Tuyên bố về vấn đề

Clo hóa nước hoặc nước thải được thực hiện để tiêu diệt các vi sinh vật và cũng để oxy hóa các hợp chất nitơ hoặc lưu huỳnh, kim loại và các chất hữu cơ. Clo sẽ tạo thành axit hypochlorous (HOCl) và ion hypochlorite (OCl-) khi đưa vào nước. Tỷ lệ phần trăm tương đối của các dạng clo tự do này phụ thuộc vào độ pH, như trong Hình 1.

Thiết bị

Mặc dù mục tiêu của việc khử trùng là tiêu diệt các sinh vật gây bệnh, liều lượng clo có sẵn để khử trùng có thể bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của các chất oxy hóa khác có thể gây ra nhu cầu cao hơn nhu cầu của mầm bệnh. Các nhà máy xử lý nước bề mặt có thể gặp phải nồng độ chất hữu cơ tự nhiên (NOM) thay đổi dưới dạng axit hữu cơ. Các axit hữu cơ này chỉ có thể được loại bỏ một phần trong quá trình xử lý, để lại nồng độ thay đổi trong nước bước vào quá trình khử trùng sơ cấp. Chỉ riêng tốc độ dòng chảy có thể không đảm bảo rằng lượng clo dư cần thiết đã được thiết lập trong khoảng thời gian tiếp xúc cần thiết.

Chiến lược kiểm soát

Phân tích clo tự do trong nước thải từ bể tiếp xúc với clo sơ cấp là một chiến lược để kiểm soát. Thông tin này được đưa trở lại bộ điều khiển, bộ điều khiển này điều chỉnh tốc độ cấp clo để duy trì nồng độ mục tiêu trong nước thải. Điều quan trọng là kỹ thuật phân tích có thể phát hiện được clo tự do (ngược lại với clo kết hợp). Nếu có thời gian tiếp xúc dài, việc kiểm soát phản hồi có thể không mang lại phản hồi thỏa đáng với các điều kiện nhu cầu thay đổi. Khi có nhu cầu thay đổi về vật liệu có thể oxy hóa không phải là mầm bệnh, một chiến lược khác là theo dõi nồng độ đầu vào của vật liệu có thể oxy hóa và sử dụng thông tin này để kiểm soát tốc độ cấp liệu clo hoặc vòng lặp hỗn hợp.

Trong nước, NOM có thể được phát hiện trực tiếp bằng ChemScan. Trong nước thải, nhu cầu đáng kể cũng có thể được tạo ra từ nitrit (NO2), đây là một thông số khác mà ChemScan có thể phát hiện mà không cần thuốc thử. Ion hypoclorit có dấu hiệu hấp thụ mạnh trong phạm vi bước sóng tia cực tím với độ hấp thụ cực đại ở bước sóng 292 nm, trong khi axit Hypochlorous có dấu hiệu hấp thụ yếu hơn với cực đại ở bước sóng 236 nm. Khi độ pH của mẫu bị thay đổi, dấu hiệu độ hấp thụ sẽ quay ở bước sóng 254 nm khi dạng clo tự do được trao đổi giữa dạng HOCl và OCl-, như trong Hình 2. Máy phân tích quy trình ChemScan sử dụng dữ liệu độ hấp thụ ánh sáng đa bước sóng để mô tả nồng độ clo tự do trong mẫu có độ pH đã biết hoặc ổn định. Nếu độ pH không được biết hoặc thay đổi, độ pH của mẫu có thể được điều chỉnh trong phạm vi 4-5, trong đó HOCl là 100% dạng hoặc đến phạm vi 10+ trong đó OCl- là 100% dạng. Độ hấp thụ đa bước sóng cũng có thể được sử dụng để đo các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng hoặc kim loại có thể có trong dòng nước vào đến quá trình clo hóa để tính toán ảnh hưởng của các thành phần này lên quá trình clo hóa.