Химия дезинфицирующих средств и побочных продуктов дезинфекции

rx online
  1. Химия дезинфицирующих средств и побочных продуктов ДЕЗИНФЕКТАНТОВ2. 1BackgroundThe использование хлора (Cl2) в качестве дезинфицирующего средства для воды стало undercrutiny из-за его способности вступать в реакцию с природным органическим веществом(NOM) и образовывать хлорированные побочные продукты дезинфекции (DBPs). В этом контексте NOM служит органическим предшественником DBP, в то время как бромид-Ион (Br–) служит неорганическим предшественником. Стратегии очистки, обычно доступные для систем водоснабжения, превышающих стандарты питьевой воды, включают удаление предшественников ДБП и использование альтернативных дезинфицирующих средств для первичной и / или вторичной (распределительная система) дезинфекции.Альтернативными вариантами дезинфицирующих средств, которые показывают перспективность, являются хлорамины (NH2Cl, монохлорамин), диоксид хлора (ClO2) и озон (O3).В то время как озон может служить только в качестве первичного дезинфицирующего средства, а хлорамин-только в качестве вторичного дезинфицирующего средства, как хлор, так и диоксид хлора могут использоваться в качестве первичных или вторичных дезинфицирующих средств.Хлорамин обладает значительным преимуществом, заключающимся в том, что он практически исключает образование побочных продуктов хлорирования и, в отличие от хлора, не вступает в реакцию с фенолами для создания соединений, вызывающих вкус и запах. Однако необходимое время контакта для инактивации вирусов и цист гриппа редко достигается хлорамином после дезинфекции существующих водоочистных сооружений (монохлорамин значительно менее биоциден, чем свободный хлор). В последнее время особую озабоченность вызывает присутствие нитрифицирующих бактерий и производство нитритов (NO2–) и нитратов (NO3–) в хлораминированных системах распределения, а также образование органических хлораминов. Использование диоксида хлора, как и хлорамина, может уменьшить образование хлорированных побочных продуктов при первичной дезинфекции.Однако образование диоксида хлора, его разложение и взаимодействие с ном приводят к образованию побочных продуктов, таких как хлорит (ClO2 -), соединение, представляющее интерес для здоровья.При использовании в качестве основного дезинфицирующего средства с последующим выделением остатков хлорамина в распределительную систему озон может устранить необходимость контакта между предшественниками ДБП и хлором. Озон, как известно, реагирует как
    EHC 216: дезинфицирующие средства и побочные продукты дезинфекции 28 С ном для получения органических Дбп, таких как альдегиды и повышенные уровни усваиваемого органического углерода, а также с бромид-Ионом для образования бромида.Глубокое понимание механизмов формирования ДБП позволяет успешно сбалансировать цели микробной инактивации и цели контроля ДБП. В этой главе рассматривается ряд вопросов, влияющих на формирование и контроль ДБП, чтобы обеспечить руководство для коммунальных служб, рассматривающих использование различных дезинфицирующих химических веществ для достижения микробиальной инактивации с контролем ДБП.2.2 физико-химические свойства обычных дезинфектантов и побочных продуктов неорганических дезинфицирующих средств важные физико-химические свойства широко используемых дезинфектантов и неорганических Дбп сведены в таблицу 1.2.2.1 Хлорхлорин, газ при нормальном давлении и температуре, может сжиматься в жидкость и храниться в цилиндрических контейнерах. Поскольку хлорный газ ядовит, он растворяется в воде под вакуумом, и этот концентрированный раствор наносится на обрабатываемую воду. Для небольших заводов используются баллоны весом около 70 кг, для средних и крупных заводов-тоннажные контейнеры, а для очень крупных заводов-хлор, поставляемый железнодорожными цистернами или автомобильными (грузовыми) танкерами. Хлор также доступен в гранулированном или порошкообразном виде в виде гипохлорита кальция (Ca (OCl) 2) или в жидком виде в виде гипохлорита натрия (NaOCl; отбеливатель).Хлор используется в виде газообразного хлора или гипохлорита (OCl–). В любой форме он действует как мощный окислитель и часто участвует в побочных реакциях так быстро, что дезинфекция практически не проводится до тех пор, пока не будет достигнуто количество, превышающее потребность в хлоре. В качестве окислителя хлор реагирует с широким спектром соединений, в частности с теми, которые считаются восстановителями (сероводород [H2S], марганец (II), железо (II), сульфит [SO32–], Br–
    EHC 216: дезинфицирующие средства и побочные продукты дезинфекции 30иодид [I–], нитрит). С точки зрения образования и дезинфекции ДБП эти реакции могут быть важны, поскольку они могут быть быстрыми и приводить к потреблению хлора.Газообразный хлор гидролизуется в воде почти полностью с образованием хлорной кислоты (HOCl):Cl2 + H2O 6 HOCl + H+ + Cl-хлорная кислота диссоциирует на ионы водорода (H+) и ионы гипохлорита в обратимой реакции: HOCl : H+ + OCl-хлорная кислота представляет собой слабую кислоту с pKa приблизительно 7,5 при 25 °C. Гипохлористая кислота, главный дезинфицирующий агент, поэтому доминирует при рН ниже 7,5 и является более эффективным дезинфицирующим средством, чем Ион гипохлорита, который доминирует выше рН 7,5.Скорости реакций разложения хлора увеличиваются по мере того, как раствор становится более щелочным, и эти реакции теоретически могут приводить к образованию хлорита и хлората (ClO3 -); они происходят во время электролиза хлоридных (Cl–) растворов, когда анодная и катодная части не разделены, и в этом случае хлор, образующийся на аноде, может вступать в реакцию со щелочью, образующейся на катоде. С другой стороны, гипохлористая кислота/гипохлорит (или гипобромная кислота/гипобромит, HOBr/OBr -) может образовываться под действием хлора (орбромина) в нейтральных или щелочных растворах. Разложение гипогалитов (XO–) предпочтительно в щелочных растворах (2XO–6 X– + XO2–) и таково, что для ионов гипогалита больше не существует области термодинамической стабильности. Эти oxyhalites далее преобразуются в stableoxyhalates следующим образом:Хо– + XO2–6 х– + XO3–другая реакция, которая возникает в водах, содержащих бромид-Ион andhypochlorite является производство hypobromous кислоты:HOCl + Бр–6 HOBr + СL–эта реакция является необратимой, и продукт hypobromous кислота лучшему halogenating агента, чем хлорноватистая кислота и мешает. Химия дезинфицирующих средств и побочных продуктов дезинфекции 31 общие аналитические процедуры для свободного хлора. Присутствие бромида в растворах гипохлорита может в конечном итоге привести к образованию бромата (BrO3–).Hypobromous кислота является слабой кислотой (рка = 8.7); как гипохлорита,гипобромита, остаток метастабильной. В щелочном растворе он разлагается с образованием бромида и бромида: 3OBr-6 BrO3 — + 2Br-Бромовая кислота (HBrO3) является сильной кислотой (pKa = 0,7). Бромистая кислота и бромат могут быть получены электролитическим окислением растворов бромидов или бромной воды с использованием хлора. Бромовая кислота и бромат являются мощными окислителями, но скорость их окислительной реакции обычно медленная

Добавить комментарий