollte auf den jeweiligen Gegebenheiten basieren.
Kurz gesagt, die Zugabe von Chlor ist eine der wirksamen Methoden zur Behandlung und Desinfektion von städtischem Abwasser. Im Abwasserbehandlungsprozess kann die rationelle Anwendung und Zugabe von Chlor die Wasserqualität wirksam sichern und die Effizienz der Abwasserbehandlung verbessern. Allerdings sind bei der Chlorzugabe einige technische Details und Umweltschutzaspekte zu beachten.
Warum bei der Wasseraufbereitung Chlor zugesetzt wird:
In der Abwasserbehandlung von Trinkwasser- und Kläranlagen wird die Chlordesinfektion häufig eingesetzt, um Bakterien und Viren im Wasser abzutöten. Auch bei der Aufbereitung von industriellem Kühlwasser kommt die Chlorsterilisation und Algenentfernung zum Einsatz. Denn während des Kühlwasserkreislaufs konzentrieren sich durch die Verdunstung eines Teils des Wassers die Nährstoffe, wodurch sich Bakterien und andere Mikroorganismen stark vermehren und leicht Schleim bilden können. Überschüssiger Schleim und Schmutz können zu Verstopfungen und Korrosion in den Rohrleitungen führen.
Ist die Restchlorkonzentration im Leitungswasser zu hoch, bestehen folgende Hauptgefahren:
1. Es ist stark reizend und schädlich für die Atemwege.
2. Es reagiert leicht mit organischen Stoffen in Wasser und bildet dabei krebserregende Stoffe wie Chloroform und Chloroform.
3. Als Produktionsrohstoff kann es negative Auswirkungen haben. Beispielsweise wirkt es bei der Herstellung von Reiswein bakterizid auf die Hefen im Gärungsprozess und beeinträchtigt so die Weinqualität. Da Chlor üblicherweise zur Reinigung von Leitungswasser verwendet wird, kann das Restchlor beim Erhitzen krebserregende Stoffe wie Chloroform bilden. Langfristiger Konsum kann dem menschlichen Körper erheblichen Schaden zufügen. Insbesondere in den letzten Jahren hat die Verschmutzung der Wasserquellen immer mehr zugenommen, was direkt zu einem Anstieg des Restchlorgehalts im Leitungswasser führt.
Welche Messmethoden gibt es für Restchlor?
1. DPD-Farbmetrie
Prinzip: Unter pH-Bedingungen von 6,2–6,5 reagiert ClO₂ in Schritt 1 zunächst mit DPD und bildet eine rote Verbindung. Die dabei entstehende Menge entspricht jedoch nur einem Fünftel des gesamten verfügbaren Chlorgehalts (entsprechend der Reduktion von ClO₂ zu Chlorit-Ionen). Wird eine Wasserprobe in Gegenwart von Iodid angesäuert, reagieren auch Chlorit und Chlorat. Nach Neutralisation durch Zugabe von Bicarbonat entspricht die resultierende Farbe dem gesamten verfügbaren Chlorgehalt von ClO₂. Die Störung durch freies Chlor kann durch Zugabe von Glycin kontrolliert werden. Dies beruht darauf, dass Glycin freies Chlor sofort in chlorierte Aminoessigsäure umwandelt, jedoch keinen Einfluss auf ClO₂ hat.
2. Methode mit beschichteten Elektroden
Prinzip: Die Elektrode befindet sich in der Elektrolytkammer, die über eine poröse, hydrophile Membran mit Wasser in Kontakt steht. Hypochlorige Säure diffundiert durch die Membran in die Elektrolytkammer und erzeugt einen Strom an der Elektrodenoberfläche. Die Stromstärke hängt von der Diffusionsgeschwindigkeit der hypochlorigen Säure ab. Die Diffusionsrate ist proportional zur Konzentration des Restchlors in der Lösung. Durch Messung der Stromstärke lässt sich die Konzentration des Restchlors in der Lösung bestimmen.
3. Konstantspannungselektrodenmethode (membranlose Elektrodenmethode)
Funktionsprinzip: Zwischen Mess- und Referenzelektrode wird ein stabiles Potenzial aufrechterhalten. Unterschiedliche Messkomponenten erzeugen bei diesem Potenzial unterschiedliche Stromstärken. Das System besteht aus zwei Platinelektroden und einer Referenzelektrode und bildet so ein Mikrostrommesssystem. An der Messelektrode werden Chlormoleküle oder Hypochlorit verbraucht, und die Stärke des erzeugten Stroms korreliert mit der Konzentration des Restchlors im Wasser.
Das tragbare Restchlormessgerät LH-P3CLO von Lianhua nutzt die DPD-Detektionsmethode, ist einfach zu bedienen und liefert schnelle Ergebnisse. Sie benötigen lediglich zwei Reagenzien und die zu testende Probe, um ein Farbvergleichsergebnis zu erhalten. Der Messbereich ist groß, die Anforderungen sind gering und die Ergebnisse präzise.
Veröffentlichungsdatum: 30. April 2024
