1 KIỂM SỐ TƠ NHIỄM NƯỚC
1.5.3.1 Oxi hĩa bằng clo
Clo và các chất chứa clo hoạt tính là chất oxi hĩa phổ biến nhất. Chúng được ứng dụng để làm sạch nước khỏi H2S, hydrosunfua, các hợp chất metyl, lưu huỳnh, các phenol, các xianua...
Khi cho clo vào nước sẽ hình thành hypoclorit và axit clohydric Cl2 + H2O = HOCl + HCl
Sau đĩ diễn ra sự phân li hypoclorit, khi pH = 4 phân tử clo gần như khơng cĩ:
HOCl H+ + OCl-
Tổng Cl2 + HOCl + OCl- được gọi là clo cĩ hoạt tính tự do.
Quá trình xử lí các xianua được tiến hành trong mơi trường kiềm (pH = 9). Xianua cĩ thể được oxi hĩa thành nitơ và dioxit cacbon.
CN- + 2OH- + Cl2→ CNO- + 2Cl- + H2O
2CNO- + 4OH- + 3Cl2 → CO2 + 6Cl- + N2 + 2H2O
Các nguồn clo hoạt tính cĩ thể là clorat canxi, hypoclorit, các clorat, dioxit clo. Chúng được hình thành theo các phản ứng sau:
Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O
2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O
2Ca(OH)2 + 2Cl2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O
Chất oxi hĩa mạnh là clorat natri (NaClO2), nĩ bị phân huỷ sinh ra ClO2. Dioxit clo là khí độc cĩ mùi gắt hơn clo. Clorat natri được điều chế như sau:
2NaClO2 + Cl2→ 2ClO2 + 2NaCl
5NaClO2 + 4HCl → 5NaCl + 4ClO2 + 2H2O
Quá trình oxi hĩa xianua thành xianat bởi clo hoạt tính như sau: 25 - 30oC
CN- + OCl- → CNO- + Cl-
Xianat dễ bị thuỷ phân thành cacbonat CNO- + 2H2O → CO32- + NH4+
Vận tốc thuỷ phân phụ thuộc pH của mơi trường. pH = 5,3 trong 1 ngày đêm 80% xianat bị thuỷ phân. Nếu dư clorat xianat bị oxi hĩa tiếp tục.
2CNO- + 3OCl- + H2O → 2CO2 + N2 + 2OH- + 3Cl-
Trong lúc phản ứng pH được giữ trong khoảng 8-11. Kiểm tra sự oxi hĩa hồn tồn dựa trên nồng độ clo hoạt tính cịn dư, khơng thấp hơn 5-10mg/l.
Clorat canxi thương phẩm chứa dưới 33% clo hoạt tính, cịn hipoclorua canxi-đến 60%.