Clo là một chất ôxi hóa mạnh ở bất cứ dạng nào. Khi Clo tác dụng với nƣớc tạo thành axit hypôclorit (HOCl) có tác dụng tiệt trùng mạnh. Khi Clo cho vào nƣớc, chất diệt trùng sẽ khuyếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây ra phản ứng với men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.
Khi cho Clo vào nƣớc , phản ứng diễn ra nhƣ sau: Cl2 + H2O = HOCl + HCl
Khả năng tiệt trùng của Clo phụ thuộc vào hàm lƣợng HOCl có trong nƣớc. Nồng độ HOCl phụ thuộc vào hàm lƣợng ion H+
trong nƣớc hay phụ thuộc vào pH của nƣớc. Khi: pH = 6 thì HOCl chiếm 99,5% còn OCl‾ chiếm 0,5%
pH = 7 thì HOCl chiếm 79% còn OCl‾ chiếm 21% pH = 8 thì HOCl chiếm 25% còn OCl‾ chiếm 75%
Tức là pH càng cao hiệu quả khử trùng bằng Clo càng giảm.
Khi trong nƣớc tồn tại amoniac, muối amoni hay các hợp chất hữu cơ có chứa nhóm muối amoni, thì HOCl vừa tạo thành sẽ lại tác dụng với các chất này theo phản ứng sau: HOCl + NH3 → NH2Cl + H2O
HOCl + NH2Cl → NHCl2 + H2O HOCl + NHCl2 → NCl3 + H2O
Do đó khả năng tiệt trùng kém đi. Bởi vì khả năng tiệt trùng của mônôcloramin thấp hơn dicloramin khoảng 3 ÷ 5 lần, còn khả năng diệt trùng của dicloramin thấp hơn HOCl khoảng 20 ÷ 25 lần. Độ pH càng cao lƣợng dicloramin tạo thành càng ít, khả năng tiệt trùng của Clo giảm đi.
Để đảm bảo cho phản ứng khử trùng xảy ra triệt để và còn đƣợc tiếp tục trong quá trình vận chuyển trên đƣờng ống đến điểm dùng của nƣớc ở cuối mạng lƣới, cần đƣa thêm vào nƣớc một lƣợng Clo dƣ cần thiết, ngoài lƣợng Clo tính toán. Theo TCXD – 33: 1985, liều lƣợng Clo dƣ ở đầu mạng lƣới tối thiểu là 0,5mg/l, ở cuối mạng lƣới tối thiểu là 0,05mg/l và không đƣợc lớn tới mức có mùi khó chịu.
Đối với nƣớc bị nhiễm bẩn nặng, trong nƣớc có chứa nhiều hợp chất hữu cơ hoặc cần khử màu và mùi vị, liều lƣợng Clo đƣa vào để khử các chất này cao. Sau khi khử trùng, lƣợng Clo dƣ còn lại trong nƣớc quá lớn, cần phải khƣ bớt lƣợng Clo dƣ trong nƣớc xuống giới hạn cho phép. Có thể áp dụng một số biện pháp sau:
- Clo hóa nƣớc kết hợp với amoniac hóa: trƣờng hợp nƣớc có chứa phenol, tiến hành amoniac hóa trƣớc. Liều lƣợng amoniac hay muối amoni lấy từ 0,5 ÷ 1,0g tính theo ion NH4+
cho 1g Cl. Sau đó cho Clo vào nƣớc, sẽ tạo thành Clophenol có mùi rất khó chịu. Nên tiến hành amoniac hóa khi độ pH > 7 để phản ứng xảy ra thuận lợi.
- Dùng than hoạt tính để hấp thụ Clo dƣ: lọc nƣớc có liều lƣợng Clo dƣ cao qua lớp than hoạt tính dày từ 2 ÷ 2,5m, kích thƣớc hạt từ 1,5 ÷ 2,5mm, tốc độ lọc 20 ÷ 30m/h. Hoàn nguyên lại độ hấp thụ của than hoạt tính bằng dung dịch canxihypôclorit hoặc dung dịch kiềm nóng.
- Ngoài ra, đối với những thành phố lớn có mạng lƣới cấp nƣớc kéo dài, để lƣợng Clo dƣ trong nƣớc không vƣợt quá giới hạn cho phép, có thể dùng biện pháp khử trùng bằng Clo hóa nhiều đợt hoặc kết hợp giữa Clo hóa và amoniac hóa.
Ưu điểm:
- Dể sử dụng
- Là chất oxi hóa mạnh ở bất kì dạng nào
- Có nhiều trên thị trƣờng, giá rẻ có thể chấp nhận Nhược điểm:
- Gây mùi khó chịu
- Clo kết hợp với các hydrocácbon tạo thành hợp chất có hại cho môi trƣờng sống - Không có khả năng tiêu diệt các vi rút, vi khuẩn gây bệnh truyền nhiễm nhƣ Giardia và Cryptosporidium.