Бібліотека - Хімія - Хімія води і мікробіологія (КНУБА)

Лабораторна робота № 9
Окиснюваність води
Окиснюваність води – це величина, яка характеризує сумарний вміст у воді органічних речовин та легкоокиснюваних неорганічних домішок (сірководню, сульфітів, сполук заліза ІІ та ін.). Органічні речовини надходять у водойми головним чином з дощовими і талими водами, внаслідок розвитку рослинних і тваринних організмів, розмиву русел водостоків, скидання стічних вод.
Окиснюваність характеризується кількістю кисню, необхідного на окиснення органічних та легкоокиснюваних неорганічних домішок, які містяться в 1 дм3 води, і визначається в мгО2/дм3.
Для чистих поверхневих водойм величина окиснюваності коливається в межах 2...8 мгО2/дм3. Найменші значення характерні для артезіанської води – до 2 мгО2/дм3. Річки з болотним живленням відрізняються значним ступенем окиснюваності води.
Окиснюваність – важливий показник гігієнічної характеристики води. Раптове його підвищення у джерелі, як правило, свідчить про забруднення стічними водами і необхідність вживання заходів щодо санітарної охорони водойми.
Визначення окиснюваності ґрунтується на реакції органічних сполук із окиснювачами, в результаті якої встановлюють кількість окиснювача та еквівалентну йому кількість кисню, витрачених на окиснення цих сполук.
Повнота окиснення органічних речовин залежить від виду окиснювача, що був застосований. Найчастіше для цього використовують перманганат або дихромат калію. Відповідно розрізняють перманганатну та дихроматну окиснюваність.
Перманганат калію (КMnO4) окиснює не всі органічні речовини, що є у воді, при цьому ступінь їх окиснення різний. Тому перманганатна окиснюваність дає умовне уявлення про наявність у воді органічних домішок і може використовуватись для аналізу питної і мінеральної води, мало забруднених поверхневих вод та для порівняння якості води у різний час або в різних місцях водойми. Позитивною рисою методу є порівняно швидке отримання результату.
Для характеристики стічних вод та природних вод, забруднених стоками, визначають дихроматну окиснюваність. Вона більш точно характеризує вміст органічних забруднень, оскільки дихромат калію окиснює близько 90% присутніх у воді органічних речовин.
Дихроматну окиснюваність ще називають хімічним споживанням кисню (ХСК), тому що вона характеризує вміст усіх органічних речовин у воді, в тому числі важкоокиснюваних.
Частіше для характеристики ступеню органічного забруднення водойми та стічних вод визначають біохімічне споживання кисню (БСК). БСК – це кількість кисню, яка витрачається в певний проміжок часу на окиснення домішок води при перебігу в ній біохімічних процесів. В даному випадку окиснювачами є бактерії, які використовують органічні речовини як джерело живлення і енергії.
БСК характеризує вміст у воді біорозкладних речовин, тобто таких, що можуть бути окиснені біохімічним шляхом. Цей показник якості застосовують при аналізі стічних вод для визначення можливості їх біохімічної очистки: вміст біорозкладних речовин у стічних водах має складати не менше 70% від загальної величини органічного забруднення.
Визначення перманганатної окиснюваності ґрунтується на окисненні органічних речовин, що присутні у пробі води, перманганатом калію в кислому середовищі з кип’ятінням.
Згідно з ДержСанПіН України перманганатна окиснюваність питної води має не перевищувати 4 мгО2/дм3.
Методика визначення перманганатної окиснюваності
В конічну колбу місткістю 250 см3 наливають 100 см3 води, додають 5 см3 сірчаної кислоти (розведення 1:3) і розчин перманганату калію (молярна концентрація еквівалента С1 = 0,01 моль/дм3) у кількості vп = 10 см3. Накривши колбу воронкою кип’ятять 10 хвилин від моменту закипання.
Перманганат калію, як сильний окислювач, реагує з присутніми у воді відновниками:
MnO4- + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4H2O.
Оскільки перманганат додають з надлишком, його залишок забарвлює досліджувану пробу води і реагує з щавлевою кислотою, яку додають у кількості 10 см3 (молярна концентрація еквівалента 0,01 моль/дм3) у зняту з нагрівального приладу колбу:
2MnO4- + 5C2O42- + 16H+  2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O.
Гарячий розчин після введення щавлевої кислоти втрачає колір. Щоб визначити залишок щавлевої кислоти пробу у колбі відразу титрують розчином KMnO4 (молярна концентрація еквівалента 0,01 моль/дм3) до слабкорожевого кольору. Кількість витраченого розчину KMnO4 позначаємо v1 (перше титрування). Таким чином, на реакції з органічними речовинами досліджуваної води і 10 см3 щавлевої кислоти витрачено (vп + v1) см3 розчину KMnO4 (молярна концентрація еквівалента 0,01 моль/дм3).
Для визначення кількості розчину перманганату калію, який витрачається на титрування 10 см3 щавлевої кислоти (молярна концентрація еквівалента 0,01 моль/дм3), тобто для визначення титру KMnO4, в ту саму колбу в ще гарячий розчин доливають 10 см3 розчину щавлевої кислоти і знову відтитровують перманганатом калію до слабкорожевого кольору, який зберігається протягом 1 хвилини. Кількість витраченого розчину KMnO4 позначаємо v2 (друге титрування). Об’єм розчину KMnO4, який витрачено на реакції з органічними домішками досліджуваної води, становить (vп + v1 - v2) см3.
Перманганатну окиснюваність, Ок, обчислюють за формулою:
,
де k – поправочний коефіцієнт, ;
е – молярна маса еквівалента кисню, е = 8 г/моль;
v0 – об’єм досліджуваної води, см3.
Для визначення біохімічного споживання кисню користуються склянковим методом. Суть його полягає у знаходженні показника БСК за визначеної температури в ізольованих водних мікросистемах (склянках). За цим методом виконується одна з найважливіших при оцінці БСК вимог – запобігається можливість поповнення запасу розчиненого кисню, який є у водному середовищі.
Показник БСК знаходять за різницею між вмістом кисню до і після інкубації проб води в темряві протягом 5 діб при 20С без доступу кисню.
Методика визначення біохімічного споживання кисню
Досліджувану воду наливають у колбу місткістю 1 дм3, підігрівають (або охолоджують) до 20С та сильно струшують протягом 1 хв. для насичення киснем. Коли бульбашки кисню вийдуть, воду наливають у дві склянки з притертими пробками. В одній з них визначають розчинений кисень [О2]0. Другу склянку з досліджуваною водою (інкубаційну) ставлять у термостат і витримують при температурі 20С 5 діб. Потому в ній, як і в першій склянці, визначають розчинений кисень [О2]5. БСК розраховують за формулою:
БСК = [О2]0 - [О2]5, мгО2/дм3
де [О2]0 – початковий вміст кисню, розчиненого у воді, мгО2/дм3;
[О2]5 – кількість кисню у воді після п’яти діб інкубації, мгО2/дм3.
Контрольні запитання
1. Що таке окиснюваність води, в яких одиницях вимірюється?
2. Назвіть головні види окиснюваності.
3. Як за значенням окиснюваності оцінити ступінь забруднення води?

Лабораторна робота № 10
Залізо у природних водах
Залізо присутнє у природних водах у вигляді сполук Fe (II) i Fe (III).
У підземних водах зустрічаються здебільшого сполуки заліза (ІІ) (головним чином Fe(HCO3)2) стійкі у присутності розчиненої вугільної кислоти та за відсутності кисню.
Вміст заліза в підземних водах може досягати кількох десятків міліграмів на дециметр кубічний. З виходом підземних вод на поверхню, іони Fe2+ окислюються, здійснюється гідроліз солей заліза з утворенням гідроксиду заліза (ІІІ).
У поверхневих водах залізо знаходиться у вигляді органічних комплексних сполук, які забарвлюють воду у жовто-бурі відтінки, або у вигляді колоїдів та тонко дисперсних зависей Fe(OH)2, Fe(OH)3, FeS тощо, що зумовлюють каламутність води.
Головним джерелом сполук заліза в поверхневих водах є процеси хімічного вивітрювання гірських порід, їх механічне руйнування та розчинення.
У річкових водах та водах прісних озер вміст заліза, як правило, не перевищує 1 мг/дм3, у забарвлених болотних водах концентрація заліза значно збільшується. Якщо вміст заліза перевищує 0,3 мг/дм3, органолептичні властивості води погіршуються: з’являється неприємний залізистий або в’яжучий присмак, збільшується каламутність внаслідок утворення малорозчинного гідроксиду заліза (ІІІ).
Залізо – біологічно активний елемент, що суттєво впливає на інтенсивність розвитку фітопланктону та якісний склад мікрофлори у водоймі.
Підвищений вміст заліза у технічній воді неприпустимий для багатьох видів підприємств у зв’язку із погіршенням якості готової продукції та з можливістю розвинення в системах водопостачання залізобактерій. Розвиток залізобактерій стимулює процеси корозії, може призвести до закупорювання трубопроводів. Найбільша припустима концентрація заліза у питній воді, встановлена ДержСанПіН, - 0,3 мг/дм3.
Визначаючи вміст заліза у воді, використовують колориметричні методи аналізу із застосуванням ортофенантроліну, сульфосаліцилової кислоти, роданіду амонію або калію.
ІSО 6332 встановлює фотометричний метод визначення заліза у природних та стічних водах із застосуванням ортофенантроліну. Метод придатний для визначення заліза у концентраціях від 0,01 до 5 мг/дм3. Більші концентрації заліза визначаються після відповідного розведення проби дистильованою водою. При визначенні загального заліза у пробу додають розчин солянокислого гідроксиламіну для відновлення заліза (ІІІ) у залізо (ІІ). Малий термін зберігання розчину ортофенантроліну є недоліком цього методу.
Визначення загального заліза з сульфосаліциловою кислотою ґрунтується на взаємодії іонів Fe2+ і Fe3+ з нею в лужному середовищі. В результаті реакції утворюються комплексні сполуки, забарвлені у жовтий колір.
Методика визначення заліза
В колбу місткістю vк = 50 см3 наливають vпр = 25 см3 досліджуваної води. Додають 5 см3 розчину сульфосаліцилової кислоти (10 %), 5 см3 розбавленого розчину аміаку. Доводять об’єм проби до мітки дистильованою водою, перемішують. Через 10 хв. вимірюють коефіцієнт світлопропускання розчину на фотоелектро-колориметрі КФК-2 (див. розд.1.1) при довжині світлової хвилі  = 440 нм (фіолетовий), у кюветі з товщиною робочого шару рідини l = 30 мм.
Коефіцієнт пропускання визначають відносно дистильованої води, до якої додані такі ж самі реактиви, що й у колбу з досліджуваною водою. За калібрувальним графіком визначають концентрацію Сграф, мг/дм3.
Вміст заліза у досліджуваній воді визначають за формулою:
, мг/дм3.
Контрольні запитання
1. В якому вигляді присутнє залізо в підземних та поверхневих водах?
2. Яких властивостей надають воді присутні в ній сполуки заліза?
3. Яка ГДК заліза в питній воді?
4. Який метод аналізу використовується для визначення заліза у воді?
Лабораторна робота №11
Визначення силікатів
Сполуки кремнієвої кислоти надходять у природні води внаслідок вимивання їх з гірських порід водою, яка містить вуглекислий газ. Вони знаходяться у водах у вигляді оксиду, частково гідратованого, у вигляді алюмосилікатів, а також в іонізованій формі у вигляді ортосилікат-іонів. Ступінь іонізації залежить від величини рН: за рН  7 у воді знаходяться лише недисоційована кремнієва кислота. Вміст кремнекислоти (SiO2) у природних водах коливається в межах 2...700 мг/дм3. Звичайно концентрація кремнекислих сполук у поверхневих водах не перевищує 10 % їх загального солевмісту. В підземних водах концентрація кремнекислоти сягає 25...30 % величини загального солевмісту.
Кремнекислота є звичайною речовиною для людського організму. У крові людини міститься 20...240 мг/дм3 SiO2, у сиворотці – до 800 мг/дм3, у м’язах – до 600 мг/дм3. В організмі людини SiO2 не накопичується і вживання води з підвищеним його вмістом абсолютно безпечно. Коли ж вода використовується для живлення парових котлів високого тиску, вміст навіть незначної кількості кремнекислоти є неприпустимим через можливість утворення щільного силікатного накипу.
Визначення вмісту силікатів у воді ґрунтується на вимірюванні коефіцієнту світлопропускання розчинів синього відновленого комплексу, що утворюється за взаємодії мономірно-дисперсної кремнекислоти з молібдатом амонію у кислому середовищі з наступним відновленням гетерополікислоти сумішшю ментолу і сульфату натрію (розчин відновника).
Методика визначення силікатів
В дві мірні колби ємністю vк = 50 см3 наливають по vпр = 25 см3 досліджуваної та дистильованої води. До кожної з колб приливають по 5 см3 молібдатного розчину і перемішують дво- трикратним перевертанням. За 5 хвилин у колби приливають по 2 см3 розчину відновника, доводять об’єм розчину до 50 см3 дистильованою водою і знов перемішують. За 2...3 хвилини визначають коефіцієнт світлопропускання проби води з реактивами на колориметрі КФК-2, довжина світлової хвилі  = 590 нм, довжина кювети l = 3 см. Визначення проводять у порівнянні із дистильованою водою з доданими реактивами. За калібрувальним графіком визначають концентрацію Сграф, мг/дм3.
Вміст силікатів у досліджуваній воді , мг/дм3 визначають за формулою:
, мг/дм3.
Контрольні запитання
1. Який вміст силікатів у природних водах?
2. Який метод аналізу використовується при визначенні вмісту у воді силікатів?
4. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ ВОДИ
Як було вказано, якість води визначається складом, концентрацією і властивостями домішок, наявних у ній. Ознайомившись із фізичними та хімічними показниками якості води, засвоївши методи їх визначення, студенти навчились визначати склад і концентрацію домішок води. Але цих відомостей недостатньо, щоб кваліфіковано запроектувати технологічну схему обробки води з метою поліпшення її якості, підібрати та розрахувати споруди, в яких ця технологія буде здійснюватись. Відомості про фізичні та хімічні показники якості необхідно доповнювати технологічними показниками, які встановлюються за допомогою технологічного аналізу.
Технологічний аналіз проводять:
- для визначення властивостей води у зв’язку з вибором джерела водопостачання та проектування споруд для коригування якості води;
- з метою контролю показників якості води в процесі її обробки.
Сучасна водопідготовка – це складна хімічна технологія, в якій для обробки води використовують різні реагенти, матеріали, фізичні методи, різноманітне обладнання. Від характеру взаємодії домішок води з використовуваними речовинами залежить ефективність підготовки води різного призначення. Одразу неможливо передбачити, як поведуть себе домішки води в процесі її обробки. Такі дані можна дістати, визначивши в результаті технологічного аналізу так звані технологічні властивості води.
За допомогою технологічного аналізу встановлюють оптимальні дози реагентів для обробки води, які забезпечують найкращий ефект очистки та економічність процесів, визначають кінетику осідання завислих речовин, яка дозволяє визначити об’єм та розміри очисних споруд; підбирають оптимальні швидкості проходження води у очисних спорудах; забезпечують із кількох можливих варіантів коригування того чи іншого показника якості відбір найбільш ефективного та економічного тощо.
Незнання технологічних якостей води при проектуванні водообробних станцій може призвести до серйозних помилок. Тому в практиці водопідготовки широко використовується технологічний аналіз води, який включає в себе пробне коагулювання, обробку води хлором, вуглювання, знезалізення, стабілізацію тощо.
Технологічний аналіз проводять при такій самій температурі, як і процеси обробки води у виробничих умовах.

Лабораторна робота №12
Визначення оптимальної дози коагулянту
Для видалення з води речовин, які зумовлюють її колір та каламутність, застосовують обробку води коагулянтами. Як коагулянти використовують солі алюмінію і заліза: сульфат алюмінію, сульфат заліза ІІ, сульфат заліза ІІІ, хлорид алюмінію, хлорид заліза ІІ, хлорид заліза ІІІ, змішаний коагулянт, який складається із сульфату алюмінію та хлориду заліза, взятих у співвідношенні 1:1 або 1:2 та ін.
Коагулянти – це солі сильних кислот і слабких основ, і тому при введенні у воду вони гідролізуються.
Гідролізом називається реакція розкладання речовини водою, в результаті якої відбувається зв’язування продуктів розкладу з одним або обома іонами води з утворенням малодисоційованих або важкорозчинних речовин. Гідроліз солей супроводжується зміною рН середовища:

Al2(SO4)3 + 6H2O Al(OH)3 + 3H2SO4;

або:
FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3HCl.
Реакції гідролізу оборотні. Тому, щоб забезпечити повноту протікання гідролізу (пряма реакція) необхідно зв’язувати (нейтралізувати) кислоту, що утворюється за гідролізу. Цю функцію виконують присутні в природних водах гідрокарбонат-іони (НСО3-), які зумовлюють природну лужність води:
Н 2SO4 + 2НСО3- = 2Н2СО3 + SO42- = 2Н2О + 2СО2 + SO42-.
Якщо лужність оброблюваної води невелика, або застосовується значна доза коагулянту, кислота, що утворюється при гідролізі коагулянту, може нейтралізуватись неповністю. Наслідком цього є погіршення процесу утворення пластівців, поява у воді залишкового алюмінію або заліза. Щоб уникнути цього, воду додатково підлуговують введенням вапна Са(ОН)2 або соди Na2CO3:
H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O;
2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2.
Гідроксиди алюмінію та заліза надзвичайно мало розчинюються у воді і виділяються з неї у вигляді колоїдних позитивно заряджених частинок з великою сумарною поверхнею.
Гумусові речовини, що надають воді забарвлення, і частинки порід і ґрунтів, які визначають її каламутність, являють собою негативно заряджені колоїди. Внаслідок великої вільної поверхневої енергії і різності зарядів ці дві системи взаємодіють: на позитивно зарядженій поверхні гідроксидів добре адсорбуються гумусові речовини, а самі частинки гідроксидів адсорбуються на поверхні частинок ґрунту, глини та інших завислих речовин.
Разом з тим наявність у воді від’ємно заряджених іонів призводить до коагуляції колоїдних частинок гідроксидів, тобто відбувається зниження їх заряду і втрата ними стійкості. В результаті цього частинки починають злипатися між собою, створюючи так звану надміцелярну структуру. Остання під впливом гідродинамічних сил потоку розривається у найслабших місцях, внаслідок чого утворюються мікропластівці, котрі потім укрупнюються при взаємних зіткненнях. Осідання такої коагульованої зависі призводить до видалення із води речовин, які надають їй каламутності й забарвлення.
Для успішного перебігу процесу необхідно правильно вибрати дозу коагулянту. Оптимальною називається така найменша доза коагулянту, яка забезпечує забарвлення очищеної води  20 град. при мінімальній її каламутності і доброму утворенні пластівців (достатньо швидке утворення великих, добре осідаючих пластівців).
Оптимальна доза коагулянту залежить від природи й інтенсивності забарвлення оброблюваної води, її каламутності, лужності, рН, температури; цей показник визначають під час пробного коагулювання води різними дозами коагулянту.
Методика визначення оптимальної дози коагулянту
Попередньо визначають забарвлення, каламутність, лужність та рН досліджуваної води.
У 8 циліндрів наливають по 250 см3 досліджуваної води. У перший циліндр вводять градуйованою мірною піпеткою розчин коагулянту концентрацією 25 мг/см3 і ретельно перемішують воду у циліндрі мішалкою 10 разів. Відмічають початок досліду. Таким же чином, послідовно обробляють воду в інших циліндрах дозами коагулянту у відповідності із таблицею:
Номер циліндра 1 2 3 4 5 6 7 8
Об’єм розчину коагулянту, що вводиться у циліндр, vк, см3 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Доза коагулянту, яка відповідає введеному об’єму розчину, Дк, мг/дм3 50 100 150 200 250 300 350 400
Оброблена коагулянтом вода в циліндрах відстоюється протягом 2 годин. Під час відстоювання води відмічають початок утворення пластівців (tпл) і початок їх осідання (tос), а також вид пластівців (великі, маленькі, рихлі, щільні).
Через 2 години верхній шар води у циліндрах (≈ 150 см3) обережно зливають у чисті колби, ретельно перемішують і вимірюють каламутність (К). Потому цю воду відфільтровують крізь паперовий фільтр і визначають її забарвлення (З), лужність (Л) та рН. Результати оформлюють у вигляді таблиці:
Номер циліндра Дк, мг/дм3 Час, хв. Вид пластівців Показники якості води після обробки її коагулянтом
tпл tос К, мг/дм3 З, град. Л,
мг-екв/дм3 рН

На основі проведених дослідів графічно виражають залежність каламутності, забарвлення, рН та лужності обробленої коагулянтом води від кількості введеного коагулянту і визначають його оптимальну дозу.

Лабораторна робота №13
Порівняння ефективності коагулювання різними
коагулянтами в зимовий період
Перебіг процесу коагулювання з використанням сульфату алюмінію значною мірою залежить від температури очищуваної води. При низьких температурах (1...2 С) уповільнюються процеси утворення та осідання пластівців Al(OH)3, у воді накопичується велика кількість залишкового алюмінію. Тому в зимовий період алюмінієвий коагулянт замінюють іншими видами. Застосовують, наприклад, FeCl3 або суміш сульфату алюмінію та хлориду заліза ІІІ (1:1).
Залізні коагулянти мало чутливі до температури води, але можливе утворення дрібних пластівців, осідання яких триває досить довго.
При обробці води змішаним коагулянтом процес утворення та осідання пластівців відбувається більш рівномірно і швидко закінчується навіть за низьких температур.
Методика проведення порівняльних дослідів
Попередньо визначають забарвлення, каламутність, лужність та рН досліджуваної води.
В 12 циліндрів наливають по 250 см3 досліджуваної води. У циліндри 1, 4, 7, 10 у відповідності із таблицею додають vк, см3, розчину сульфату алюмінію (25 мг/см3), у циліндри 2, 5, 8, 11 – хлорид заліза ІІІ (25 мг/см3), у циліндри 3, 6, 9, 12 – послідовно сульфат алюмінію та хлорид заліза в кількостях vк = vк/2, см3. Воду у циліндрах перемішують мішалкою 10 разів. Відмічають початок досліду.
Номер циліндра 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Вид коагулянту Al2(SO4)3 FeCl3 змішаний Al2(SO4)3 FeCl3 змішаний Al2(SO4)3 FeCl3 змішаний Al2(SO4)3 FeCl3 змішаний
Об’єм розчину коагулянту, що вводиться у циліндр, vк, см3 1,0 1,0 0,5+0,5 1,5 1,5 0,75 + 0,75 2,0 2,0 1,0+1,0 2,5 2,5 1,25 + 1,25
Доза коагулянту, яка відповідає введеному об’єму розчину, Дк, мг/дм3 100 100 100 150 150 150 200 200 200 250 250 250
Подальші дії ідентичні описаним у лаб.роб.№12.

Результати оформляють у вигляді таблиці:
Номер циліндра Вид коагулянту Дк, мг/дм3 Час, хв. Вид пластівців Показники якості води після обробки її коагулянтом
tпл tос К, мг/дм3 З, град. Л,
мг-екв/дм3 рН

Аналізуючи результати дослідів роблять висновки про ефективність кожного з видів застосованих коагулянтів.

Лабораторна робота №14
Визначення оптимальної дози хлору *
Знезараження води здійснюють для звільнення її від хвороботворних (патогенних) мікроорганізмів. Знезараженню піддається очищена вода перед подачею її споживачу. Методи знезараження поділяють на реагентні й безреагентні.
До реагентних методів відносять обробку води сильними окиснювачами, іонами важких металів (срібло, мідь) тощо. Як окиснювачі використовують хлор та його сполуки, які містять активний хлор (оксид хлору (IV), гіпохлорити, хлораміни) озон.
До безреагентних методів відносять термічну й ультразвукову обробку води, застосування ультрафіолетового чи іонізуючого випромінювання.
Найпоширеніший метод знезараження води – хлорування. Обробка води хлором призводить до ураження й загибелі бактеріальної клітини внаслідок окиснення і хлорування складових частин клітини мікроорганізму.
Для порівняння знезаражуючої дії різних хлорвмісних речовин введено поняття активний хлор. Це кількість газоподібного хлору, яка відповідає кількості кисню, що виділяється хлорвмісною речовиною при введенні її у воду.
Бактерицидний ефект хлорування значною мірою залежить від початкової дози хлорвмісного реагенту і тривалості контакту його з водою. На руйнування бактеріальних клітин витрачається лише незначна частина введеного у воду хлору. Більша його частина як сильного окиснювача витрачається на реакції з різними органічними і мінеральними домішками води – гумусовими речовинами, солями заліза ІІ, нітритами, аміаком, сірководнем, молекулярними органічними речовинами.
Кількість хлору, яка витрачається на окиснення органічних і неорганічних домішок, визначає хлоропоглинання води. Хлоропоглинання води – це кількість хлору (мг/дм3), яка витрачається при 30-хвилинному контакті його з досліджуваною водою. Хлоропоглинання характеризує ступінь забруднення води: чим воно вище, тим більше у воді домішок, які реагують з хлором. Хлоропоглинання річкової та озерної води, як правило, не перевищує 2...2,5 мг/дм3, а у ставах і болотах досягає 5 мг/дм3.
Дозу хлорвмісного реагенту вибирають таким чином, щоб після окиснення всіх домішок у воді залишався деякий надлишок хлору (залишковий хлор) для того, щоб уникнути можливого вторинного бактеріального забруднення води під час проходження її по водопровідній мережі. Відповідно до ДержСанПіН, після 30-хвилинного контакту хлору з водою кількість залишкового активного хлору повинна складати 0,3...0,5 мг/дм3.
Одночасно із знезараженням при хлоруванні зменшується вміст солей заліза, запобігається розвиток біологічних обростань водоочисних споруд та ін.
Залежно від цільового призначення хлорування методи обробки води хлором поділяють на дві групи: остаточне хлорування (постхлорування) і попереднє хлорування.
Остаточне хлорування - завершальний етап очищення води (власне знезараження), який проводиться після всіх інших методів її обробки. Розрізняють три способи остаточного хлорування: нормальне, перехлорування і комбіноване хлорування.
Нормальне хлорування застосовується для знезараження води, яку беруть із надійних в санітарному відношенні джерел з хорошими фізико-хімічними показниками. Доза хлору, звичайно, невелика, вона повинна забезпечувати необхідний бактерицидний ефект і не погіршувати при цьому органолептичних показників якості води. Оптимальною вважається така найменша доза хлору, яка після 30-хвилинного контакту з водою забезпечує величину залишкового хлору у воді в межах 0,3...0,5 мг/дм3.