Хлорирование что такое: Хлорирование — это… Что такое Хлорирование?

Хлорирование — это… Что такое Хлорирование?

        Эта реакция лежит в основе промышленного способа получения из метана метилхлорида, метиленхдорида, хлороформа, четырёххлористого углерода, из пентановых фракций бензина — амилхлоридов. Х. органических соединений ароматического ряда протекает по ионному механизму в присутствии кислотного катализатора, например AlCl₃ или FeCl₃. Т. о. в промышленности получают, например, Хлорбензол:

         [FeCl₄]^— + H⁺ → FeCl₃ + HCl.

         Принимая во внимание различия в механизмах Х. органических соединений алифатических и ароматических рядов, регулируют Х. жирно-ароматических углеводородов: прибавление FeCl₃ ведёт к замещению атомов водорода в ароматическом ядре, тогда как УФ-облучение и повышение температуры способствуют Х. боковых алифатических групп. Так, в промышленности Х. толуола получают хлортолуолы (в присутствии FeCl₃) или бензилхлорид C₆H₅CH₂Cl (под действием УФ-облучения). При высокой температуре удаётся осуществить прямое замещение атомов водорода на хлор и в алкильных группах олефинов (с сохранением кратной связи), например:

         Иногда под Х. в более широком смысле понимают создание связи С—Cl любым способом, например присоединением по кратным связям хлора, хлористого водорода, хлорноватистой кислоты, хлористого нитрозила, замещением на хлор др. функциональных групп (гидроксильной в спиртах и карбоновых в кислотах, аминогруппы в ароматических аминах после предварительного их диазотирования и др.). Так, в промышленности присоединением хлора к этилену получают Дихлорэтан, являющийся сырьём в одном из способов производства Винилхлорида; хлорированием ацетилена — Тетрахлорэтан, применяемый для получения Трихлорэтилена, хлорированием некоторых каучуков — хлор-каучуки. Реакцией ненасыщенных соединений с хлористым водородом в промышленности производят винилхлорид, Этилхлорид, Хлоропрен. Х. используется также для получения инсектицидов (См. Инсектициды) (гексахлорана, полихлорпинена, полихлоркамфена), гербицидов (См. Гербициды), например эфиров 2,4-дихлор-феноксиуксусной кислоты, Гексахлорэтана (заменителя камфары (См. Камфара)) и др. важных продуктов.

        в цветной металлургии, технологический процесс нагрева материалов, содержащих цветные металлы, в атмосфере хлора, хлорсодержащих газов или в присутствии хлористых солей с целью извлечения и разделения цветных металлов.

         В основе процесса лежит взаимодействие окислов или сульфидов металлов с хлором или хлоридом водорода по обратимым реакциям. Окислы, у которых Гиббсова энергия этих реакций имеет большие отрицательные значения (PbO, ZnO, Ag₂O и др.), хлорируются при малых концентрациях хлора в газовой среде и в присутствии кислорода; окислы с большими положительными значениями гиббсовой энергии (SiO₂, TiO₂, Al₂O₃) практически не взаимодействуют с газообразным хлором, т.к. даже следы кислорода в газовой среде препятствуют образованию хлоридов. Х. окислов облегчается в присутствии веществ, связывающих свободный кислород и уменьшающих его концентрацию в газовой фазе, например углерода, водорода, сернистого ангидрида. Таким образом, изменяя состав газовой фазы и температуру процесса, можно подобрать условия селективного Х.; в частности, в присутствии кислорода и паров воды можно прохлорировать ряд цветных металлов, оставив в окисленной форме железо, а в восстановительной атмосфере перевести в форму хлоридов окислы железа. В качестве хлорирующих агентов, кроме элементарного хлора и HCl, применяют дешёвые соли — каменную соль (NaCl), сильвинит (KCl․2NaCl), хлорид кальция (CaCl₂) и др. При этом Х., в особенности при использовании малолетучего CaCl₂, идёт преимущественно через разложение соли парами воды с образованием HCl; разложению соли-хлоринатора способствует присутствие SO₂ или SO₂, образующих CaSO₄, CaSiO₃ и т.п.
         Разновидности Х.: хлорирующий обжиг, Хлоридовозгонка и Сегрегация. Хлорирующий обжиг проводят при относительно низкой температуре, при которой образующиеся хлориды ещё нелетучи. Х. осуществляют в электропечах, печах кипящего слоя, трубчатых или многоподовых обжиговых печах. Процесс применяется в производстве магния для перевода окиси магния в хлорид, который затем подвергают электролизу, а также для извлечения кобальта и меди из бедных материалов, чаще всего из пиритных огарков и кобальт-никелевых штейнов; кобальт, медь, цинк переходят в форму хлоридов и выщелачиваются водой или слабой кислотой, а железо не хлорируется и остаётся в форме окислов в твёрдом остатке. Хлоридовозгонка, в отличие от хлорирующего обжига, ведётся при более высоких температурах, обеспечивающих улетучивание хлоридов металлов; процесс более универсален: позволяет извлекать больше различных цветных и редких металлов, а также золото и серебро. Сегрегация, в отличие от хлоридовозгонки, требует меньшего расхода хлоринаторов и ведётся при более низкой температуре, но для получения концентрата необходима дополнительная операция — флотация или магнитная сепарация.
         Х. применяется также для рафинирования расплавленных металлов от примесей: алюминия — от натрия и кальция, свинца — от цинка, олова — от свинца. Разрабатываются процессы удаления меди и кобальта из никелевого Файнштейна хлоридными расплавами.

         Лит.: Смирнов В. И., Тихонов А. И., Обжиг медных руд и концентратов, 2 изд., М., 1966; Морозов И. С., Применение хлора в металлургии редких и цветных металлов, М., 1966; Гудима Н. В., Шейн Я. П., Краткий справочник по металлургии цветных металлов, М., 1975.

         И. Д. Резник.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.

Хлор + вода: выбрать фильтр для воды от хлора | О воде

За прошедшее столетие с момента первого применения гипохлорита кальция для обеззараживания воды хлор уже спас и все еще продолжает спасать миллионы жизней по всему миру, останавливая распространение кишечных инфекций в городах. До применения дезинфекции воды хлором, по приблизительным подсчетам, холерой переболело 4,5 миллиона человек, а тифом – около 25 миллионов. Даже думать не хочется о том, какими могли бы быть эти цифры сейчас, если бы не тот самый хлор, который мы так ругаем. 

Между тем страшным эпидемиям холеры и тифа посвящены не только страницы в учебниках истории, но и передовицы современных газет. По данным ВОЗ, ежегодно происходит 3-5 миллионов случаев заболевания холерой, 100-120 тысяч из которых заканчиваются смертью, и до 17 миллионов случаев заболевания тифом. И это имеет отношение не только к бедным странам Африкии и Индии. Случаи заболевания фиксируются в Венесуэле, США, Канаде и могут быть завезены, по словам главного санитарного врача РФ Г.Г.Онищенко, в Россию из Доминиканской республики, которая так полюбилась нашим туристам. Распространение этих инфекций происходит в первую очередь при питье неочищенной воды и её использования для мытья посуды, овощей и фруктов, а также при заглатывании во время купания. 

Хлорирование — десятилетиями проверенный метод дезинфекции. Другие виды обеззараживания воды пока не могут сравниться с хлорированием ни по результату, ни по стоимости. Так, для эффективного обеззараживания при помощи ультрафиолета необходимым условием является прозрачность воды, иначе микробы смогут благополучно миновать УФ-лучи. Озонирование воды чересчур дорого, и не все могут себе это позволить. У хлорирования же есть ряд преимуществ. Хотя хлор, как и другие способы дезинфекции воды, не освобождает воду от бактерий на все 100%, но остающиеся после хлора одиночные хлорустойчивые бактерии практически не угрожают здоровью, так как в большинстве случаев являются непатогенными. Кроме того, другие методы обеззараживания, в отличие от хлорирования, не гарантируют, что уже обработанная вода не заразится вновь во время прохождения по трубам. 

Чем вредно хлорирование воды

Но, к сожалению, при всех очевидных достоинствах хлорирование – палка о двух концах. Последние исследования ученых выявляют взаимосвязь между употреблением хлорированной воды и увеличением количества заболеваний отдельными видами рака. Серьезную опасность для здоровья представляют побочные продукты дезинфекции, которые являются следствием реакции хлора с содержащейся в воде органикой. Получающиеся в результате хлорорганические вещества обладают канцерогенным и мутагенным действием и могут проникать в организм не только при питье, но и вместе с дыханием во время водных процедур или при стирке, а также через кожу. Высокое содержание в воде хлора и его соединений может спровоцировать респираторные заболевания, пневмонию, гастриты. Хлорированная вода также вредна для кожи, вызывает ее сухость и может стать причиной аллергии. И все-таки отказываться от хлора еще рано. Когда в 1991 году это сделали в Перу для сокращения числа раковых заболеваний, в стране сразу же возникла вспышка холеры. Получается, что приходится выбирать из двух зол: если не использовать хлорирование, то есть риск заразиться кишечной инфекцией, а если использовать, то есть вероятность заработать себе онкологию. 

Решение проблемы: фильтры для хлорированной воды

А может быть, из двух зол и выбирать не стоит? Ведь хлор нужен нам для дезинфекции – и только. При этом совсем не обязательно его пить, вдыхать и мыться хлорированной водой. Вот для чего нам нужны фильтры для воды от хлора. При использовании хлорирования необходим индивидуальный контроль доочистки воды как питьевой, так и используемой в ванной от остаточного хлора, а также его соединений. Только в таком сочетании можно гарантировать себе защиту одновременно и от микробов, и от канцерогенных и токсичных продуктов взаимодействия хлора с другими веществами. Хлор все еще остается важным слагаемым в уравнении с результатом – безопасная вода. Только сейчас к нему нужно «приплюсовать» еще и хороший фильтр для воды.

ХЛОРИРОВАНИЕ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 34. Москва, 2017, стр. 100

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: Д. В. Дробот

Хлоратор для хлорирования лопаритового концентрата в солевом расплаве: 1 – бункер для концентрата и кокса; 2 – шнековый питатель; 3 – хлоратор; 4 – фурмы; 5 – расплав; 6 …

ХЛОРИ́РОВАНИЕ в цвет­ной ме­тал­лур­гии, взаи­мо­дей­ст­вие пре­им. при на­гре­ва­нии ма­те­риа­ла, со­дер­жа­ще­го цвет­ные ме­тал­лы, и хло­ри­рую­ще­го аген­та (Cl₂, CCl₄, HCl, NH₄Cl и др.). При­ме­ня­ет­ся в тех­но­ло­ги­ях по­лу­че­ния Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, РЗЭ и др.; по­зво­ля­ет пол­но­стью из­вле­кать цен­ные со­став­ляю­щие из пер­вич­но­го ком­плекс­но­го (напр., цир­ко­на, ло­па­ри­то­во­го кон­цен­тра­та, ти­та­но­вых шла­ков) и тех­но­ген­но­го [от­хо­дов про­из-ва фер­ро­нио­бия, сверх­про­вод­ни­ков (Nb₃Sn) и др.] сы­рья в фор­ме, удоб­ной для даль­ней­шей пе­ре­ра­бот­ки, тон­кой очи­ст­ки со­еди­не­ний и по­сле­дую­ще­го по­лу­че­ния из них осо­бо чис­тых ме­тал­лов. Для Х. ха­рак­тер­но соз­да­ние замк­ну­тых по хло­ри­рую­ще­му реа­ген­ту про­цес­сов (воз­врат хло­ра на на­чаль­ные ста­дии). Х. осу­ще­ст­в­ля­ют в рас­пла­ве со­лей (хло­ри­ды ка­лия, на­трия, каль­ция, РЗЭ), в вод­ных или ор­га­нич. рас­тво­рах и в от­сут­ст­вие рас­тво­ри­те­ля (напр., при пе­ре­ра­бот­ке бри­ке­ти­ро­ван­ной ших­ты Ti–Mg про­из-ва в шахт­ных элек­тро­пе­чах). Про­цес­сы Х. ос­но­вы­ва­ют­ся на изу­че­нии и ана­ли­зе p–T–x диа­грамм со­стоя­ния двой­ных (ме­талл – хлор) и трой­ных (ме­талл – ки­сло­род – хлор) сис­тем.

Х. ло­па­ри­то­во­го кон­цен­тра­та, со­дер­жа­ще­го Nb, Ta, Ti, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, про­мыш­лен­но ос­вое­но в 1971 (отеч. тех­но­ло­гия не име­ет ми­ро­вых ана­ло­гов). Х. осу­ще­ст­в­ля­ют в ап­па­ра­те – хло­ра­то­ре (рис.), в ко­то­ром про­ис­хо­дит раз­де­ле­ние труд­но­ле­ту­чих хло­ри­дов РЗЭ, вы­во­ди­мых че­рез лет­ку, и лег­ко­ле­ту­чих хло­ри­дов Nb, Ti, Ta, ко­то­рые пе­ре­хо­дят в па­ро­га­зо­вую смесь (ПГС). Пе­ре­ра­бот­ка ти­тан­со­дер­жа­ще­го сы­рья с при­ме­не­ни­ем Х. (про­цесс, замк­ну­тый по хло­ру) пред­став­ля­ет един­ст­вен­ный пром. спо­соб про­из-ва вы­со­ко­ка­че­ст­вен­ной ти­та­но­вой губ­ки (см. в ст. Ме­тал­ло­тер­мия). Х. в вод­ных рас­творах (гид­ро­хло­ри­ро­ва­ние) при­ме­ня­ют в тех­но­ло­ги­ях пе­ре­ра­бот­ки ме­тал­лов пла­ти­но­вой груп­пы.

Поможет ли хлорирование в проблеме очистки воды?

Хлорирование — наиболее распространенный способ очистки воды от микроорганизмов для систем централизованного водопровода. Хлор и его соединения добавляют в очищенную от механических примесей воду, чтобы уничтожить находящиеся в ней микроорганизмы. Применение хлора стало популярным благодаря его относительно эффективности и дешевизне реагентов. 

Но современные исследования показывают, что применение хлора не так безопасно и не настолько качественно очищает воду, чтобы ее можно было использовать для питья и приготовления пищи без дополнительной обработки. 

Особенности хлорирования как способа очистки

Хлорирование для доочистки воды и окисления некоторых веществ предусматривает добавление в воду активного вещества, выступающего как антисептик. Он уничтожает бактерии, вирусы.  

Недостатки технологи:

• Необходимо строго следить за количеством реагента и менять его концентрацию в зависимости от степени загрязнения. Если хлора будет меньше, он уничтожит не все микроорганизмы, если больше — будет превышена предельно допустимая концентрация. 
• После обеззараживания избыток хлора необходимо деактивировать. Для этого используются другие вещества, которые также меняют химический состав воды и делают ее менее безопасной для человека. 
• После хлорирования на станциях очистки возможно повторное заражение воды во время транспортировки по трубам. Бактерии попадают внутрь из-за аварий в трубопроводах, а также со стенок трубопроводов. Они размножаются там в минеральных отложениях. 

Вред от применения хлора 

Главный вред от применения хлорирования заключается в том, что его избыток негативно влияет на здоровье человека. Недаром это вещество и его соединения ядовиты и во время Первой мировой войны использовались как оружие массового поражения. 

Употребление большого количества хлора или периодическое использование воды с повышенным содержанием вещества приводит к таким последствиям:

• Увеличение риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний;
• Нарушение работы желудочно-кишечного такта;
• Возникновение и развитие аллергических реакций;
• Другие негативные последствия. 

Как избавиться от хлора

С проблемой повышенного содержания хлора в воде сталкиваются жители городских квартир. Из-за нарушения технологии обработки и по другим причинам количество этого газа и его соединений в подаваемой воде может превышать предельно допустимые концентрации. 

Избавиться от хлора можно путем отстаивания воды в открытых емкостях. Но этот способ занимает много времени и не позволяет получить большое количество воды, необходимой для питья, мытья посуды, стирки и т. П.  

Во избежание серьезных нарушений здоровья и других негативных последствий необходимо использовать индивидуальные системы очистки воды, предназначенные для городских квартир. Одним из фильтров в такой системе является установка с сорбционной загрузкой. Чаще всего используется активированный уголь из коры кокосовых орехов. 

Вещество имеет высокую пористость, за счет чего многократно увеличивается площадь его поверхности в сравнении с объемом. При пропускании хлорированной воды через сорбционную загрузку производится удаление хлора в жидкости, улучшают органолептические свойства воды, исчезает характерный химический запах. 

Альтернатива хлору для обеззараживания воды

Полностью отказаться от использования в городских квартирах нельзя. Но в частных домах и коттеджах, на дачных участках с колодцами и скважинами уничтожить бактерии и вирусы в воде можно с помощью ультрафиолетового фильтра. 

Он наиболее эффективен для борьбы с микроорганизмами. Облучение светом с определенной длиной волны приводит к разрушению клеточных мембран бактерий, что не позволяет им развиваться и увеличивать численность колонии. Дополнительным плюсом этого способа очистки является отсутствие реагентов. Следовательно, химический и физический состав воды не меняется, она остается полностью безопасной для здоровья человека.  

Если в воде присутствует большое количество техногенных загрязнений, высокая концентрация железа, марганца и органических соединений, возможно использование индивидуальных систем реагентной очистки с использованием гипохлорида натрия. Подбор и установку такой системы производят специалисты в сфере водоочистки на основе лабораторного анализа образцов воды. 

Куда обратиться

Хотите избавиться от неприятного запаха хлора в воде из-под крана? Сделать воду безопасной для себя и своих близких? Уничтожить вредные для человека микроорганизмы без использования активных веществ? Обратитесь за помощью в нашу компанию. Мы подберем для вас систему фильтров с учетом количества и типов загрязняющих веществ в воде. Для оформления заказа заполните форму обратной связи на сайте или позвоните менеджерам отдела продаж.

Хлор в воде: быть или не быть?

В последнее время ведется много разговоров о традиционном процессе обеззараживания воды хлором. Сегодня мы поговорим о том, что такое “хлорирование воды без хлора”? Существуют ли альтернативы хлорным реагентам для обеззараживания воды и почему они не подходят для централизованной водоподготовки в Украине? Также рассмотрим влияние побочных продуктов хлорирования на человеческий организм и методы удаления хлорорганики из воды, как в бытовых условиях, так и на станциях централизованной водоподготовки.

Как хлор остановил эпидемию тифа?

Бесхлорное хлорирование или что не так с заголовками в СМИ?

Как работает активный хлор?

Чем опасен хлор для человека?

Можно ли обойтись без хлора?

Питьевая вода по-украински или помоги себе сам

Как хлор остановил эпидемию тифа?

История применения хлора для обеззараживания воды является одним из научных открытий, которые изменили мир. Первый раз идея добавления в воду гипохлорита кальция (хлорной извести) возникла в 1984 году у химика Морица Траубе, который допустил, что таким образом можно получить воду свободную от микроорганизмов (“germ free” water). Первым городом, где вся вода начала обрабатываться хлором стал Мейдстон в Англии в 1897 году, что позволило остановить эпидемию тифа, основным источником передачи которого была вода. Сначала дезинфекция воды хлором стала активно применяться в Англии, затем в США, а в начале XX века стала популярной во всем мире. Позже менялись лишь хлорсодержащие реагенты и системы обработки воды. На сегодняшний день практически весь мир для обеспечения безопасности питьевой воды использует соединения хлора. Их главными преимуществами являются:

• высокая эффективность по отношению к патогенным микроорганизмам;
• пролонгированное действие — способность к обеззараживающему эффекту не только на станции водоподготовки, но и в момент протекания по трубопроводам, что предупреждает повторное заражение воды;
• простое дозирование в воду;
• низкая стоимость и простота получения — цена реагентов сравнительно ниже вероятных альтернатив, а системы получения не требуют больших затрат электроэнергии, как при озонировании.

Бесхлорное хлорирование или что не так с заголовками в СМИ?

Заголовки новостных изданий, которые гласят “В городе N больше не очищают воду хлором” несколько вводят людей в заблуждение. На самом деле, речь идет всего лишь о замене традиционного сжиженного хлора, который является опасным в хранении, на более безопасные формы хлорных реагентов: гипохлорит натрия, диоксид хлора и пр.

Хлор газ и хлорный кризис в Украине

Это то самое простое вещество Cl₂, молекула которого состоит из двух атомов хлора. Существует два пути его получения: в виде сжиженного хлора и электролитически в месте применения. 90% воды в Украине обеззараживается именно путем дозирования жидкого хлора. Этот метод эффективный, но имеет ряд недостатков. Во-первых, он несет в себе опасность техногенных катастроф, поскольку авария, например, на киевских складах может привести к поражению нескольких жилых районов. Во-вторых, сегодня сжиженный хлор производят лишь на одном предприятии в Украине и это “ДнепрАзот”. Предприятие пользуется положением монополиста, и в любой момент может остановить производство в ответ на повышение цены на газ, который составляет 80% стоимость хлора, до уровня рыночной. А отсутствие хлора у водоканалов означает исчезновение питьевой воды в наших кранах. В 2018 году уже была подобная ситуация, тогда были налажены временные поставки из Румынии. Но единственное эффективное решение данной проблемы кроется в отказе от сжиженного хлора.

Какие же есть альтернативы?

Альтернативой сжиженному хлору для централизованных систем водоснабжения являются: электролитический хлор, диоксид хлора, гипохлориты натрия и калия; для децентрализованных систем и бассейнов могут подойти соли хлорциануровой кислоты (хлор в таблетках).

Гипохлорит натрия (NaOCl). Это та же белизна или хлорка, которая продается в наших магазинах. Реагент производится в жидкой форме, как для бытового, так и для промышленного применения. Также может получаться путем электролиза из раствора хлорида натрия (обычной кухонной соли) непосредственно на месте потребления.

Этот дезинфектант имеет ряд важных преимуществ. Производство его любым методом не выделяет в окружающую среду опасных веществ, он безопасен при транспортировке и хранении, а при производстве электролитическим методом на месте уменьшает выбросы при транспортировке, образует меньше побочных продуктов и имеет менее выраженный запах.

Сегодня, гипохлорит натрия, полученный электролизом полностью покрывает потребности Херсонского, Житомирского, Кировоградского водоканалов, частично  Львовского (68% жителей в марте 2021 года). А, например, Луцк уже больше 10 лет закупает растворы гипохлорита.

Диоксид хлора (Cl₂O) — еще один распространенный реагент для обеззараживания воды, который признан одной из лучших вариаций хлора. Он имеет высокую эффективность, не образует токсичных побочных продуктов. Производится исключительно в месте потребления. 

Диоксидом хлора обеззараживает воду “Киевводоканал”. На сегодняшний день это вся вода Днепровского водозабора и артезианских скважин, а к 2022 году планируется полный отказ от газообразного хлора в Киеве.

Хлорамины — соединения хлора и аммиака, которые обычно формируются путем введения аммиака в обработанную хлором воду. Метод широко применяют в США, он образует меньше тригалометанов и довольно устойчив в воде. Имеет менее четко выраженный запах.

Гипохлорит кальция или хлорная известь(Ca(OCl)₂) был первым дезинфектантом для воды, но практически не применяется в наше время. Он образует осадки и создает определенные сложности в применении. В последнее время хлорную известь на этапе финишного обеззараживания практически не применяют.

Как работает активный хлор?

Принцип обеззараживающего действия хлора лежит в окислении микробиологических частиц, иными словами, в разрушении их структуры. 

Хлорсодержащие соединения распадаются в воде на хлорноватистую кислоту и/или гипохлорит ионы. Вот так выглядит диссоциация обычного газообразного хлора:

Именно эти частицы способны выделять активный хлор, который является сильнейшим окислителем, и благодаря высокой активности уничтожает бактерии, вирусы, грибки, а также гуминовые и фульвокислоты (вызывают цветность поверхностных вод), производные фенола, хиноны и другие промышленные загрязнители воды. В случае с подземными водами, ситуация в побочными продуктами лучше, так как в исходной воде органика практически отсутствует.

Чем опасен хлор для человека?

В окислительном действии и газообразного хлора и гипохлорита лежат, как его основные преимущества, так и недостатки. В ходе обеззараживания воды образуются побочные продукты хлорирования — хлорорганические соединения. Именно эти соединения определяют влияние хлора на организм человека. 

Преимущественно это тригалометаны (80-90% составляет хлороформ), часто можно встретить четырёххлористый углерод, тетрахлорэтилен, трихлорэтилен. В целом существует около трех сотен наименований хлорорганических соединений, в США нормируется 50-70 наименований этих веществ, в Украине предельно-допустимая концентрация установлена для хлороформа (60 мкг/л), дибромхлорметана (10 мкг/л) и суммарного содержания тригалометанов (100 мкг/л) соответственно к рекомендациям ВОЗ. 

В последние два десятилетия подтвержден канцерогенный эффект воды, содержащей тригалометаны, а активные исследования длятся уже 40 лет. За это время детально обнаружены сотни побочных продуктов дезинфекции воды хлором, исследованы все соединения, которые используются для дезинфекции и, конечно, влияние их на человеческий организм.

В процессе исследований была найдена некоторая связь между длительным питьем воды с продуктами хлорирования и раком мочевого пузыря, а также толстого кишечника. Вторым фактором является тератогенное или, простыми словами, внутриутробное воздействие: исследования показали связь потребления хлорированной воды матерями со снижением роста плода, также есть связь с несколько повышенным риском выкидышей, мертворождения и врожденных патологий нервной системы в регионах с хлорированной водой из поверхностных источников. Детальный обзор влияния побочных продуктов на организм человека можно найти в рекомендациях по качеству питьевой воды относительно показателей содержания хлорорганических соединений.

Несмотря на все спорные моменты, мы не должны забывать о том, что хлорирование воды — одно из самых больших открытий XX века в сфере общественного здравоохранения и риск смертей от инфекционных заболеваний значительно выше.

Можно ли обойтись без хлора?

Почти все слышали, что воду можно обеззараживать озоном и ультрафиолетом. Это действительно так, более того, существуют десятки реагентных (перекись водорода, бром, органические дезинфектанты, тяжелые металлы) и безреагентных методов (ультразвук, облучение) обеззараживания воды. Все эти методы имеют определенную эффективность, но при этом их сопровождают недостатки. Например, озон, является сильным окислителем и способен обезвреживать даже паразитов, против которых не эффективен хлор, но при этом не имеет пролонгированного эффекта. То есть, когда вода попадает в водораспределительную сеть, она остается беззащитной перед угрозой в виде повторного микробиологического заражения. А с учетом украинских трубопроводов, основная часть которых исчерпали свой ресурс, а, соответственно, склонны к обрастаниям и разгерметизации, повторное заражение имеет высокие риски. С этой точки зрения интересным есть кейс Днепровской станции очистки воды: с 1972 года там установлен озонатор, который эффективно снижает цветность воды, разрушая гуминовые и фульвокислоты, а после этого вода хлорируется (сегодня уже диоксидом хлора) перед запуском в водопроводную сеть.

Что касается ультрафиолета, ситуация еще сложнее. Его бактерицидные свойства ниже и применимы только к воде с высокой прозрачностью, то есть до этого она должна быть достаточно очищена. Более того, метод довольно энергоемкий.

Все больше и больше места занимают на рынке мембранные технологии. Ультрафильтрация способна удалять бактерии, паразитов и споры грибов, а также коллоидные загрязнения. Сегодня она часто применяется в странах Европы в качестве одного из этапов водоподготовки. В украинских реалиях реализация ультрафильтрационных систем на станциях централизованной водоподготовки в ближайшие годы выглядит нереалистично.

Питьевая вода по-украински или помоги себе сам

Не секрет, что вода из крана в Украине питьевой является только формально. Список ее проблем бесконечен. Удаление хлорорганических соединений, как и самого остаточного хлора является просто решаемой задачей. Фильтры с активированным углем могут задерживать до 90% органических примесей, а обратный осмос способен удалить более 99% токсикантов, в том числе и тригалометаны.

Существуют также более масштабные решения, которые могут решить проблему качества воды и в многоквартирном доме. Например, система из высокопроизводительных угольных фильтров и ультрафиолетового обеззараживателя сделает водопроводную воду значительно более безопасной.

Мы постарались разобраться в ситуации с хлором детально, и дать вам возможность смотреть на проблему с разных сторон. Главный вывод состоит в том, что Украине необходимо отказываться от применения хлоргаза, и в последние годы этот процесс движется вперед довольно быстрыми рывками. Переход водоканалов на обеззараживание гипохлоритом натрия является шагом к безопасности населения окружающих территорий, независимости от производителя и стабильной подаче воды. Станции получения диоксида хлора, который считается лучшим в ряду обеззараживающих реагентов, были бы лучшим вариантом, но они предусматривают высокие капиталовложения, что довольно сложно реализовать при украинских тарифах.

Водоканалы сегодня обеспечивают базовый уровень качества воды. А вот ответственность как за здоровье в длительной перспективе, так и за качество питьевой воды, которую потребляем мы и наши дети, сегодня лежит исключительно на каждом из нас. Установка бытовых фильтров, покупка воды в пунктах разлива и бутилированной — в последнее время стала важной частью заботы о своем здоровье.

Вреден ли хлор для бассейна: популярные заблуждения

Важной темой для изучения во время летнего сезона являются хлорированные бассейны.

Хлор популярен, потому что он выполняет три основные задачи по поддержанию чистоты бассейна:

1. он дезинфицирует (убивает бактерии и микробы),
2. окисляет (контролирует органический мусор от пота и жировых отложений) и
3. удерживает водоросли.

Хлор не наносит вреда человеку, если при очистке бассейна соблюдена дозировка данного препарата. Важно понимать, что все химические вещества, используемые для очистки бассейна требуют правильной дозировки, которая написана в инструкции к применению аппарата. Однако неправильное обслуживание бассейна может привести к неприятным проблемам со здоровьем, если вы не будете осторожны. Фактически слишком большое содержание хлора в бассейне может привести к отравлению.

В реальной жизни, хлор для бассейнов не может нанести вам вреда, особенно в общественных бассейнах. Хлор становится опасным только при передозировке, а сотрудники бассейна знают как им пользоваться и в какой дозировке добавить. Для этого при открытии бассейна приглашается эксперт в хлорировании бассейнов, который помогает определиться с дозировками, периодичностью и объемами закупки того или иного препарата.

Исходя из вышесказанного становится понятно, что не стоит бояться хлорированных бассейнов. Хлорирование используется в большинстве бассейнов и без хлора обслуживать бассейн очень сложно и дорого. Шоковая терапия хлором должна обязательно проводится при введении бассейна в эксплуатацию для приведения воды в надлежащее состояние. Даже если в бассейне на постоянной основе используют другое средство для очистки это не значит, что хлор там вообще не применяется.

Если вы или члены вашей семьи решили плавать в хлорированных бассейнах, стоит соблюдать лишь одно важное правило: принимайте душ до и после купания в бассейне. Хлор достаточно сильно сушит нашу кожу и купание помогает избавится от данной проблемы.

По описанным выше рекомендациям для посещения хлорированного бассейна становится понятно, что он не так опасен, как многие его описывают и большинство статей в интернете смотрят на хлор с 1 единственной сторон, еще и приукрашивают ее в несколько раз.

Посещение хлорированного бассейна при беременности

В сравнении с другими нагрузками для беременных плавание является самым безопасным. Во время беременности женщины очень часто начинают посещать бассейн, даже если раньше этого никогда не делали. Врачи чаще всего только за такие нагрузки и иногда против, если этого не позволяет здоровье женщины.

Хлорированная вода в бассейнах для беременных, такая же безопасная, как и для других людей. Несмотря на множество исследований еще ни разу научно не доказали вредность хлорированной воды для беременных. Химические вещества в бассейнах и их побочные продукты не нанесут вреда маме и ее будущему ребенку.

Помимо того, что плавание в бассейне безопасно для беременных, оно также приносит пользу. Плавая, вы сможете предотвратить отек, который является очень неприятной проблемой для беременных женщин. Конечности очень часто отекают в связи с особенностями работы женского организма, что вызывает сильный дискомфорт. В независимости от того, для чего вы используете бассейн он помогает уменьшать отеки и делает вашу жизнь немного проще.

Нормы хлорирования воды

Хлорировании воды бывает двух типов:

1. шоковое,
2. регулярное.

Прежде всего, если в бассейне скопилось много органических веществ, нормальные дозы хлора не решат проблему. Вам придется шокировать воду, что включает в себя добавление большого количества хлора на короткое время, чтобы полностью уничтожить все бактерии и органические вещества в бассейне.

Нормы хлорирования бассейна всегда немного отличаются друг от друга и зависят от производителя купленного вами препарата. В инструкции к его применению вы найдете все необходимое, для правильного использования хлора в бассейнах. Придерживаясь правильных дозировок вы никогда не столкнетесь с проблемами от использования хлора. Он является самым популярным и сильным дезинфицирующим средством, без которого эксплуатация практически не возможна.

Исследования содержания хлора в питьевой воде и его влияние на здоровье человека

Вода – единственный ресурс природы, который не имеет заменителя. Вода —источник жизни не только для человека и животных, но и среда обитания для различных микроорганизмов, бактерий и вирусов. Защитить организм от возможной вирусной и бактериальной атаки в современных условиях можно несколькими способами. Самый простой, но не самый безопасный — это дезинфекция, т.е. хлорирование воды.

По мнению многих ученых, хлорирование воды — это самое крупное изобретение в медицине, а точнее в профилактической гигиене XX века, принесшее огромную пользу человеку. Именно хлорирование воды, а не открытие антибиотиков, инсулина или пересадка сердца спасло больше всего жизней. Оно остановило распространение кишечных инфекций в крупных городах мира.

Впервые хлор для обеззараживания воды стали использовать в Лондоне после эпидемии холеры 1870 года. В России хлорирование воды было осуществлено в 1908 году, также в связи с эпидемией холеры. В дальнейшем, его проводили в Кронштадте, Нижнем Новгороде, Ростове-на-Дону, Петербурге. На первых порах, хлорирование воды применялось эпизодически, по мере возникновения вспышек кишечных инфекций. В последующие годы хлорирование воды как эффективное средство борьбы с инфекционными заболеваниями распространилось во всем мире быстрыми темпами, и в настоящее время такой водой пользуются многие сотни миллионов людей во всем мире.

Для чего же производится хлорирование питьевой воды? Как известно, источниками питьевой воды в большинстве городов России являются реки, водохранилища, озера — так называемые наземные или поверхностные источники. Водные наземные источники – это среда обитания множества макро- и микроорганизмов, болезнетворных бактерий, также в воде растворено очень много химических элементов, которые не только ухудшают органолептические свойства воды, но и делают ее не безопасной для человека. Без предварительной очистки такую воду пить нельзя. Прежде чем поступить в городскую систему водоснабжения вода должна пройти этапы водоподготовки:

Первый этап водоподготовки позволяет удалить из воды видимые твердые и волокнистые включения: песок, ржавчину и т. д. При механической обработке воду последовательно пропускают через ряд фильтров с уменьшающимся размером ячеек.

Технология используется для приведения химического состава и качественных показателей воды к норме.

В свою очередь, в зависимости от первоначальных характеристик воды, химическая обработка может включать такие этапы, как: отстаивание, коагуляцию, умягчение, осветление, аэрацию, деминерализацию и фильтрацию.

Одним из важных этапов водоподготовки является обеззараживание, в данном случае хлорирование. Хлорирование это один из способов удаления из жидкости болезнетворных бактерий, палочки тифа, холеры и других инфекций, а также для снижения цветности воды. Хлорирование как метод обеззараживания питьевой воды основан на том, что свободный хлор и его соединения способны угнетающе действовать на ферментативные системы микроорганизмов, ускоряющие реакцию в окислительно-восстановительных процессах. Это в свою очередь означает, что хлор способен разрушать любую органику и создавать на ее основе хлорорганические соединения.

Для обеззараживания чаще всего используют такие хлорагенты, как хлорную известь или газообразный (элементарный) хлор. В Москве, с целью повышения надежности и безопасности производства питьевой воды за счет исключения из обращения жидкого хлора в 2012 году завершен перевод всех станциях водоподготовки на новый реагент – гипохлорит натрия. Количество хлорагента, необходимого для обеззараживания воды определенного объема, определяется по всему количеству органических веществ и микроорганизмов (а также и неорганических веществ, способных к окислению), которые могут находиться в хлорируемой воде. Правильное назначение «дозы хлора» является исключительно важным. Недостаточное количество хлорагента может привести к тому, что он не окажет необходимого бактерицидного действия, а излишняя доза ухудшит вкусовые качества воды. Поэтому количество хлорагента должно быть установлено в зависимости от индивидуальных свойств очищаемой воды на основании опытов с ней. Расчетная доза хлорагента при проектировании обеззараживающей установки должна быть принята исходя из необходимости очистки воды в период ее максимального загрязнения (например, в период паводков). Показателем достаточности принятой дозы «хлора» служит наличие в воде так называемого остаточного свободного хлора. Остаточный свободный хлор – это хлор, входящий в состав хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона, которые образуются при попадании гипохлорита натрия в воду. Остаточный свободный хлор остается в воде от введенной дозы хлорагента после окисления находящихся в воде веществ.

Согласно требованиям нормативных документов, концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением ее в сеть должна находиться в пределах 0,3— 0,5 мг/л.


При введении хлорагента в обрабатываемую воду должны быть обеспечены хорошее смешивание его с водой и достаточная продолжительность (не менее 30 мин) его контакта с водой до подачи ее потребителю.

К преимуществам хлорирования относится:

· высокая бактерицидная эффективность;

· простота контроля за эффективностью обеззараживания;

· экономичность при расходе;

· способность длительное время консервировать уже очищенную воду;

· устранение цветности воды, её запаха и вкуса.

На данный момент хлорирование является самым проверенным и наиболее дешевым методом обеззараживания воды.

Только после прохождения воды через все этапы очистки, она поступает в распределительную сеть трубопроводов.

Но при всех преимуществах такого незаменимого этапа очистки воды хлорсодержащими веществами, в скором времени были обнаружены негативные последствия

Наиболее важной проблемой данного метода является высокая активность хлора. Он вступает в химические реакции со всеми органическими и неорганическими веществами, находящимися в воде, а в воде из поверхностных источников находится огромное количество сложных органических веществ природного происхождения, а также всевозможных красителей, ПАВ, фенолов, нефтепродуктов. Такие процессы происходят не только во время первичной очистки (до поступления в распределительную сеть), но и в самой сети трубопроводов.

В результате этих процессов образуются канцерогенные вещества и яды, в том числе диоксиды, такие как:

· Хлороформ, — обладает канцерогенной активностью;

· Дихлорбромметан, хлоридбромметан, трибромметан, — обладают мутагенными свойствами;

· 2, 4, 6 – трихлорфенол, 2-хлорфенол, дихлорацетонитрил, хлоргиередин, полихлорированные бифенилы, — иммунотоксичные и канцерогенные вещества;

· тригалогенметаны – канцерогенные соединения хлора.

При использовании этого метода обеззараживания можно сделать вывод, что исключительно важно правильно подобрать необходимую дозу «хлора», которая обеспечит безопасность питьевой воды и не ухудшит ее свойства.

Вышеперечисленные хлорсодержащие токсины оказывают замедленное угнетающие воздействие на организм человека. Очистка питьевой воды от хлора не решает проблемы, так как многие из опасных соединений образующиеся в воде в процессе ее хлорирования попадают в организм человека через кожу, во время мытья, приема ванн или посещения бассейна. По некоторым данным, часовое принятие ванны, содержащей в избыточном количестве хлорированную воду соответствует десяти литрам выпитой хлорированной воды. Ранее считалось, что хлорированная вода не оказывает на здоровье человека неблагоприятного действия. По мнению некоторых исследователей, с употреблением загрязненной воды может быть связано от 30 до 50% случаев злокачественных опухолей. В настоящее время ученые во всем мире исследуют эту проблему. Они связывают многие опасные заболевания с попаданием в человеческий организм хлора или вредных побочных продуктов хлорирования воды.

В последнее время появляются все новые методы обеззараживания воды, такие как:

-Ультразвуковое воздействие. За счет того, что под воздействием ультразвука происходят резкие перепады давления, микроорганизмы разрушаются. Данный метод имеет узкий круг использования и находится на стадии освоения. Преимуществом является нечувствительность к высокой мутности и цветности воды, а также возможность воздействовать на большинство форм микроорганизмов.

— УФ-излучение. Эта методика основана на обработке воды ультрафиолетом. Тот факт, что УФ-лучи, длина волны у которых 200-295 нм, могут убивать патогенные микроорганизмы, лежит в основе данного метода.

— Озонирование. Озон, так же как и хлор, является сильным окислителем. Проникая сквозь оболочки микроорганизмов, он разрушает стенки клетки и убивает ее. Озон хорошо справляется как с обеззараживанием воды, так и с ее обесцвечиванием и дезодорированные. Способен окислять железо и марганец. Обладая высоким антисептическим действием, озон разрушает вредные микроорганизмы в сотни раз быстрее, чем другие реагенты. В отличие от хлора, уничтожает практически все известные виды микроорганизмов. При распаде реагент преобразуется в кислород, который насыщает организм человека на клеточном уровне. Быстрый распад озона в то же время является и недостатком данного метода, поскольку уже через 15-20 мин. после процедуры, вода может подвергнуться повторному заражению.

Но эти методы объединяет один существенный недостаток — они пока еще дороже хлорирования и не гарантируют 100% безопасности обработанной воды. А потому отказываться от хлора еще рано.

Лаборатория санитарно-эпидемиологического и радиационного контроля ГБУ «ЦЭИИС» с начала 2018 года проводит государственную работу по оценке соответствия качества воды, подаваемой в помещения жилого, общественного, производственного и служебного назначения требованиям технических регламентов и проектной документации. В рамках данной работы, в том числе, контролируется содержание остаточного свободного хлора.

В соответствие с методикой, вода отбирается в нескольких точках подконтрольного объекта, затем передается в аналитическую лабораторию, где в результате специальной пробоподготовки получается необходимая для измерений проба воды. Далее, с помощью метода титриметрии, определяется концентрация остаточного свободного хлора в полученной пробе, а затем пересчитывается его концентрация в 1 литре воды.

Если содержание остаточного свободного хлора не превышает 0,3 мг/дм³, то согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» исследуемая вода соответствует требованиям безопасности. В противном случае, вода, поступающая в помещения, подлежит фильтрации, или иным способам удаления излишек хлора.

Статью написал / оформил инженер-эксперт Лаборатории «СЭиРК» Попова Ю.В.

Статью правил / утвердил Начальник Лаборатории «СЭиРК» Ипполитов Д.Е.

Что такое хлорирование? — Фонд безопасной питьевой воды

Аммиак — это соединение, которое может присутствовать в воде. Это питательное вещество для водных организмов, но в высоких концентрациях оно становится токсичным. Аммиак образуется в результате разложения и поэтому естественным образом присутствует в воде; однако в результате деятельности человека в воду выделяется большое количество аммиака, что способствует повышению уровня аммиака, что может вызвать беспокойство. Некоторые «источники деятельности человека» включают: муниципальные очистные сооружения, сельскохозяйственные и промышленные выбросы, такие как целлюлозно-бумажные комбинаты, шахты, пищевая промышленность и производство удобрений.Реакции между аммиаком и хлором приводят к образованию монохлораминов, дихлораминов и трихлораминов, которые вместе известны как хлорамины. Эти соединения полезны для процесса очистки воды, поскольку они обладают дезинфицирующей способностью, но они не так эффективны, как хлор, хотя хлорамины дольше сохраняются в воде.

Хлор также реагирует с фенолами с образованием монохлорфенолов, дихлорфенолов или трихлорфенолов, которые вызывают проблемы со вкусом и запахом в небольших количествах.На более высоких уровнях хлорфенолы токсичны и влияют на процесс дыхания и накопления энергии. Хлорфенолы — это в основном соединения, созданные человеком, но естественным образом их можно найти в отходах животноводства и разлагающихся органических материалах.

Есть ли проблемы со здоровьем при использовании хлорированной воды?

Хлор может быть токсичным не только для микроорганизмов, но и для человека. Для людей хлор
раздражает глаза, носовые ходы и дыхательную систему. С газообразным хлором необходимо обращаться осторожно, поскольку он может вызвать серьезные последствия для здоровья и может быть смертельным при концентрациях до 1000 ppm.Однако газообразный хлор также является наименее дорогой формой хлора для очистки воды, что делает его привлекательным выбором независимо от угрозы для здоровья.

В питьевой воде концентрация хлора обычно очень мала и поэтому не вызывает опасений при остром воздействии. Еще большее беспокойство вызывает долгосрочный риск рака из-за хронического воздействия хлорированной воды. В основном это происходит из-за тригалометанов и других побочных продуктов дезинфекции, которые являются побочными продуктами хлорирования. Тригалометаны являются канцерогенами и вызывают озабоченность в хлорированной питьевой воде.Хлорированная вода связана с повышенным риском рака мочевого пузыря, толстой и прямой кишки. В случае рака мочевого пузыря риск может возрасти вдвое. Хотя есть опасения по поводу канцерогенов в питьевой воде, Лабораторный центр по контролю за заболеваниями Министерства здравоохранения Канады заявляет, что преимущества хлорированной воды в борьбе с инфекционными заболеваниями перевешивают риски, связанные с хлорированием, и этого недостаточно, чтобы оправдать его прекращение. Однако в Европе во многих общинах хорирование прекращено.

Побочные продукты хлорирования

В результате реакций в процессе дезинфекции может образоваться ряд различных побочных продуктов. Побочные продукты, образующиеся в результате реакции между неорганическими соединениями и хлором, безвредны и могут быть легко удалены из воды фильтрацией. Другие побочные продукты, такие как хлорамины, полезны для процесса дезинфекции, поскольку они также обладают дезинфицирующими свойствами. Однако существуют нежелательные соединения, которые могут образовываться в результате реакции хлора с органическими веществами.В настоящее время наибольшую озабоченность вызывают тригалометаны (ТГМ) и галоуксусная кислота (НАК). THM и HAA образуются в результате реакций между хлором и органическими веществами, такими как гуминовые кислоты и фульвокислоты (оба образуются при распаде органического вещества), с образованием галогенированных органических веществ. Более высокий уровень образования ТГМ был обнаружен в поверхностных или грунтовых водах, подверженных влиянию поверхностных вод.

Тригалометаны вызывают несколько типов рака и считаются канцерогенными.Наиболее опасным тригалогенметаном является хлороформ, также называемый трихлорметаном. Когда-то он использовался в качестве обезболивающего во время хирургических операций, но теперь он используется в процессе производства других химикатов. Около 900 частей на миллион хлороформа могут вызвать головокружение, усталость и головные боли. Хроническое воздействие может вызвать повреждение печени и почек. Другие вредные побочные продукты дезинфекции: трихлоруксусная кислота, дихлоруксусная кислота, некоторые галогенацетонитрилы и хлорфенолы.

Трихлоруксусная кислота коммерчески производится для использования в качестве гербицида, а также производится в питьевой воде.Это химическое вещество не классифицируется как канцероген для людей, и информация о животных ограничена. Дихлоруксусная кислота оказывает раздражающее, разъедающее и разрушающее действие на слизистые оболочки. Это также в настоящее время не классифицируется как канцероген для человека. Раньше галоацетонитрилы использовались в качестве пестицидов, но больше не производятся. Они образуются в результате реакции между хлором, природным органическим веществом и бромидом. Хлорфенолы вызывают проблемы со вкусом и запахом. Они токсичны и, если присутствуют в более высоких концентрациях, влияют на процессы дыхания и накопления энергии в организме.

Заключение

Хлорирование — очень популярный метод обеззараживания воды, который используется уже много лет. Было показано, что он эффективен для уничтожения бактерий и вирусов, но не для некоторых цист простейших. Из-за опасений по поводу тригалометанов, побочного продукта канцерогенной дезинфекции, многие сообщества не решаются продолжать этот процесс.

Хотя хлорирование имеет некоторые недостатки, оно по-прежнему остается наиболее популярным, надежным и экономичным методом обеззараживания воды.

Считаете это полезным? Пожалуйста, потратите 5 долларов на то, чтобы помочь нам отправить в школы комплекты Operation Water Drop, чтобы учащиеся могли измерять количество общего хлора в воде, которую они пьют каждый день! Или пожертвуйте 20 долларов или более и получите официальную квитанцию ​​о пожертвовании для целей налогообложения доходов.

Использование, преимущества и безопасность хлора

Использование и преимущества

Химический состав хлора помогает сохранить здоровье семей и улучшает окружающую среду:

Вода

Химический состав хлора помогает обезопасить питьевую воду и плавательные бассейны.До того, как в городах начали регулярно обрабатывать питьевую воду дезинфицирующими средствами на основе хлора, тысячи людей ежегодно умирали от болезней, передаваемых через воду, таких как холера, брюшной тиф, дизентерия и гепатит А. Дезинфицирующие средства для бассейнов и спа на основе хлора помогают поддерживать безопасность рекреационных вод, уничтожая переносимые водой патогены, которые могут привести к заболеваниям, таким как диарея, сыпь на ушах пловца или кожная сыпь, в том числе на ногах спортсмена.

Дезинфицирующее средство для дома

Хлорная химия используется для производства бытового хлорного отбеливателя, который отбеливает и дезинфицирует одежду, а также дезинфицирует кухню и ванную комнату.Разбавленный отбеливатель и водные растворы особенно эффективны при уничтожении микробов, которые могут быть обнаружены на бытовых поверхностях, вызывающих заболевание людей, включая норовирус (также известный как «желудочный жук») и сезонный грипп.

Еда

Химический состав хлора помогает обеспечить безопасную и обильную пищу, защищая посевы от вредителей и дезинфицируя кухонные прилавки и другие поверхности, контактирующие с пищевыми продуктами, уничтожая кишечную палочку, сальмонеллу и множество других микробов пищевого происхождения.

Здравоохранение

Химический состав хлора имеет решающее значение для производства лекарств, от которых мы зависим, в том числе таких, которые помогают снизить уровень холестерина, уменьшить боль при артрите и облегчить симптомы аллергии.Продукты химии хлора также можно найти в пакетах для крови, медицинских устройствах и хирургических швах. Хлорная химия также используется для производства контактных линз, защитных очков и респираторных ингаляторов.

Энергия и окружающая среда

Химический состав хлора играет важную роль в использовании солнечной энергии, очищении кремния в песчинках и превращении их в чипы солнечных панелей. Лопасти ветряных турбин, изготовленные из эпоксидных смол на основе хлора, помогают преобразовывать энергию ветра в электричество.

Передовые технологии

Химия хлора используется для производства быстрых процессоров для смартфонов, планшетов и компьютеров. Хлорная химия также используется для производства хладагентов для бытовых и коммерческих систем кондиционирования воздуха, гибридных автомобильных аккумуляторов и высокоэффективных магнитов.

Строительство и строительство

Изоляция из пенопласта, изготовленная с использованием хлорной химии, повышает энергоэффективность систем отопления и кондиционирования дома, сокращая счета за электроэнергию и сберегая природные ресурсы.Энергоэффективные виниловые окна сокращают расходы на отопление и охлаждение, а также сокращают выбросы парниковых газов. Исследования показывают, что для производства виниловых окон требуется треть энергии, необходимой для производства алюминиевых окон. А химический состав хлора даже способствует красоте каждой комнаты в вашем доме, помогая производить стойкие краски.

Оборона и правоохранительные органы

Хлорная химия используется для производства пуленепробиваемых жилетов, которые носят солдаты и полицейские. Хлорная химия также используется для производства парашютов и очков ночного видения, а также для изготовления навесов кабины и технологий наведения ракет.

Транспорт

Хлорсодержащий химический состав используется в самолетах, поездах, автомобилях и лодках, при производстве подушек сидений, бамперов, тормозной жидкости и подушек безопасности, которые помогают обеспечивать безопасность и комфорт пассажиров. Хлорная химия также используется для производства ударопрочных окон, проводов и кабелей, стальных корпусов и навигационных систем.

Хлорирование | Очистка воды | Хлор

Хлорирование включает добавление в воду отмеренного количества хлора для получения остатка, достаточного для уничтожения бактерий, вирусов и цист.Убивающий эффект хлора зависит от pH воды, температуры, уровня хлора и времени контакта (то есть времени, в течение которого хлор находится в воде перед употреблением).

Обычно хлор добавляют в общественную питьевую воду на заключительном этапе очистки, часто после этапа фильтрации на входе, который удаляет отложения, которые могут связывать хлор и защищать организмы от его воздействия. Хлор используется более века в качестве основного дезинфицирующего средства для воды и в значительной степени отвечает за ликвидацию передаваемых через воду заболеваний, таких как брюшной тиф и дизентерия, в развитых странах.

К сожалению, хлор вступает в реакцию со многими органическими соединениями с образованием побочных продуктов дезинфекции хлором, которые при низких концентрациях считаются сильнодействующими канцерогенами. К таким органическим соединениям относятся гуминовые и фульвокислоты, которые образуются в результате гниения растений, часто встречающихся в поверхностных водах. Реакции между свободным хлором и этими кислотами могут привести к образованию класса соединений, называемых тригалометанами. Стратегии по их снижению в коммунальном водоснабжении включают усиленную фильтрацию для лучшего удаления органических веществ и использование аммиака вместе с хлором для производства хлораминов для использования вместо хлора.Хлорамины имеют более длительный период полураспада в воде и с меньшей вероятностью образуют тригалометаны.

Хлор обычно добавляют в воду с использованием систем подачи химикатов для впрыскивания жидкого раствора гипохлорита натрия (отбеливателя) или добавляют в виде газообразного хлора (типично для крупных коммунальных водоочистных сооружений).

Хлор нельзя использовать в большинстве контуров воды с высокой степенью чистоты, не загрязняя технологический процесс или не мешая конечному использованию воды. В этих системах часто используется ультрафиолетовая дезинфекция как альтернатива хлорированию воды .

Water Professionals® может помочь вам выбрать системы хлорирования на основе химического состава воды, последующего использования и биологических условий.

Хлорирование — обзор | Темы ScienceDirect

Хлорирование

Хлорирование — это наиболее широко применяемое средство очистки воды на уровне сообщества; он непрерывно используется в Европе и Северной Америке более 100 лет (Sobsey, 2002). В большинстве случаев в сочетании с некоторым уровнем фильтрации для удаления твердых частиц и снижения потребности в хлоре хлорирование питьевой воды по месту жительства привело к почти половине общего снижения смертности, трех четвертей снижению детской смертности и почти двум третям детской смертности. снижение смертности в крупных городах в начале 20-го века, в период, когда был зафиксирован наибольший прирост здоровья детей (Cutler and Miller, 2005).

Хлорирование также все шире используется на бытовом уровне. По оценкам, 5,6% домохозяйств в странах со средним и низким доходом, или 67 миллионов человек, сообщают, что они обычно обрабатывают воду дома отбеливателем (гипохлоритом натрия — NaOCI) или другим источником хлора перед употреблением (Rosa et al. , 2010). Таблетки, изготовленные из дихлоризоцианурата натрия (NaDCC), ведущего средства для экстренной обработки питьевой воды, и новые системы для образования на месте окислителей, таких как диоксид хлора, также играют важную роль в очистке воды в домашних условиях.При дозах несколько мг / л и времени контакта около 30 минут свободный хлор инактивирует более 99,99% кишечных патогенов, заметным исключением является Cryptosporidium , который, как показало глобальное многоцентровое исследование кишечника (GEMS), широко распространен среди кишечных патогенов. маленькие дети с диареей средней и тяжелой степени (Sow et al., 2016). Одним из преимуществ хлорирования по сравнению с другими методами HWTS является обеспечение остаточного дезинфицирующего средства в воде, что снижает риск повторного заражения воды, хранящейся в домашних условиях.

В полевых исследованиях документально подтверждено влияние вмешательств, связанных с хлором, на улучшение качества воды и сокращение диарейных заболеваний. В систематическом обзоре 21 интервенционного исследования по очистке воды в точках использования хлором Арнольд и Колфорд (2007) сообщили, что это вмешательство значительно снизило риск заражения хранимой воды бактериями Escherichia coli (объединенный относительный риск: 0,20, 95 % ДИ: 0,13–0,30). Они также сообщили, что вмешательство снизило риск детской диареи (объединенный относительный риск: 0.71, 95% ДИ: 0,58–0,87). Однако главный вывод их обзора заключался в том, что вмешательство снизило частоту детской диареи в более длительных испытаниях. Авторы отметили, что это может быть связано с сезонными колебаниями микробиологических показателей или с усталостью пользователя, которая может быть более острой из-за таких вмешательств, как хлор, которые отрицательно влияют на эстетику воды (вкус и запах). Вкусовой тест пороговых значений NaOCI и NaDCC в Бангладеш показал, что они были ниже доз, обеспечиваемых большинством продуктов для обработки хлором (Crider et al., 2017). Недавние многопрофильные рандомизированные контролируемые интервенционные испытания в сельских районах Бангладеш и Зимбабве с периодами наблюдения 24 и 18 месяцев не выявили влияния хлорирования и безопасного хранения в домашних условиях на диарею или рост ребенка (Luby et al., 2018; Humphrey et al. ., 2019). Примечательно, что испытание в Бангладеш действительно показало снижение фекального загрязнения воды, хранящейся в домашних условиях, примерно на 1-log ₁₀ в результате применения хлора и безопасного хранения (Ercumen et al., 2018). Уменьшение эффекта хлора и других дезинфекционных вмешательств с течением времени противопоставлялось вмешательствам с фильтрами, что привело некоторых исследователей к выводу, что это отсутствие устойчивого эффекта после поправки на возможную предвзятость в отчетности поднимает вопросы о целесообразности увеличения масштабов вмешательств по хлору в домашнем хозяйстве. уровень до тех пор, пока не будут продемонстрированы дальнейшие усилия по обеспечению долгосрочного поглощения (Hunter et al., 2009).

Система безопасной воды (SWS) — это программная программа хлорирования, разработанная Центрами США по контролю и профилактике заболеваний в ответ на вспышку холеры в Латинской Америке. Он сочетает в себе бутылки с разбавленным гипохлоритом натрия с безопасным хранением и методами изменения поведения. Была продемонстрирована микробиологическая эффективность SWS (Quick et al., 1996; Rangel et al., 2003), и сообщалось об эффективности вмешательства в сокращении диарейных заболеваний в различных условиях (Semenza et al., 1998; Quick et al., 1999, 2002; Реллер и др., 2002; Luby et al., 2004; Чиллер и др., 2004).

Более 30 лет шипучая таблетированная версия NaDCC (Aquatabs ®, продаваемая ирландской компанией Medentech, Ltd.) использовалась для экстренной обработки воды. Его широкое использование в неаварийных системах очистки воды в домашних условиях началось после рассмотрения хлорированных изоциануратов Агентством по охране окружающей среды США (USEPA), ВОЗ и Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций для рутинной обработки питьевой воды.NaDCC может также предложить некоторые другие преимущества перед гипохлоритом натрия с точки зрения безопасности, срока годности, первоначальной стоимости и удобства, хотя пока не было показано, что они влияют на охват или поглощение (Clasen and Edmondson, 2006). Слепые полевые испытания показали, что продукт эффективен для очистки питьевой воды (Clasen et al., 2007). Однако слепое исследование воздействия на здоровье в Гане и Индии показало, что вмешательство не повлияло на диарею (Jain et al., 2010; Boisson et al., 2013). В Гане авторы предположили, что это могло быть связано с низким уровнем фекального загрязнения в воде или с предоставлением улучшенной емкости для хранения в контрольной группе, которая также могла быть защитной (Jain et al., 2010). В Индии вмешательство было низким и непостоянным (Boisson et al., 2013).

Несмотря на впечатляющее увеличение охвата, внедрение и долгосрочное использование вариантов HWTS на основе хлора оказалось сложной задачей. Последующие исследования групп населения, подвергшихся вмешательству на программной основе, показали смешанные, но часто низкие уровни принятия, несмотря на обширные программные кампании, проводимые партнерами по реализации (Clasen et al., 2015). Как обсуждается в разделе «Воздействие изменения климата» ниже, достижение правильного и последовательного использования вмешательства целевой группой является серьезной проблемой для всех вариантов HWTS.Пытаясь устранить недостатки хлора, исследователи начали экспериментировать с размещением дозаторов хлора в защищенных источниках и других источниках воды (Kremer et al., 2008). Набрав сосуд с водой, пользователи поворачивают клапан, чтобы доставить отмеренную дозу исходного раствора гипохлорита натрия прямо в воду, начиная 30-минутное время контакта еще до того, как они доберутся до дома. Есть некоторые свидетельства того, что эти дозаторы хлора имеют более высокие уровни постоянного поглощения, чем хлорные продукты, которые покупаются для домашнего использования (Kremer et al., 2008). Однако недавнее многостороннее кластерное рандомизированное контролируемое исследование (РКИ) в сельской местности Кении обнаружило только 39% и 23% обнаруживаемого свободного хлора в воде, хранящейся в домашних условиях, через 1 и 2 года после внедрения дозаторов (Null et al., 2018). В том же исследовании не было обнаружено влияния вмешательства на диарею или рост ребенка (Null et al., 2018). Поскольку большая часть стоимости SWS и аналогичных растворов гипохлорита натрия приходится на упаковку, дозаторы хлора предлагают альтернативу, которая значительно ниже по стоимости за литр или по стоимости на семью.Пока не ясно, есть ли способ возместить стоимость лечения.

Факты о хлоре

Общая информация

Копия фактов о хлоре (общая информация) доступна в формате Adobe Portable Document Format (PDF, 63 КБ, 3pg.)

Примечание для читателя: Этот информационный бюллетень предназначен для обеспечения общей осведомленности и просвещения по конкретному химическому веществу. Для получения информации о готовности и реагировании (например, для служб быстрого реагирования и персонала скорой медицинской помощи), пожалуйста, обратитесь к следующим ресурсам Департамента:

Что такое хлор?

Хлор — это химическое вещество, используемое в промышленности и в бытовых чистящих средствах.Хлор входит в десятку химикатов с наибольшим объемом производства в Соединенных Штатах. При комнатной температуре хлор представляет собой газ. Он имеет желто-зеленый цвет и резкий раздражающий запах, похожий на запах отбеливателя. Обычно он находится под давлением и охлаждается для хранения и транспортировки в виде жидкости янтарного цвета. Хлор не загорается легко, но может соединяться с другими распространенными веществами с образованием взрывоопасных соединений.

Как используется хлор?

Хлор имеет множество применений. Он используется для дезинфекции воды и является частью процесса очистки сточных вод и промышленных отходов.При производстве бумаги и ткани хлор используется в качестве отбеливателя. Он также используется в чистящих средствах, в том числе в бытовом отбеливателе, который представляет собой растворенный в воде хлор. Хлор используется для получения хлоридов, хлорированных растворителей, пестицидов, полимеров, синтетических каучуков и хладагентов.

Как люди могут подвергаться воздействию хлора?

Из-за его широкого использования в промышленных и коммерческих зонах воздействие хлора могло произойти в результате случайного разлива или выброса, или в результате преднамеренного террористического нападения.Наиболее опасный путь воздействия — вдыхание газообразного хлора. Воздействие может также произойти в результате контакта с кожей или глазами с газообразным хлором или при проглатывании загрязненных хлором пищи или воды.

Газообразный хлор тяжелее воздуха и первоначально будет оставаться в низинах, если ветер или другие условия не создают движение воздуха.

Что происходит с хлором в организме?

Когда хлор попадает в организм в результате дыхания, глотания или контакта с кожей, он вступает в реакцию с водой с образованием кислот.Кислоты являются едкими и повреждают клетки тела при контакте.

Каковы непосредственные последствия воздействия хлора на здоровье?

Наиболее вредное воздействие хлора происходит в результате его вдыхания. Эффекты для здоровья обычно проявляются в течение нескольких секунд или минут. После воздействия хлора наиболее частыми симптомами являются:

• Раздражение дыхательных путей
• Свистящее дыхание
• Затрудненное дыхание
• Боль в горле
• Кашель
• Плотность груди
• Раздражение глаз
• Раздражение кожи

Тяжесть воздействия на здоровье зависит от пути воздействия, дозы и продолжительности воздействия хлора.Вдыхание большого количества хлора вызывает скопление жидкости в легких — состояние, известное как отек легких. Развитие отека легких может задержаться на несколько часов после воздействия хлора. Контакт со сжатым жидким хлором может вызвать обморожение кожи и глаз.

Что вы можете сделать, если считаете, что подверглись выбросу хлора?

Если вы подверглись выбросу хлора, примите следующие меры:

• Быстро отойдите от места, где, по вашему мнению, вы подверглись воздействию.Если выпуск был в помещении, выйдите на улицу.
  • Если вы находитесь рядом с выбросом хлора, координаторы по чрезвычайным ситуациям могут посоветовать вам либо покинуть этот район, либо «укрыться на месте». «Укрыться на месте» означает оставаться в помещении, чтобы избежать воздействия химического вещества. Находясь в помещении, закройте и заприте все двери и окна, выключите кондиционеры, вентиляторы и обогреватели и закройте заслонки камина.
  • Для получения дополнительной информации об эвакуации во время химической чрезвычайной ситуации см. Факты об эвакуации (http: // www.bt.cdc.gov/planning/evacuationfacts.asp). Для получения дополнительной информации о укрытии на месте во время химической чрезвычайной ситуации см. Факты об укрытии на месте (http://www.bt.cdc.gov/planning/Shelteringfacts.asp).
• Быстро снимите всю одежду, на которой может быть хлор. Если возможно, одежду, которая обычно снимается через голову (например, футболки и свитера), следует отрезать от тела, чтобы предотвратить дополнительный контакт с агентом.
  • Поместите одежду в пластиковый пакет и плотно закройте его.
  • Не прикасайтесь к пластиковому пакету и дождитесь инструкций по правильной утилизации.
  • Утилизируйте одежду в запечатанном пакете, чтобы защитить вас и других людей от дополнительного воздействия.
  • Храните одежду в мешках в надежном месте вдали от людей, особенно детей.
• Быстро смойте хлор с кожи большим количеством воды с мылом и промойте глаза большим количеством воды.
  • Снимите и утилизируйте контактные линзы.
  • Вымойте очки водой с мылом перед тем, как надеть.
• При необходимости немедленно обратитесь за медицинской помощью.

Как лечится воздействие хлора?

Чтобы уменьшить воздействие хлора на здоровье, промойте глаза и кожу как можно быстрее большим количеством воды.

Противоядия от отравления хлором нет, но его воздействие излечимо, и большинство людей выздоравливает. Людям, которые испытывают серьезные последствия для здоровья (например, сильное раздражение глаз или дыхательных путей, сильный кашель, затрудненное дыхание, отек легких), может потребоваться госпитализация.

Помогут ли лабораторные тесты в принятии решения о лечении, если кто-то подвергся воздействию хлора?

Лабораторные исследования воздействия хлора бесполезны при принятии решений о лечении. Человек, подвергшийся воздействию вредного количества хлора, сразу заметит это из-за неприятного запаха и, как следствие, раздражения кожи, глаз, носа и / или горла. Следовательно, диагностика и лечение отравления хлором в первую очередь будут основываться на анамнезе пациента и его последствиях для здоровья.

Как я могу получить дополнительную информацию о хлоре?

Позвоните по следующим номерам или посетите веб-сайты, указанные в разделе «Источники».

• Горячая линия общественного реагирования Центров по контролю и профилактике заболеваний (1-888-246-2675)
• Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (1-888-422-8737)
• Региональный токсикологический центр (1-800-222-1222)

Источники:

Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний.2002. ToxFAQs по хлору. Отдел токсикологии Министерства здравоохранения и социальных служб США. Служба общественного здравоохранения: Атланта, Джорджия. http://www.atsdr.cdc.gov/toxfaqs/tf.asp?id=200&tid=36

Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний. 2003. Руководство по лечению хлора в медицине. Отдел токсикологии Министерства здравоохранения и социальных служб США. Служба общественного здравоохранения; Атланта, Джорджия. http://www.atsdr.cdc.gov/mmg/mmg.asp?id=198&tid=36

Центры по контролю и профилактике заболеваний.2003. Таблицы готовности к чрезвычайным ситуациям в области общественного здравоохранения и ответных мер. Министерство здравоохранения и социальных служб США. Служба общественного здравоохранения; Атланта, Джорджия. http://www.bt.cdc.gov/agent/agentlistchem.asp

Хлор. В: Sifton DW (Ed.), Настольное справочное руководство для врачей по реагированию на биологическую и химическую войну, 1 ^st ed. (стр. 48-49). Монтвейл, Нью-Джерси: Справочник Томсона / врачей, 2002.

Этот информационный бюллетень основан на самой последней информации. Он может обновляться по мере поступления новой информации.

5 августа 2004 г.

Хлорирование питьевой воды — основы

Коммерческая система очистки

Руководство для владельцев частных скважин и небольших систем

Вода, используемая для питья и приготовления пищи, не должна содержать патогенных (вызывающих болезни) микроорганизмов, вызывающих такие заболевания, как брюшной тиф, дизентерия, холера и т. Д. и гастроэнтерит. Заразится ли человек этими заболеваниями через воду, зависит от типа возбудителя, количества организмов в воде (плотность), силы организма (вирулентность), объема потребляемой воды и восприимчивости человека.Очистка питьевой воды, содержащей патогенные микроорганизмы, требует специальной обработки, называемой дезинфекцией.

Хотя несколько методов уничтожают болезнетворные микроорганизмы в воде, хлорирование является наиболее распространенным. Хлорирование эффективно против многих патогенных бактерий, но при нормальных дозировках оно не убивает все вирусы, цисты или глисты. В сочетании с фильтрацией хлорирование является отличным способом дезинфекции питьевой воды.

В этом информационном бюллетене обсуждаются требования к системе дезинфекции, способы проверки биологического качества питьевой воды, расчет количества хлора, необходимого в конкретной ситуации, оборудование для хлорирования, побочные продукты дезинфекции и альтернативные методы дезинфекции. Доступен новый скрининговый тест на патогены .

‍

Требования к дезинфекции

Дезинфекция снижает количество патогенных микроорганизмов в воде до уровней, признанных безопасными по стандартам общественного здравоохранения. Это предотвращает передачу болезни.

Эффективная система дезинфекции убивает или нейтрализует все патогены в воде. Он автоматический, простой в обслуживании, безопасный и недорогой. Идеальная система очищает всю воду и обеспечивает остаточную (длительную) дезинфекцию.Химические вещества должны легко храниться и не делать воду неприятной. Правительство штата и федеральное правительство требуют, чтобы общественное водоснабжение было биологически безопасным.

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) недавно предложило расширенные правила для усиления защиты, обеспечиваемой общественными системами водоснабжения. Операторы водоснабжения будут проинструктированы дезинфицировать и, при необходимости, фильтровать воду для предотвращения заражения Giardia lamblia , Coliform Bacteria , вирусов , гетеротрофных бактерий , Turbidity и Legionella .

Частные системы, хотя и не регулируются на федеральном уровне, также уязвимы для биологического загрязнения из сточных вод, неправильного строительства колодцев и источников некачественной воды. Поскольку более 30 миллионов человек в Соединенных Штатах полагаются на частные колодцы для получения питьевой воды, поддержание биологически безопасной воды является серьезной проблемой.

Проверка воды на биологическое качество

Биологическое качество питьевой воды определяется тестами на Всего колиформных бактерий . Эти организмы встречаются в кишечнике теплокровных животных и в почве. Их присутствие в воде указывает на патогенное загрязнение, но они не считаются патогенами. Стандарт для колиформных бактерий в питьевой воде — «менее 1 колонии колиформ на 100 миллилитров образца» (<1/100 мл).

Системы водоснабжения общего пользования должны регулярно проверяться на содержание общих бактерий группы кишечной палочки . Частное тестирование системы проводится по усмотрению владельца.Питьевая вода из частной системы должна проверяться на биологическое качество не реже одного раза в год, обычно весной. Также рекомендуется проводить испытания после ремонта или улучшения скважины.

Наличие кишечной палочки в образце воды не обязательно означает, что вода опасна для питья. Тест представляет собой метод скрининга, и положительный результат (более 1 колонии на 100 мл пробы воды) означает, что воду следует проверить повторно. Повторно протестированный образец следует проанализировать на наличие фекальных колиформных организмов.Однако высокий положительный результат теста указывает на существенное загрязнение, требующее незамедлительных действий. Такую воду нельзя употреблять до определения источника загрязнения и очистки воды.

Испытательная лаборатория предоставляет специальные инструкции по отбору проб и контейнеры. Протокол отбора проб обычно включает следующее:

• 1 | Мы рекомендуем снять любые устройства на месте использования или устройства для аэрации, а затем запустить холодную воду на несколько минут (15 минут) с высокой скоростью, чтобы очистить линии.

• 2 | Используйте стерильный контейнер для образца и обращайтесь только с внешней стороной контейнера и крышки. Обеззараживайте кран для отбора проб раствором хлора или 91% спиртом (в зависимости от СОП лаборатории (стандартного рабочего протокола)) или местного стандарта. После обеззараживания промойте линию с высокой скоростью, а затем уменьшите поток до устойчивого потока размером с карандаш для отбора пробы.

• 3 | После взятия образца немедленно закройте бутылку крышкой и поместите ее в охлажденный контейнер, если время доставки в лабораторию превышает 1 час (никогда не превышает 30 часов).Примечание. Многие лаборатории не принимают пробы в пятницу из-за ограничений по времени.

Примечание — Если вы испытываете периодические проблемы с качеством воды, которые могут быть связаны с возобновлением роста бактерий в линиях, мы рекомендуем первую промывку для определения общего количества колиформных бактерий, стандартного подсчета в чашках, нежелательных бактерий и в некоторых случаях , Легионелла .

Обработка хлором

Хлор легко окисляется некоторыми химическими веществами, растворенными в воде, микроорганизмах и растительном материале, и имеет тенденцию устранять вкус, запах и цвет.Окисление этих компонентов «расходует» хлор и увеличивает потребность системы обработки в хлоре. Важно добавлять в воду достаточное количество хлора, чтобы удовлетворить потребность в хлоре и обеспечить остаточную дезинфекцию. Хлор, который не соединяется с другими компонентами воды, является свободным (остаточным) хлором, а точка останова — это точка, в которой свободный хлор доступен для непрерывной дезинфекции. Идеальная система обеспечивает свободный хлор в концентрации 0,3-0,5 мг / л.

Простые тестовые наборы, чаще всего колориметрический тестовый набор DPD (так называемый, потому что диэтилфенилендиамин вызывает цветную реакцию), доступны для тестирования точки останова и остаточного хлора в частных системах.Набор должен проверять свободный хлор, а не общий хлор. Мы также рекомендуем контролировать ОВП (окислительно-восстановительный потенциал) воды.

Для получения дополнительной информации об использовании мониторинга ОВП для дезинфекции ознакомьтесь с документами Калифорнийского университета и YSI . ‍

Время контакта с микроорганизмами

Время контакта (удерживания) (таблица 1) при хлорировании — это период между введением дезинфицирующего средства и использованием воды.Длительное взаимодействие между хлором и микроорганизмами приводит к эффективному процессу дезинфекции. Время контакта зависит от концентрации хлора, типа присутствующих патогенов, pH и температуры воды. Порядок расчета приведен ниже.

Время контакта должно увеличиваться в условиях низкой температуры воды или высокого pH ( Щелочность ). Необходимо полное смешивание хлора и воды, и часто требуется сборный резервуар для достижения подходящего времени контакта.В системе частных скважин минимальный размер накопительного резервуара определяется путем умножения производительности насоса на 10. Например, для насоса со скоростью 5 галлонов в минуту (GPM) требуется сборный резервуар на 50 галлонов. Резервуары высокого давления не рекомендуются для этой цели, поскольку они обычно имеют комбинированный вход / выход, и вся вода не проходит через резервуар.

Альтернативой сборному резервуару является длинная спиральная труба для увеличения контакта между водой и хлором. Накипь и накопление осадка внутри трубы делают этот метод менее эффективным, чем сборный резервуар.

‍

Стол 1 | Расчет времени контакта

Требуемые минуты = K / остаточный хлор (мг / л)

Значения K для определения времени контакта с хлором ‍

‍

‍ ‍ ‍

Для расчета времени контакта используйте максимальное значение pH и минимальную ожидаемую температуру воды.Например, если максимальное значение pH ожидаемое значение составляет 7,5, а минимальная температура воды составляет 42 ° F, значение «K» (из приведенной выше таблицы) с использованием формулы будет 15.

Для остаточного хлора 0,5 мг / л при pH 7,5 и самой низкой температуре 42 ° F минимальное время контакта с хлором составляет 30 минут (при отсутствии других требований).

Требуемые минуты = 15 / 0,5 = 30 минут

Для остаточного хлора 0,3 мг / л с pH 7,5 и самой низкой температурой 42 ° F минимальное время контакта с хлором составляет 50 минут (при отсутствии других требований ).

Требуемые минуты = 15 / 0,3 = 50 минут

‍

Уровни хлорирования

Если система не позволяет адекватное время контакта с нормальными дозировками хлора, Суперхлорирование с последующим Дехлорирование (удаление хлора) может быть необходимым.

Суперхлорирование обеспечивает остаточный хлор 3,0–5,0 мг / л, что в 10 раз превышает рекомендованную минимальную концентрацию хлора в точке разрыва. Время удерживания для суперхлорирования составляет примерно 5 минут.Фильтрация с активированным углем удаляет остатки с высоким содержанием хлора.

Шоковое хлорирование рекомендуется всякий раз, когда скважина новая, отремонтированная или загрязненная. Эта обработка приводит к увеличению содержания хлора в воде. В отличие от суперхлорирования, шоковое хлорирование происходит «только один раз», и хлор истощается по мере протекания воды через систему; обработка активированным углем не требуется. Если Бактериологические проблемы сохраняются после шокового хлорирования, систему следует проверить.Для получения дополнительной информации о шоковой дезинфекции посетите нашу страницу шоковой дезинфекции.

‍

Рекомендации по хлорированию

Растворы хлора теряют прочность при стоянии, на воздухе или на солнце. Часто делайте свежие растворы, чтобы поддерживать необходимый остаток.

Поддерживайте остаточный уровень свободного хлора на уровне 0,3-0,5 мг / л после 10-минутного контакта. Часто измеряйте остаток.

После увеличения дозировки хлора для удовлетворения большего спроса не уменьшайте ее.

Найдите и устраните источник загрязнения, чтобы избежать непрерывного хлорирования. Если имеется источник воды, не требующий дезинфекции, воспользуйтесь им.

Сохраняйте соответствующую информацию, касающуюся системы хлорирования, и мы рекомендуем вам контролировать ОВП воды и остаточного хлора.

Типы хлора, используемого для дезинфекции

В общественных системах водоснабжения используется хлор в газообразной форме, что считается слишком опасным и дорогим для домашнего использования.В частных системах используется жидкий хлор (гипохлорит натрия) или сухой хлор (гипохлорит кальция). Чтобы избежать отложений жесткости на оборудовании, производители рекомендуют использовать мягкую, дистиллированную или деминерализованную воду при приготовлении растворов хлора.

‍

Оборудование для непрерывного хлорирования

Непрерывное хлорирование частного водопровода можно проводить различными методами.Устройство для впрыска должно работать только при перекачке воды, а водяной насос должен отключаться, если хлоратор выходит из строя или если подача хлора заканчивается.

В системе обычно используется насос хлора; Обычно это устройства объемного вытеснения или устройства для подачи химикатов, которые имеют либо фиксированную дозировку, либо дозировку потока. Мы рекомендуем устройство на основе потока, потому что оно будет работать лучше всего при низком давлении или изменении потока воды. Другие компоненты системы будут включать всасывающее устройство и аспиратор либо с системой подачи химикатов, либо с системой периодического действия.

Побочные продукты дезинфекции

Тригалометаны (THMS) — это химические вещества, которые образуются, в основном, в поверхностных водах, когда встречающиеся в природе органические материалы (гуминовые и фульвокислоты в результате разложения растительного материала) соединяются со свободным хлором. Некоторые из ТГМ, присутствующие в питьевой воде, представляют собой хлороформ, бромоформ и бромдихлорметан. Поскольку подземные воды редко содержат высокие уровни гуминовых и фульвокислот, хлорированные частные колодцы содержат гораздо более низкие уровни этих химикатов.

ТГМ связаны с увеличением числа случаев рака, но вероятность воздействия ТГМ на человека из питьевой воды зависит от сезона, времени контакта, температуры воды, pH , химического состава воды и метода дезинфекции. Хотя есть риск употребления ТГМ в хлорированной питьевой воде, опасность для здоровья от недезинфицированной воды намного выше. Первичный стандарт (максимальный уровень загрязнения) для общего содержания ТГМ в питьевой воде составляет 0,10 мг / л, а фильтрация с активированным углем удаляет ТГМ из воды.

Справочник по воде — хлор и его альтернативы

Хлор — одно из самых универсальных химикатов, используемых при очистке воды и сточных вод. Этот мощный окислитель используется для:

• Дезинфекция
• борьба с микроорганизмами
• удаление аммиака
• Контроль вкуса и запаха
• уменьшение цвета
• разрушение органического вещества
• окисление сероводорода
• окисление железа и марганца

Хотя хлор полезен для многих целей, его использование связано с безопасностью и экологией.

Физические свойства и реакции в воде

Хлор в газообразном состоянии был открыт Карлом В. Шееле в 1774 году и идентифицирован как элемент Хамфри Дэви в 1810 году. Газообразный хлор имеет зеленовато-желтый цвет, а его плотность примерно в 2 раза больше плотности воздуха. Когда он конденсируется, он становится прозрачной жидкостью янтарного цвета с плотностью примерно в 1 раз большей, чем у воды. Один объем жидкого хлора дает примерно 500 объемов газообразного хлора, который не является ни взрывоопасным, ни горючим.Как и кислород, газообразный хлор может поддерживать горение некоторых веществ. Хлор реагирует с органическими веществами с образованием окисленных или хлорированных производных. Некоторые из этих реакций, например, с углеводородами, спиртами и эфирами, могут быть взрывоопасными. Образование других хлорированных органических веществ, в частности тригалометанов (ТГМ), представляет собой экологическую угрозу для источников питьевой воды.

Газообразный хлор также является токсичным раздражителем дыхательных путей. Концентрации в воздухе, превышающие 3-5 частей на миллион по объему, можно определить по запаху, а воздействие 4 частей на миллион в течение более 1 часа может иметь серьезные респираторные эффекты.Поскольку газообразный хлор плотнее воздуха, при выпуске он остается близко к земле. Содержимое 1-тонного баллона с хлором может вызвать кашель и респираторный дискомфорт на площади 3 квадратных миль. Такое же количество, сконцентрированное на площади 1/10 квадратной мили, может быть смертельным уже после нескольких вдохов.

Хлор производят в промышленных масштабах путем электролиза солевого раствора, обычно хлорида натрия, в любом из трех типов ячеек: диафрагменных, ртутных или мембранных. Большая часть хлора, производимого в Соединенных Штатах, производится путем электролиза хлорида натрия с образованием газообразного хлора и гидроксида натрия в мембранных ячейках.Процесс ртутного элемента дает более концентрированный раствор щелочи (50%), чем диафрагменный элемент. Газообразный хлор может также образовываться солевым процессом (который использует реакцию между хлоридом натрия и азотной кислотой), процессом окисления соляной кислоты и электролизом растворов соляной кислоты. Газ поставляется под давлением в баллонах на 150 фунтов, баллонах на 1 тонну, автоцистернах, цистернах и баржах.

Четыре основных категории обработки хлором определяются не только своей функцией, но и своим положением в последовательности обработки воды:

• прехлорирование
• повторное хлорирование
• пост-хлорирование
• дехлорирование

В химически чистой воде молекулярный хлор реагирует с водой и быстро гидролизуется до хлорноватистой кислоты (HOCl) и соляной кислоты (HCl):

Обе кислоты, образующиеся при гидролизе, вступают в реакцию со щелочностью, снижая буферную способность воды и снижая pH.Каждый фунт газообразного хлора, добавленный в воду, удаляет около 1,4 фунта щелочности. В системах водяного охлаждения это снижение щелочности может иметь большое влияние на скорость коррозии.

При уровне pH выше 4,0 и в разбавленных растворах реакция гидролиза завершается за доли секунды. Для всех практических целей реакция необратима. Хлорноватистая кислота является слабой кислотой и диссоциирует с образованием иона водорода и иона гипохлорита.

Концентрация или распределение каждого вида в равновесии зависит от pH и температуры.Между pH 6,5 и 8,5 реакция диссоциации является неполной, и присутствуют ионы хлорноватистой кислоты и гипохлорита. Равновесное соотношение при любом данном pH остается постоянным, даже если концентрация хлорноватистой кислоты снижается. При постоянном pH и повышении температуры химическое равновесие отдает предпочтение иону OCl ^— по сравнению с HOCl.

Основными окислителями воды являются хлорноватистая кислота и ион гипохлорита, хотя гипохлорит имеет более низкий окислительный потенциал.Окислительный потенциал — это мера склонности хлора вступать в реакцию с другими материалами. Скорость, с которой происходят эти реакции, определяется pH, температурой и окислительно-восстановительным потенциалом. По мере увеличения pH химическая активность хлора снижается; при повышении температуры реакции протекают быстрее. Реакции окисления хлора такими неорганическими восстановителями, как сульфиды, сульфиты и нитриты, обычно очень быстры. Некоторые растворенные органические вещества также быстро реагируют с хлором, но завершение многих реакций хлорорганических соединений может занять несколько часов.

Потребность в хлоре. Потребность в хлоре. Потребность в хлоре определяется как разница между количеством хлора, добавленного в водную систему, и количеством свободного доступного хлора или связанного доступного хлора, остающегося в конце заданного периода времени. Спрос — это количество хлора, потребляемого в реакциях окисления или замещения с неорганическими и органическими материалами, такими как H ₂ S, Fe ²⁺ , Mn ²⁺ , NH ₃ , фенолы, аминокислоты, белки. , и углеводы.Свободно доступный остаточный хлор — это количество хлора, которое существует в системе очищенной воды в виде хлорноватистой кислоты и ионов гипохлорита после удовлетворения потребности в хлоре. Свободное остаточное хлорирование — это нанесение хлора на воду для получения свободного остаточного хлора.

Комбинированное остаточное хлорирование. Комбинированное остаточное хлорирование. Комбинированный остаточный хлор — это остаточный хлор, который присутствует в воде в сочетании с аммиаком или органическими соединениями азота.Комбинированное остаточное хлорирование — это применение хлора к воде для реакции с аммиаком (природным или добавленным) или другими соединениями азота с образованием объединенного доступного остаточного хлора. Общий доступный хлор — это общий свободный доступный хлор, связанный доступный хлор и другие хлорированные соединения.

Доступный хлор. Доступный хлор. «Доступный хлор» представляет собой выражение эквивалентных масс окислителей с газообразным хлором в качестве основы, аналогично выражению щелочности в эквивалентах карбоната кальция.Термин возник из-за необходимости сравнить другие хлорсодержащие соединения с газообразным хлором. Доступный хлор основан на реакции полуэлемента, в которой газообразный хлор восстанавливается до ионов хлора с потреблением двух электронов. В этой реакции эквивалентная масса хлора равна молекулярной массе хлора, 71 г / моль, деленной на 2, или 35,5 г / моль.

Доступный хлор в других хлорсодержащих соединениях рассчитывается на основе аналогичных полуэлементных реакций, формулы веса соединения и эквивалентного веса хлора.

Хотя газообразный хлор диссоциирует только на 50% HOCl или OCl ^— , он считается 100% доступным хлором. Из-за этого определения соединение может иметь более 100% доступного хлора. Умножение активного массового процента хлора на 2 указывает на доступный хлор. В таблице 27-1 приведены фактические массовые проценты и процентное содержание доступного хлора для нескольких распространенных соединений.

Доступный хлор, как и потенциал окисления, не является надежным индикатором возникновения или степени реакции окисления.Это еще более плохой показатель противомикробной эффективности окисляющего соединения. Например, антимикробная эффективность хлорноватистой кислоты (HOCl) намного выше, чем у любого из хлораминов, даже если хлорамины имеют более высокий уровень доступного хлора.

Образование хлорамина. Образование хлорамина. Одной из наиболее важных реакций при кондиционировании воды является реакция между растворенным хлором в форме хлорноватистой кислоты и аммиаком (NH ₃ ) с образованием неорганических хлораминов.Неорганические хлорамины состоят из трех видов: монохлорамина (NH ₂ Cl), дихлорамина (NHCl ₂ ) и трихлорамина или трихлорида азота (NCl ₃ ). Основные реакции образования хлорамина:

Относительные количества образующихся хлораминов зависят от количества подаваемого хлора, соотношения хлор / аммиак, температуры и pH.Обычно монохлорамин образуется при pH выше 7 и преобладает при pH 8,3. Дихлорамин преобладает при pH 4,5. Между этими значениями pH существуют смеси двух хлораминов. При pH ниже 4,5 преобладающим продуктом реакции является трихлорид азота.

Окислительный потенциал монохлораминов значительно ниже, чем у хлоридов, и монохлорамины медленнее реагируют с органическими веществами. Эти свойства уменьшают количество образующихся тригалометанов (ТГМ). Считается, что образование ТГМ более вредно для питьевой воды, чем снижение антимикробных свойств свободного хлора.Поэтому аммиак часто вводят в поток исходного хлора для образования хлораминов перед тем, как хлор вводится в поток питьевой воды.

Объединенные остаточные количества хлора обычно более химически стабильны (менее химически активны при потреблении хлора), чем остаточные количества свободного хлора. Это свойство помогает поддерживать стабильные остатки в удаленных системах распределения воды под давлением. Однако более низкая антимикробная эффективность хлораминов по сравнению со свободным хлором требует более высоких суммарных остатков и / или более длительного времени контакта, которые часто доступны в системах распределения.

Хлорирование точки останова. Хлорирование по контрольной точке — это применение хлора, достаточного для поддержания свободного остаточного хлора. Основная цель хлорирования до точки останова — обеспечить эффективную дезинфекцию за счет удовлетворения потребности воды в хлоре. При очистке сточных вод хлорирование до точки останова — это средство удаления аммиака, который превращается в окисленную летучую форму.

Добавление хлора в воду, содержащую аммиак или азотсодержащие органические вещества, приводит к увеличению содержания остаточного связанного хлора.Между точками A и B на этой кривой образуются моно- и дихлорамины. После достижения максимального суммарного остатка (точка B) дальнейшие дозы хлора уменьшают остаточный уровень. Окисление хлорамина до дихлорамина, происходящее между точками B и C, приводит к снижению первоначально образовавшихся объединенных доступных остатков. Точка C представляет собой точку останова: точка, в которой потребность в хлоре удовлетворена, и дополнительный хлор появляется в виде свободных остатков. Между точками C и D количество свободного остаточного хлора увеличивается прямо пропорционально количеству применяемого хлора.

Факторами, влияющими на хлорирование до точки останова, являются начальная концентрация аммиачного азота, pH, температура и потребность других неорганических и органических веществ. Весовое соотношение хлора, применяемого к исходному аммиачному азоту, должно быть 8: 1 или больше для достижения точки разрыва. Если массовое соотношение меньше 8: 1, хлора недостаточно для окисления первоначально образовавшихся хлорированных соединений азота. Когда требуются мгновенные остаточные количества хлора, хлор, необходимый для получения свободных остатков хлора, может в 20 или более раз превышать количество присутствующего аммиака.Скорость реакции самая высокая при pH 7-8 и высоких температурах.

На типичной кривой точки излома начальная доза хлора не дает остаточного количества из-за немедленной потребности в хлоре, вызванной быстро реагирующими ионами. Чем больше хлора применяется, тем больше хлораминов. Эти хлорамины показаны в общем остаточном хлоре. При более высоких дозах хлора начинается наклон к точке излома. После точки останова образуются остатки свободного хлора.

Остатки свободного хлора обычно уничтожают вкус и запах, уничтожают бактерии и окисляют органические вещества.Хлорирование до точки останова может также контролировать рост слизи и водорослей, способствовать коагуляции, окислять железо и марганец, удалять аммиак и в целом улучшать качество воды в цикле очистки или в системе распределения.

ОКИСЛЯЮЩИЕ ПРОТИВОМИКРОБНЫЕ СРЕДСТВА В ПРОМЫШЛЕННЫХ СИСТЕМАХ ОХЛАЖДЕНИЯ

Окисляющие противомикробные вещества, обычно используемые в промышленных системах охлаждения, — это галогены, хлор и бром в жидкой и газообразной форме; доноры органических галогенов; диоксид хлора; и, в ограниченной степени, озон.

Окисляющие противомикробные средства окисляют или принимают электроны от других химических соединений. Их антимикробная активность может заключаться в прямом химическом разложении клеточного материала или дезактивации критических ферментных систем в бактериальной клетке. Важным аспектом противомикробной эффективности является способность окислителя проникать через клеточную стенку и нарушать метаболические пути. По этой причине потенциал окисления сам по себе не всегда напрямую коррелирует с противомикробной эффективностью.

Относительная способность типичных галогенов к микробиологическому контролю следующая:

pH охлаждающей воды влияет на окислительную антимикробную эффективность.pH определяет относительные пропорции хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона или, в системах, обработанных донорами брома, гипоброматной кислоты и гипобромит-иона. Кислотные формы галогенов обычно являются более эффективными противомикробными средствами, чем диссоциированные формы. При некоторых условиях хлорноватистая кислота в 80 раз более эффективна в борьбе с бактериями, чем гипохлорит-ион. При pH ниже 7,6 преобладает хлорноватистая кислота. Бромистоводородная кислота преобладает при pH ниже 8,7, что делает доноры брома более эффективными, чем доноры хлора в щелочной охлаждающей воде, особенно там, где время контакта ограничено.

На антимикробную эффективность также влияет потребность в системе охлаждающей воды, в частности потребность в аммиаке. Хлор реагирует с аммиаком с образованием хлораминов, которые не так эффективны, как хлорноватистая кислота или гипохлорит-ион в микробиологическом контроле. Бром реагирует с аммиаком с образованием бромаминов. В отличие от хлораминов, бромамины нестабильны и преобразуют бромистоводородную кислоту.

Большинство микробов в системах охлаждения можно контролировать с помощью обработки хлором или бромом, если они подвергаются воздействию достаточного количества остатков в течение достаточно длительного времени.Остаточный уровень свободного хлора 0,1-0,5 ppm достаточен для борьбы с объемными водными организмами, если остаток может сохраняться в течение достаточного периода времени.

Непрерывное хлорирование системы охлаждающей воды часто кажется наиболее целесообразным для борьбы с микробной слизью. Однако в некоторых системах экономически сложно поддерживать постоянный свободный остаток, особенно в системах с технологическими утечками. В некоторых системах с высокими требованиями часто невозможно получить свободный остаток, и необходимо принять комбинированный остаток.Кроме того, высокие скорости подачи хлора, с высоким содержанием остаточных количеств или без них, могут усилить коррозию металла в системе и гниение древесины башни. Добавление неокисляющих противомикробных препаратов предпочтительнее высоких доз хлорирования.

В прямоточных системах свободные остатки от 0,3 до 0,8 частей на миллион обычно поддерживаются в течение 2 часов за период обработки. Скорость повторного заражения определяет частоту необходимого лечения.

Открытые рециркуляционные системы можно обрабатывать с помощью программы непрерывного или периодического галогенирования.Непрерывная подача является наиболее эффективной и обычно доступной там, где используется газообразный хлор или гипохлорит, а потребность в системе низкая. Свободные остатки 0,1-0,5 частей на миллион поддерживаются вручную. Следует проявлять осторожность, чтобы не подавать чрезмерное количество галогена, которое может отрицательно повлиять на скорость коррозии. Скорость подачи хлора не должна превышать 4 частей на миллион в зависимости от скорости рециркуляции. Использование доноров галогенов может быть ограничено прерывистой подачей из соображений экономии, хотя непрерывная подача в системах с низким спросом является эффективной.Прерывистая подача требует поддержания такого же свободного остатка, как и в непрерывной программе, но только в течение последних 1 часа применения хлора. Для получения свободного остатка может потребоваться до 3 часов добавления хлора, в зависимости от требований системы, чистоты системы и частоты хлорирования.

ГАЗОВЫЕ АЛЬТЕРНАТИВЫ ХЛОРА

Законы сообщества о праве на информацию, повторное разрешение Superfund, законы SARA Title III и выброс смертоносного газа в Бхопале, Индия, вызвали серьезные опасения относительно безопасности газообразного хлора.К другим источникам галогенов и окислителей для микробиологического контроля относятся:

• гипохлориты (гипохлорит натрия, гипохлорит натрия с бромидом натрия и гипохлорит кальция)
• хлорированные или бромированные донорные молекулы, такие как изоцианураты, трихлор-s-триазинтрионы и гидантоины
• диоксид хлора
• озон

Гипохлориты

Гипохлорит натрия и гипохлорит кальция — производные хлора, образующиеся при реакции хлора с гидроксидами.При нанесении гипохлорита на водные системы образуются гипохлорит-ион и хлорноватистая кислота, как и при нанесении газообразного хлора.

Разница между реакцией гидролиза газообразного хлора и гипохлоритов заключается в побочных продуктах реакции.Реакция газообразного хлора и воды увеличивает концентрацию ионов H ⁺ и снижает pH за счет образования соляной кислоты. Реакция гипохлоритов и воды приводит как к хлорноватистой кислоте, так и к гидроксиду натрия или гидроксиду кальция. Это вызывает небольшое изменение pH. Растворы гипохлорита натрия содержат незначительные количества избыточного каустика в качестве стабилизатора, которые увеличивают щелочность и повышают pH в точке инъекции. Это может вызвать образование шкалы твердости. Добавление диспергатора (органический фосфат / полимер) в водную систему обычно достаточно для контроля этого потенциала образования накипи.

Щелочность и pH значительно изменяются, когда гипохлорит натрия или кальция заменяет газообразный хлор. Газообразный хлор снижает щелочность на 1,4 ppm на ppm подаваемого хлора; гипохлорит не снижает щелочность. Повышенная щелочность воды, обработанной гипохлоритом, снижает потенциал коррозии, но может увеличить вероятность осаждения.

Гипохлорит натрия. Гипохлорит натрия. Гипохлорит натрия, также называемый жидким отбеливателем, является наиболее широко используемым из всех хлорированных отбеливателей.Он доступен в нескольких концентрациях раствора, начиная от хорошо известного коммерческого сорта с концентрацией NaOCl около 5,3 мас.% До промышленных концентраций 10–12%. Крепость раствора отбеливателя обычно выражается в его «товарных процентах» или «объемных процентах», а не в его массовых процентах: 15 товарных процентов гипохлорита составляют всего 12,4 массовых процента гипохлорита. Приблизительно 1 галлон гипохлорита натрия промышленной концентрации требуется для замены 1 фунта газообразного хлора.

На стабильность растворов гипохлорита отрицательно влияют тепло, свет, pH и металлическое загрязнение. Скорость разложения 10% и 15% растворов почти удваивается с повышением температуры хранения на каждые 10 ° F. Солнечный свет сокращает период полураспада 10-15% раствора гипохлорита в 3–5 раз. Если pH хранимого раствора падает ниже 11, разложение идет быстрее. Всего лишь 0,5 ppm железа вызывает быстрое ухудшение 10-15% растворов. Добавление концентрированного хлорида железа в резервуар с гипохлоритом натрия вызывает быстрое образование газообразного хлора.

Обычные промышленные сорта гипохлорита натрия можно подавать в чистом виде или разбавлять водой с низкой жесткостью. Использование воды высокой жесткости для разбавления может вызвать осаждение солей кальция из-за высокого pH раствора гипохлорита.

«High Test» гипохлорит кальция (HTH). «High Test» гипохлорит кальция (HTH). Наиболее распространенной формой сухого гипохлорита в Соединенных Штатах является гипохлорит кальция (HTH). Он содержит 70% доступного хлора, 4-6% извести и немного карбоната кальция.При растворении HTH в жесткой воде образуются осадки. Для подачи гипохлорита кальция в жидком виде растворы следует готовить на мягкой воде с концентрацией хлора 1-2%. Следует соблюдать осторожность при хранении гранулированного гипохлорита кальция. Его не следует хранить там, где он может подвергаться нагреву или контактировать с легко окисляемым органическим материалом. Гипохлорит кальция разлагается экзотермически с выделением кислорода и монооксида хлора. Разложение происходит, если HTH загрязнен водой или влагой из атмосферы.Гипохлорит кальция теряет 3-5% хлора в год при нормальном хранении.

Все гипохлориты в некоторой степени вредны для кожи, и с ними необходимо обращаться осторожно. Для хранения и раздачи следует использовать коррозионно-стойкие материалы.

БРОМ

Бром используется для очистки воды с 1930-х годов. Большая часть производства брома в Соединенных Штатах происходит в районе Великих озер и Арканзасе. Бром коммерчески образуется в результате реакции бромного солевого раствора с газообразным хлором с последующей отгонкой и концентрированием жидкого брома.Бром — дымящаяся жидкость темно-красного цвета при комнатной температуре.

Бром диссоциирует в воде так же, как хлор, с образованием гипоброматной кислоты и иона гипобромита. Гипобромистая кислота — это слабая кислота, которая частично диссоциирует с образованием иона водорода и иона гипобромита. Концентрация или распределение каждого вида в равновесии зависит от pH и температуры. Между pH 6,5 и 9 реакция диссоциации является неполной, и присутствуют как гипобромистая кислота, так и ион гипобромита.Равновесное соотношение при любом данном pH остается постоянным. При pH выше 7,5 количество хлорноватистой кислоты больше, чем количество хлорноватистой кислоты для эквивалентных скоростей подачи. Более высокий процент бромистоводородной кислоты полезен в щелочных водах и в водах, содержащих аммиак.

Способы получения бромистоводородной кислоты включают:

с использованием двух жидкостей (или одной жидкости и газообразного хлора)

на сжатом газе

с использованием твердого

Независимо от метода, используемого для получения бромистоводородной кислоты, цель состоит в том, чтобы воспользоваться ее антимикробной активностью.Жидкий и твердый методы не требуют хранения сжатых газов — основной причины замены газообразного хлора.

Бром реагирует с соединениями аммиака с образованием бромаминов, которые являются гораздо более эффективными противомикробными средствами, чем хлорамины. При pH 8,0 отношение бромистоводородной кислоты к бромамину в аммиачных водах составляет 8: 1. Поскольку монобромамин нестабилен и поскольку трибромамин не образуется, нет необходимости переходить к бромированию до точки останова.

Более короткий ожидаемый срок службы соединений брома (из-за более низкой прочности связи) снижает остаточные количества окислителя в сбросах с завода и снижает потребность в дехлорировании перед сбросом.

ГАЛОГЕННЫЕ ДОНОРЫ

Доноры галогенов — это химические вещества, которые выделяют активный хлор или бром при растворении в воде. После высвобождения реакция галогена аналогична реакции хлора или брома из других источников. Доноры твердых галогенов, обычно используемые в системах водяного охлаждения, включают следующие:

• 1-бром-3-хлор-5,5-диметилгидантоин
• 1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоин
• натрия дихлоризоцианурат

Эти химические вещества-доноры не выделяют активный галоген сразу, а медленно делают его доступным; следовательно, они могут рассматриваться как окислители с «контролируемым высвобождением».Считается, что их механизмы действия аналогичны хлору или брому, но они могут проникать через клеточные мембраны и проводить свои окислительные реакции изнутри клетки. Эти доноры широко используются из-за простоты, низких капитальных затрат и низкой стоимости установки систем подачи. Кроме того, поскольку они твердые, они исключают опасность обращения с газами (утечка) и жидкостями (разливы). При оценке на основе общей стоимости доноры галогенов часто оказываются экономичным выбором, несмотря на их относительно высокие материальные затраты.

ДИОКСИД ХЛОРА

Диоксид хлора, ClO ₂ , является другим производным хлора. Этот нестабильный, потенциально взрывоопасный газ должен образовываться в месте применения. Наиболее распространенный метод получения ClO ₂ — это реакция газообразного хлора с раствором хлорита натрия.

Теоретически на каждые 2 штуки требуется 1 фунт газообразного хлора.6 фунтов хлорита натрия. Однако часто используется избыток хлора, чтобы снизить pH до необходимого минимума 3,5 и довести реакцию до завершения. Гипохлорит натрия можно использовать вместо газообразного хлора для образования диоксида хлора. Этот процесс требует добавления серной или соляной кислоты для контроля pH.

Другие методы, используемые для образования диоксида хлора, включают:

Вместо того, чтобы гидролизоваться в воде, как это делает хлор, диоксид хлора образует настоящий раствор в воде при типичных условиях градирни.По этой причине диоксид хлора летуч (в 700 раз более летуч, чем HOCl) и может легко улетучиваться из систем очищенной воды, особенно над градирнями.

Двуокись хлора — сильный окислитель. Он быстро реагирует с окисляемыми материалами, но, в отличие от хлора, не легко соединяется с аммиаком. Диоксид хлора не образует тригалометаны (ТГМ), но может значительно снизить содержание предшественников ТГМ. В достаточном количестве диоксид хлора разрушает фенолы, не создавая проблем со вкусом хлорированных фенолов.Это хорошее противомикробное и антиспоровое средство. В отличие от хлора, антимикробная эффективность диоксида хлора относительно не зависит от изменений pH в диапазоне 6-9. Диоксид хлора также используется для окисления сульфидов, железа и марганца.

Сложные органические молекулы и аммиак — это традиционные материалы, требующие хлора, которые не вступают в реакцию с диоксидом хлора. Поскольку диоксид хлора реагирует иначе, чем хлор, необходимо провести испытание потребности в диоксиде хлора для определения скорости подачи диоксида хлора.Остаточный уровень должен поддерживаться после удовлетворения потребности в диоксиде хлора, чтобы обеспечить эффективный контроль микробиологического роста. Химическое поведение и характеристики окисления водного диоксида хлора не совсем понятны из-за трудности дифференциации водных хлорсодержащих веществ.

Двуокись хлора применяется в некоторых системах водоснабжения для контроля вкуса и запаха, а также в качестве дезинфицирующего средства. Он используется в некоторых промышленных процессах обработки как противомикробное средство.Диоксид хлора, потребляемый в реакциях очистки воды, превращается в хлорит-ионы (ClO ₂ ^—), хлорат-ионы (ClO ₃ ^—) и хлорид-ионы (Cl ^—). Есть некоторые опасения по поводу долгосрочного воздействия хлорит-иона в питьевой воде на здоровье.

Как газ, диоксид хлора более раздражает и токсичен, чем хлор. Двуокись хлора в воздухе обнаруживается по запаху при 14-17 промилле, раздражающем при 45 промилле, смертельным через 44 минуты при 150 промилле и быстро смертельным при 350 промилле.Концентрации более 14% в воздухе могут выдержать волну разложения, вызванную электрической искрой. Наиболее распространенным прекурсором для образования диоксида хлора на месте является также опасный материал: жидкий хлорит натрия. Если дать высохнуть, этот мощный окислитель образует порошкообразный остаток, который может воспламениться или взорваться при контакте с окисляемыми материалами. Опасный характер паров диоксида хлора и его прекурсора, а также летучесть водных растворов диоксида хлора требуют осторожности при проектировании и эксплуатации оборудования для подачи раствора и подачи.

ОЗОН

Озон — это аллотропная форма кислорода, O ₃ . Поскольку это нестабильный газ, он должен образовываться в месте использования. Озон — очень эффективный чистый окислитель, обладающий мощными антибактериальными и противовирусными свойствами.

Поскольку озон является сильным окислителем, он представляет потенциальную угрозу безопасности. Сообщалось, что концентрация 50 ppm озона в воздухе может вызывать окисление слизистой оболочки легких и накопление жидкости, что приводит к смерти от отека легких.OSHA и NIOSH считают 10 ppm опасными для жизни или здоровья, а предел воздействия OSHA представляет собой взвешенное по времени среднее значение 0,1 ppm. При концентрациях всего 0,02 ppm можно обнаружить сильные запахи озона. Неправильная эксплуатация озоногенерирующего оборудования может привести к образованию 20% озона взрывоопасной концентрации. Озоногенерирующее оборудование должно иметь механизм разрушения, чтобы предотвратить выброс озона в атмосферу, где он может вызвать образование пероксиацетилнитрата (PAN), известного загрязнителя воздуха.

Короткий период полураспада озона позволяет сбрасывать очищенную воду без вреда для окружающей среды. Однако более короткий период полураспада снижает контакт в системе очищенной воды, поэтому дальние участки водной системы могут не получить адекватной обработки.

Озон образуется при пропускании сухого воздуха или кислорода между двумя высоковольтными электродами. Озон также может быть образован фотохимически под действием ультрафиолетового света. Озон необходимо подавать в водную систему путем впрыска через контактор.Скорость доставки зависит от скорости массопереноса этого контактора или разбрызгивателя. Правильное обслуживание генератора и контактора имеет решающее значение.

Высокие капитальные затраты ограничивают использование озона для микробиологического контроля роста, особенно в системах с переменным спросом.

ДЕХЛОРИНАЦИЯ

Дехлорирование часто требуется перед сбросом с завода. Кроме того, высокие остаточные количества хлора вредны для промышленных систем, таких как ионообменные смолы и некоторые мембраны, используемые в установках электродиализа и обратного осмоса.Хлор может также способствовать токсичности сточных вод; поэтому его концентрация в определенных водных разрядах ограничена.

Иногда дехлорирование требуется для коммунального и промышленного водоснабжения. Часто желательно уменьшить или удалить характерный «хлорный» привкус питьевой воды. Дехлорирование обычно практикуется в пищевой промышленности и производстве напитков. Следует избегать прямого контакта воды, содержащей остаточный хлор, с продуктами питания и напитками, поскольку это может привести к появлению нежелательного вкуса.

Избыточный свободный остаточный хлор может быть снижен до приемлемого уровня с помощью химических восстановителей, адсорбции углерода или аэрации.

Химические восстановители, такие как диоксид серы, сульфит натрия и бисульфит аммония, дехлорирование воды, но также могут способствовать росту бактерий, метаболизирующих серу. Иногда тиосульфат натрия используется для дехлорирования проб воды перед бактериологическим анализом. Общие реакции дехлорирования:

Гранулированный активированный уголь (GAC) удаляет свободный хлор путем адсорбции.Свободный хлор в форме HOCl реагирует с активированным углем с образованием оксида на поверхности углерода. Хлорамины и хлорированные органические вещества адсорбируются медленнее, чем свободный хлор.

Аэрация — наименее эффективное средство дехлорирования, эффективность которого снижается с увеличением pH. Ион гипохлорита, который преобладает при pH 8,3 и выше, менее летуч, чем хлорноватистая кислота.

Ультрафиолетовое излучение дехлорирует воду, хранящуюся в открытых резервуарах в течение длительного времени.

ДРУГИЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ВЛИЯНИЕ ХЛОРА

Помимо противомикробных средств, хлор и соединения хлора используются для уменьшения неприятного вкуса и запаха питьевой воды; улучшить поступающие процессы осветления; окисляют железо, марганец и сероводород, чтобы облегчить их удаление; уменьшить накопление осадка на очистных сооружениях; и очистить сточные воды заводов.

Хлор, вместе с коагулянтом, часто применяется в сырой воде в процессах очистки поступающей воды.Это предварительное хлорирование улучшает коагуляцию из-за воздействия хлора на органические вещества в воде. Он также используется для уменьшения вкуса, запаха, цвета и микробиологических популяций, а также окисляет железо и марганец для облегчения удаления путем осаждения и фильтрации. Одна часть на миллион хлора окисляет 1,6 промилле иона двухвалентного железа или 0,77 промилле иона марганца. Добавление 8,87 ppm хлора на ppm сульфида окисляет сульфиды до сульфатов в зависимости от pH и температуры.

Хлор является успешным активирующим агентом силиката натрия при приготовлении коагулянта, активированного диоксида кремния.Преимущество этого процесса в том, что хлор, используемый для активации, доступен для других целей.

Низкоуровневое прерывистое хлорирование возвратного активного ила используется для решения серьезных проблем, связанных с накоплением осадка на очистных сооружениях.

Хлор, закачиваемый в сточные воды и промышленные отходы перед их сбросом, уничтожает бактерии и такие химические вещества, как сульфиды, сульфиты и двухвалентное железо. Эти химические вещества вступают в реакцию с растворенным кислородом в принимающем водоеме и потребляют его.

КОРМОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Оборудование для хлорирования коммерчески доступно для сжиженного газообразного хлора и растворов гипохлорита натрия. Гипохлорит кальция представляет собой твердое вещество и обычно добавляется путем дробеструйной подачи. Более современные твердые доноры галогена, такие как 1-бром-3-хлор-5,5-диметилгидантоин, подают через обходные питатели для растворения.

Сжиженный газообразный хлор — наименее дорогая форма хлора, и в прошлом он, как правило, был предпочтительным противомикробным средством.Из-за опасности утечки хлора оборудование для подачи спроектировано таким образом, чтобы поддерживать давление газообразного хлора ниже атмосферного за счет работы под вакуумом. Это приводит к тому, что любые утечки направляются в систему подачи, а не в окружающую атмосферу. Максимальная растворимость составляет около 5000 ppm при уровнях вакуума, которые в настоящее время создаются оборудованием для впрыска хлора. Производители хлораторов проектируют оборудование для ограничения количества хлора в системе подачи до 3500 частей на миллион, чтобы предотвратить выделение газообразного хлора в месте применения.Прямое введение хлора без использования соответствующего эдуктора может иметь катастрофические последствия.

Подачи гипохлорита натрия включают дозирующие насосы, ротометры с регулируемым расходом и компьютеризированные системы подачи, такие как Betz PaceSetter (см. Главу 35). Система хранения гипохлорита должна быть защищена от прямых солнечных лучей и тепла, чтобы предотвратить деградацию. Выбор подходящих металлов для хранения также важен для предотвращения деградации.

Твердые доноры галогенов, такие как гидантоины, триазинтрионы и изоцианураты, доступны в форме таблеток, а иногда и в форме гранул.Твердые вещества обычно растворяются в байпасном питателе для регулирования скорости растворения, и концентрированный сток питателя подается в соответствующую точку. Эти продукты содержат химические вещества, содержащие хлорноватистую кислоту, бромистоводородную кислоту или их комбинацию.

Рисунок 27-1. Диссоциация гипоброматной и хлорноватистой кислот при изменении pH.

Икс

Рисунок 27-2. Теоретическая кривая хлорирования по точке излома.

Икс

Рисунок 27-3.Типичная кривая хлорирования по контрольной точке.

Икс

Рисунок 27-4. Схема хлорирования газа. (Любезно предоставлено компанией Capital Controls Company).

Икс

Рисунок 27-5. Твердый галогенный питатель.

Икс

.