Chlor

Monochloramin ist ein Desinfektionsmittel, das häufig als Alternative zu freiem Chlor zur Desinfektion von Trinkwasser verwendet wird, hauptsächlich weil beim Einsatz von Monochloramin weniger DNP entstehen als bei freiem Chlor.

Der Begriff Chloramine beschreibt in der Wasserindustrie die drei wichtigsten Verbindungen, die sich durch Reaktion von Ammoniak mit Chlor bilden lassen: Monochloramin, Dichloramin und Trichloramin. Monochloramin ist das Ziel-Desinfektionsmittel. Andere unerwünschte Verbindungen können im Wasser nachgewiesen werden, wenn die Chloraminierung nicht ausreichend kontrolliert wird, aber auch in chlorierten Grundwassersystemen, die natürliches Ammoniak enthalten, und in chlorierten Abwasserabläufen. Es ist wichtig zu beachten, dass sich Chloramine auf eine Gruppe von Verbindungen und nicht auf eine einzelne Substanz beziehen. Eine technische Beschreibung für diese Gruppe wäre „anorganische Chloramine“, um sie von den organischen Chloraminen zu unterscheiden, die eine geringe oder gar keine Desinfektionsleistung bieten. Grundsätzlich bilden sich die Chloramine der Reihe nach, z.B. zuerst Monochloramin, dann Dichloramin und schließlich Trichloramin, wenn das ammoniakhaltige Wasser kontinuierlich mit Chlor versetzt wird. Der Prozess verläuft jedoch umgekehrt, wenn chloriertem Wasser Ammoniak zugesetzt wird. Der Chloraminierungsprozess ist sehr komplex und erfordert für eine effiziente Steuerung wesentlich mehr Überwachung.

Das Ziel der Chloraminierung ist die vollständige Bildung von Monochloramin unter Vermeidung anderer Chloramine. Ein Cl ₂ : N-Massenverhältnis von 5 : 1 hat sich als optimales chemisches Chemikalienzufuhrverhältnis herausgestellt, bei dem die Dichloraminbildung (Geschmacks- und Geruchsprobleme) verhindert, die Menge an nicht umgesetztem Ammoniak minimiert und die Biofilmbildung und Nitrifikation nachgelagert kontrolliert wird.

Andere Oxidationsmittel wie Brom, Iod, Ozon, Chlordioxid, einige Metalle oder Wasserstoffperoxid können mit DPD unter verschiedenen Umständen reagieren und falsche positive Messwerte verursachen. Die häufigste Interferenz entsteht durch oxidiertes Mangan, was sich durch eine Behandlung der Probe mit Kaliumiodid und Natriumarsenit korrigieren lässt. Sonnenlicht kann während der 3-minütigen Reaktionszeit für Gesamtchlor mit dem DPD-Indikator reagieren (halten Sie die Probe während der Reaktionszeit bedeckt, wenn Sie im Freien messen).

Bei Chlorkonzentrationen im niedrigen Bereich kann gelöster Sauerstoff insbesondere bei direkter Sonneneinstrahlung Beeinträchtigungen verursachen. Wenn die ULR-Methode (ultraniedriger Messbereich) auf einem Colorimeter oder Spektralphotometer verwendet wird, stellen Sie sicher, dass ein Reagenzienblindwert mit entionisiertem Wasser ermittelt und von den Ergebnissen der Probenanalyse subtrahiert wurde. Es empfiehlt sich auch, dieselbe Probenküvette zum Nullen des Geräts und zum Ablesen der Probenkonzentration zu verwenden. Dadurch werden Effekte vermieden, die nur auf optische Unterschiede zwischen der Null- und der Mess-Küvette zurückzuführen sind.

Es gibt mehrere Gründe, die Indophenol-Methode für freies Chlor, die in der Hach Methode 10241 zum Einsatz kommt, der DPD-Methode vorzuziehen:

• Bestimmung der Restmengen an freiem Chlor in Gegenwart von Mangan und anderen Oxidationsmitteln, die colorimetrische DPD-Methoden und sowohl DPD- als auch amperometrische Titrationsmethoden für freies Chlor beeinträchtigen. Verwendung in Trinkwasser, gechlortem Trinkwasser, Schwimmbadwasser und aufbereitetem Abwasser.
• Bestimmung von freiem Chlor in Gegenwart von Chloraminen (freies Chlor sollte in der Wasserprobe prävalent sein). Chloramine reagieren mit dem DPD-Indikator für freies Chlor. Durch ihr Vorhandensein wird die entwickelte Farbe instabil, und es lässt sich eine langsame Zunahme im Laufe der Zeit verzeichnen. Die Interferenzrate hängt von der Konzentration von Chloraminen, deren Struktur, dem pH-Wert und der Temperatur der Probe ab. Daher ist es schwierig, den Grad der Interferenz anhand der tatsächlichen Menge an freiem Chlor vorherzusagen.

Bei der Indophenol-Methode für freies Chlor wird das in der Probe vorhandene freie Chlor mithilfe von Freechlor F Reagenzlösung schnell in Monochloramin umgewandelt. Das gebildete Monochloramin wird dann mit Monochlor F Reagenz bestimmt, das spezifisch für Monochloramin ist. Mangan, andere Chloramine und chlorierte organische Amine reagieren nicht mit dem Monochlor F Reagenz, sodass es nicht zu einer Beeinträchtigung bei der Bestimmung des freien Chlors kommt. Ein Monochlor F Probenblindwert wird verwendet, um in der Originalprobe vorhandene Monochloramine zu kompensieren.

Der Gesamtchlorgehalt wird normalerweise in Systemen gemessen, bei denen die Chloraminierung zum Einsatz kommt, wenn eine beabsichtigte Reaktion von Chlor mit Ammoniak stattfindet. Als Gesamtchlor bezeichnet man die Summe aus freiem Chlor und anorganischen Chloraminen. Wenn die Chlorwerte einer Aufsichtsbehörde gemeldet werden müssen, sollte zunächst ermittelt werden, welche Form von Chlor (freies oder Gesamtchlor) gemessen und welche Methode für die Analyse verwendet werden soll.

Freies Chlor wird in Trinkwassersystemen gemessen, bei denen Chlorgas oder Natriumhypochlorit zur Desinfektion verwendet wird, um festzustellen, ob das Wasser ausreichend Desinfektionsmittel enthält. Typische Restchlorwerte in Trinkwasser liegen bei 0,2 - 2,0 mg/L Cl ₂, wobei die Konzentrationen an der Eintrittsstelle (point of entry, POE) bis zu 4,0 mg/L betragen können. Wenn die Chlorwerte einer Aufsichtsbehörde gemeldet werden müssen, sollte zunächst ermittelt werden, welche Form von Chlor (freies oder Gesamtchlor) gemessen und welche Methode für die Analyse verwendet werden soll.