Vacatures     CLAROS
Nederlands

Chloor

 Printen

Wat is chloor?

Chloor is een chemisch element met atoomnummer 17 en een moleculaire massa van 35,5. Het komt van nature voor in de minerale vorm van natriumchloride (keukenzout) en andere zouten. Chloor wordt commercieel geproduceerd door de elektrolyse van een natriumchlorideoplossing.

Vrij chloor

Vrij chloor vormt wanneer chloorgas wordt opgelost in water voor desinfectie. Afhankelijk van pH kunnen zich twee chemische soorten vormen (beide zijn sterke desinfecterende middelen):

  • hypochloorzuur (HOCl).
  • hypochloriet-ion (OCl -).

Chlorering

Chlorering is het waterbehandelings- en desinfectieproces waarbij vrij chloor wordt gebruikt. Chlorering is de gebruikelijke desinfectiemethode die wordt gebruikt voor bronwater met minimale organische verontreiniging en lage concentraties moeilijk te behandelen micro-organismen, zoals giardia of cryptosporidium. Het wordt ook gebruikt voor smaak- en geurbeheersing, preventie van algengroei, behoud van heldere filtermedia, verwijdering van ijzer en mangaan, destructie van waterstofsulfide en cyanide en verbetering van de coagulatie.

Chlooramine (gecombineerd chloor)

Chlooramines worden gevormd wanneer chloor wordt toegevoegd aan water dat ammoniak bevat. Chloorreacties met ammoniak kunnen gewenst of ongewenst zijn, afhankelijk van de waterbehandelingsstrategie. Afhankelijk van het aantal waterstofatomen in ammoniakmoleculen dat wordt vervangen door chlooratomen, kunnen drie verschillende chlooraminesoorten worden gevormd:

  • monochlooramine
  • dichlooramine
  • stikstoftrichloride

Chloraminatie

Chloraminatie is een waterbehandelings- en desinfectieproces waarbij monochlooramine wordt gebruikt als doeldesinfectiemiddel. Chlooramines reageren minder snel dan vrij chloor en reageren minder intensief met verschillende onzuiverheden in onbehandeld water, met name organische stoffen. Dit resulteert in de vorming van minder carcinogene desinfecterende bijproducten (DBP), voornamelijk trihalomethanen (THM's). Dit is een van de belangrijkste factoren die bijdraagt aan de vraag naar het vervangen van vrij chloreren door chloraminatie. Bovendien zorgen chlooramines vanwege het verminderde oxidatievermogen voor een aanzienlijk kleinere behoefte aan desinfectiemiddel, waardoor het chloorverbruik aanzienlijk wordt verlaagd om een gewenst totaal chloorresidu in het water te behouden, waardoor de behandelingskosten afnemen.

Totaal chloor

Totaal chloor is de som van alle vrije en gecombineerde vormen van chloor in het monster. Methoden voor het meten van chloor kunnen specifiek zijn voor vrij chloor (hypochloorzuur en hypochloriet) of gecombineerd chloor (chlooramines en organische chloriden).


Naar de webshop

Waarom chloor meten?

Chloor (Cl 2) is een sterk oxiderend middel en een ideaal desinfectiemiddel. De juiste chloorresidugehaltes in drinkwater zorgen ervoor dat water veilig is voor menselijke consumptie, maar te veel chloor in water kan schadelijke gevolgen hebben voor farmaceutische productie, membraanbehandelingsprocessen en andere applicaties. Overtollig chloor kan schadelijk zijn voor het milieu en de organoleptische eigenschappen van kraanwater aantasten.

Wanneer chloor aan water wordt toegevoegd, reageert chloor en vormt het vrij chloor of chlooramines (wanneer ammoniak aanwezig is), die:

  • fungeren als krachtige kiemdodende middelen;
  • metalen oxideren zodat ze kunnen worden verwijderd;
  • veel onprettige smaken en geuren verminderen.

Bij Hach® vindt u chloortestkits, instrumenten, reagentia, training en software die u nodig hebt om de chloorgehaltes in uw specifieke applicaties met succes te bewaken en te beheren.

Uitgelichte producten voor het bewaken van chloor

Chlooranalysers

Met het grote aanbod aan opties kan Hach altijd de desinfectieanalysers leveren die u nodig hebt voor uw unieke applicatie.

Naar de webshop

Colorimeters

De gebruiksvriendelijke, robuuste, draagbare instrumenten van HACH zijn ontworpen om de unieke belastingen in het veld aan te kunnen.

Naar de webshop

Spectrofotometers

Hach innoveert al meer dan 70 jaar met spectrofotometrie en is verantwoordelijk voor veel van de toonaangevende spectrofotometers op de wateranalysemarkt.

Naar de webshop

SL1000 - PPA Portable Parallel Analyzer

De Hach SL1000 draagbare parallelle analyser (PPA) voert dezelfde testen uit met minder dan de helft van de handelingen.

Naar de webshop

Vrij & totaal chloorreagentia

HACH levert reagentia van hoge kwaliteit voor routinematige en veeleisende wateranalyses.

Naar de webshop

Intellical elektrodes

De Red Rod pH-elektrodes bieden uitzonderlijke prestaties en responstijd voor een breed scala aan monstertypen in het laboratorium. Robuuste roestvaststalen outdoor-elektrodes zijn uiterst praktisch voor analyse op locatie in een bereik van 0,05 – 20 ppm.

Naar de webshop

 

De chemie van desinfectiestrategieën met chloor

De chloorvraag is de totale hoeveelheid chloor die nodig is om te reageren met alle verontreinigingen in het water, zoals metalen, bacteriën, organische stoffen of ammoniak. Omdat vrij chloor wordt toegevoegd en reageert met verontreinigingen wordt het verbruikt. Wanneer in de vraag voorzien is, wordt vrij chloor meetbaar. Daarom is de vraag naar chloor het verschil tussen de hoeveelheid chloor die aan het water wordt toegevoegd en het meetbare chloorresidu die na reactie achterblijft. Inzicht in de chloorvraag draagt bij aan een effectieve desinfectie gedurende het gehele waterzuiveringsproces. Breekpunts-chlorering is de toepassing van voldoende chloor om een vrij chloorresidu te behouden.

Risico's die samenhangen met onjuiste behandeling van chloorresidu

  • Gezondheid - chloor moet worden verwijderd uit het water dat voor dialyse wordt gebruikt om gezondheidsproblemen bij patiënten te voorkomen, waaronder hartstilstand.
  • Milieu - zelfs bij een laag gehalte kan chloor schadelijk zijn voor het milieu, met name voor organismen die in water en de bodem leven.
  • Structuren - chlorides die gevormd kunnen worden, door het gebruik van gechloreerd water kunnen spanningsscheuren in roestvast staal veroorzaakt worden, waardoor apparatuur en constructies in gevaar kunnen komen.
  • Farmaceutisch - chloor kan actieve farmaceutische middelen beschadigen tijdens de productie, wat leidt tot een slechte productkwaliteit of productverlies.
  • Waterbehandelingsapparatuur - in waterbehandelingssystemen kan chloor omgekeerde osmosemembranen en ionenuitwisselingsharsen degraderen.

Dechloreringsmethoden

Omdat chloor schadelijk kan zijn, zijn er applicaties die "dechlorering" vereisen. Adsorptiedechlorering maakt gebruik van actieve koolstof om chloorverbindingen te verwijderen. Chemische dechlorering maakt gebruik van reductiemiddelen zoals sulfiet, bisulfiet of metabisulfiet om vormen van chloor af te breken.

Voor welke processen is het bewaken van chloor vereist?

Drinkwaterbehandeling en -distributie

Tijdens preoxidatie wordt bronwater dat een installatie binnenkomt gedoseerd met chloor (voorchlorering) om mineralen als primaire behandelingsstap (naast desinfectie) neer te laten slaan om te helpen bij het verwijderen van gesuspendeerde en opgeloste stoffen vóór filtratie. Het water wordt vervolgens gefilterd om de helderheid te verbeteren en wordt opnieuw gechloreerd.

Voor een effectieve werking van chloor moet de concentratie voor en na filtratie (evenals de pH, watertemperatuur en contacttijd) worden bewaakt en gecontroleerd. De meeste behandelingsinstallaties hebben een contactkamer (reinwaterbassin) waarin chloor wordt geïnjecteerd, gemengd en gedurende de vereiste tijd in contact kan blijven met het water, afhankelijk van de temperatuur, pH en het type micro-organismen in het water. De contacttijd levert een chloorresidu, bedoeld om water te ontsmet te houden wanneer het de opslagtanks binnengaat en door het distributiesysteem gaat.

Alle chlorering voor (voorchlorering) en na (nachlorering) de filters wordt op meerdere punten in het gehele behandelingsproces en in het distributiesysteem gecontroleerd. Extra boosterchlorering van leidingwater in het netwerk wordt gewoonlijk uitgevoerd bij pomp-/boosterstations en moet grondig worden bewaakt en geregeld.

Het is van essentieel belang om de chloorgehaltes in het distributiesysteem te bewaken en ervoor te zorgen dat het juiste chloorgehalte wordt gehandhaafd om te voldoen aan de wettelijke normen voor desinfectie en om te zorgen dat er geen overmatige hoeveelheid chloor aanwezig is.

Voordelen van het gebruik van chloor voor het desinfecteren van drinkwater

  • Chloor verwijdert slijmbacteriën, schimmels en algen die vaak groeien in watertoevoerreservoirs, op de wanden van waterleidingen en in opslagtanks.
  • Chloor is een krachtig kiemdodend middel dat het gehalte van veel ziekteverwekkende micro-organismen in drinkwater verlaagt tot de voorgeschreven gehaltes.
  • Chloor helpt opgelost ijzer en mangaan uit onbehandeld water te verwijderen.
  • Chloor vermindert veel onaangename smaken en geuren door:
    • natuurlijke organische stoffen, zoals stinkende algensecretie, sulfiden en geuren door ontbindende vegetatie te oxideren;
    • waterstofsulfide, dat een rotte-eigeur heeft, te vernietigen;
    • ammoniak en andere stikstofverbindingen die een onaangename smaak kunnen veroorzaken te verwijderen.

Nadelen van het gebruik van chloor voor het desinfecteren van drinkwater

  • Chloor is niet effectief tegen cryptosporidium, een levensbedreigende parasiet.
  • Tijdens chlorering kan ongewenste ammoniak met chloor reageren en chlooramines vormen die de kans op desinfectie verminderen en smaak-/geurproblemen veroorzaken als deze niet efficiënt worden bewaakt en geregeld.
  • Bij reactie met organische stoffen in water kan chloor desinfectiebijproducten (DBP) vormen die schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid. Vanwege deze risico's is er regelgeving die de DBP-gehaltes en chloorresiduconcentraties in drinkwater beperkt.
Een luchtfoto van een drinkwaterzuiveringsinstallatie. Chloor wordt gebruikt om te desinfecteren.

Afvalwaterzuivering

Chlorering wordt gebruikt in de laatste behandelingsfasen voor het doden van pathogenen en ook de micro-organismen die in eerdere behandelingsfasen zijn gebruikt om de verspreiding van door water overgedragen ziekten te voorkomen. Om de giftigheid van het effluent te verminderen, wordt met behulp van dechlorering chloorresidu beheerd en moet worden voldaan aan de voorschriften voordat effluent in meren, rivieren of de zee wordt geloosd. Chloor wordt gebruikt om cyaniden te oxideren, die vatbaar zijn voor chlorering.

Een egalisatiebassin bij een waterzuiveringsinstallatie. Deze bassins zijn een geweldig hulpmiddel voor het bewaken van het chloorgehalte en het garanderen van veilige gehaltes voordat er wordt geloosd in het milieu.

Industriële koeltorens

De chloorgehaltes moeten worden bewaakt en geregeld omdat bij een te laag chloorgehalte de biologische groei de overhand kan nemen en de watersystemen verstopt kunnen raken. Als het chloorgehalte echter te hoog is, kan corrosie of andere schade ontstaan.

Deze waterkoeltorens zijn afhankelijk van chloor om biologische groei te verminderen die corrosie aan de warmtewisselaars kan veroorzaken.

Voedselverwerking

Chloor wordt vaak gebruikt als ontsmettingsmiddel voor fruit, groenten, gevogelte en vlees. Het handhaven van het juiste chloorresidu is essentieel voor het optimaliseren van de reinigingskracht van spoelwater. Het gerecirculeerde water dat wordt gebruikt voor het spoelbad tijdens pasteurisatie aan het einde van het verpakkingsproces verzamelt verontreinigingen. Daarom is het noodzakelijk om een chloorresidu te handhaven om het water te ontsmetten.

Citroenen worden bespoten met een chlooroplossing om ze te ontsmetten wanneer ze over een transportband worden verplaatst.

CIP-processen (Clean-In-Place) die worden gebruikt in de voedingsmiddelen-, dranken- en farmaceutische industrie

Leidingen en vaten die in industriële processen worden gebruikt, worden periodiek gereinigd en ontsmet volgens een procedure die Clean-In-Place (CIP) wordt genoemd. Chloor moet worden gecontroleerd om ervoor te zorgen dat de juiste concentraties aanwezig zijn in de CIP-oplossing voor desinfectie en om contaminatie van producten als gevolg van een gebrek aan of teveel aan chloor te voorkomen.

Een laboratorium met meerdere spoelbakken is afhankelijk van Clean-In-Place reiniging met een CIP-oplossing van chloor.

Hoe wordt chloor bewaakt?


Hach CL17sc chlooranalyser

Colorimetrie

In het algemeen gebruikt deze optische methode kleurintensiteitsmetingen om de concentratie chloor in een oplossing te bepalen. Wanneer de juiste buffer- en indicatoroplossingen aan het monster worden toegevoegd, ontstaat een reactie die een kleur produceert die evenredig is aan de chloorconcentratie. De kleurintensiteit wordt gemeten met het oog, een colorimeter of een spectrofotometer. Deze methode is gevoelig voor interferentie door de kleur en troebelheid in het monster en door bepaalde chemische stoffen naast chloor die gelijktijdig reageren met de indicator.

DPD-methode

De DPD-methode is de meest gebruikte colorimetrische methode voor het meten van chloor. Het kan worden gebruikt voor het meten van zowel vrij als totaal chloor met veld-, laboratorium- en online instrumenten. De DPD-methode is echter onderhevig aan interferentie van andere oxidanten, zoals mangaan, chroom en chlooramines.

Indofenolmethode

De indofenolmethode, die selectief is voor monochlooramine, kan worden gebruikt voor het meten van monochlooramine en vrije ammoniak, evenals vrij chloor. Monochlooramine wordt rechtstreeks bepaald, terwijl bij de bepaling van zowel monochlooramine als vrije ammoniak in dezelfde monstermethode extra reagens wordt gebruikt om vrije ammoniak om te zetten in monochlooramine. Vrij chloor kan ook worden gemeten met de indofenolmethode met behulp van een systeem met twee reagentia dat niet onderhevig is aan de interferenties die de DPD-methode beïnvloeden. Deze methode is echter alleen beschikbaar voor laboratorium- of veldanalyses en niet voor online analysers.


Hach applicatiepakket voor titratie, ampèrometrisch: vrij en totaal chloor, chloordioxide, chloriet en sulfiet (Autocat)

Titratie

Deze methode bepaalt de chloorconcentratie op basis van een voltooide chemische reactie tussen het chloor en het titrant dat aan het monster is toegevoegd. De titrant wordt stapsgewijs toegevoegd totdat de reactie is voltooid. Het eindpunt (of equivalentiepunt) is het punt waarop het titrant en chloor in evenwicht zijn gebracht. Het equivalentiepunt kan visueel worden bepaald met behulp van een kleurenindicator of met behulp van een elektrochemische sensor. Handmatige visuele metingen zijn minder nauwkeurig en gevoeliger voor interferentie door kleur of troebelheid in het monster, terwijl titratie met elektroden nauwkeuriger is en niet gevoelig is voor deze interferenties.

DPD-FEAS-methode

De DPD-FEAS-methode maakt gebruik van een magenta visuele indicator die wordt getitreerd naar een kleurloos eindpunt. Deze methode meet vrij en totaal chloor.

Jodometrische methode

De jodometrische methode maakt gebruik van een blauwe visuele indicator die verdwijnt bij het titratie-eindpunt. Deze methode wordt gewoonlijk gebruikt om hoge concentraties totaal chloor te meten.

Ampèrometrisch

Deze methode vertegenwoordigt ampèrometrische titratie om het eindpunt handmatig of automatisch te bepalen. Er wordt een kleine spanning op de elektrode gezet en het eindpunt wordt bepaald door een verandering in de stroomsterkte, als gevolg van de reductie van chloor door het titrant (fenylarsineoxide). De verandering in stroom en het titrantvolume worden gemeten om overeen te komen met de concentratie van het chloor. Deze methode biedt procedures voor het meten van zowel vrij als totaal chloor, chloordioxide en chloriet, terwijl gebruik wordt gemaakt van titratieprocedures vooruit en achteruit.


Hach CL10sc ampèrometrische chlooranalyser

Online ampèrometrie

Deze elektrochemische methode meet de verandering in elektrische stroom als gevolg van chemische reacties op de elektroden, waarbij de stroom evenredig is met de chloorconcentratie. Er zijn verschillende ampèrometrische sensorontwerpen beschikbaar, waardoor de selectiviteit voor verschillende chloorsoorten wordt verbeterd. Deze methode is niet gevoelig voor interferentie door kleur of troebelheid in het monster, maar het sensoroppervlak dat wordt blootgesteld aan het monster is gevoelig voor vervuiling. Voor sommige ampèrometrische analysers zijn geen reagentia nodig. Ampèrometrische sensors vereisen onderhoud en moeten ter plaatse worden gekalibreerd met een frequentie die afhankelijk is van de applicatie.

Veelgestelde vragen

Wat is monochlooramine en hoe wordt het gebruikt bij waterdesinfectie?

Monochlooramine is een desinfectiemiddel dat vaak wordt gebruikt als alternatief voor vrij chloor voor het desinfecteren van drinkwater, vooral omdat monochlooramine minder DBP vormt dan vrij chloor.

De term chlooramines, zoals gebruikt in de waterindustrie, beschrijft de drie belangrijkste verbindingen die kunnen worden gevormd uit de reactie van ammoniak met chloor: monochlooramine, dichlooramine en trichlooramine. Hoewel monochlooramine het doeldesinfectiemiddel is, kunnen de andere ongewenste verbindingen in water worden aangetroffen wanneer chloraminatie niet op de juiste wijze wordt beheerst, in gechloreerde grondwatersystemen die natuurlijke ammoniak bevatten en in gechloreerd afvalwatereffluenten. Het is belangrijk om op te merken dat chlooramines verwijzen naar een groep verbindingen en niet naar een enkele stof. Een meer technische beschrijving voor deze groep is "anorganische chlooramines", om deze te onderscheiden van de organische chlooramines die een laag tot geen desinfectievermogen bieden. In het algemeen wordt begrepen dat de chlooramines achtereenvolgens gevormd worden, bijv. eerst monochlooramine, dan dichlooramine en ten slotte trichlooramine, wanneer er continu chloor wordt toegevoegd aan het water dat ammoniak bevat. Dit proces wordt echter omgekeerd wanneer ammoniak aan gechloreerd water wordt toegevoegd. Het chloraminatieproces is zeer complex en vereist aanzienlijk meer bewaking voor een efficiënte regeling.

Het doel van chloraminatie is een volledige vorming van monochlooramine, zonder andere chlooramines. De 5:1 Cl 2:N-massaverhouding blijkt een optimale chemische voedingsverhouding te zijn, waardoor dichlooraminevorming (smaak- en geurproblemen) wordt vermeden, niet-gereageerde ammoniak wordt geminimaliseerd en biofilm en nitrificatie stroomafwaarts worden geregeld.

Wat zou positieve resultaten met DPD veroorzaken als er geen chloor in het monster aanwezig is?

Andere oxidanten zoals broom, jodium, ozon, chloordioxide en sommige metalen of waterstofperoxide kunnen onder verschillende omstandigheden met DPD reageren en vals-positieven veroorzaken. De meest voorkomende interferentie is geoxideerde mangaan, die kan worden gecorrigeerd door het monster te behandelen met kaliumjodide en natriumarseniet. Zonlicht kan reageren met de DPD-indicator gedurende de 3 minuten reactietijd voor totaal chloor (houd het monster bedekt tijdens de reactietijd als het buiten wordt getest).

In het lage chloorbereik kan opgeloste zuurstof interferentie veroorzaken, met name in direct zonlicht. Als de ULR-methode (Ultra-Low Range) wordt gebruikt op een colorimeter of spectrofotometer, moet u controleren of een reagensblanco met gedeïoniseerd water is vastgesteld en afgetrokken van de resultaten van de analyse van het monster. Het is ook een goed idee om dezelfde monsterkuvet te gebruiken voor het op nul stellen van het instrument en het aflezen van de monsterconcentratie. Dit voorkomt effecten die alleen kunnen worden veroorzaakt door optische verschillen tussen de nul en de meetkuvet.

Wanneer wordt het indofenolreagens met vrij chloor aanbevolen boven het DPD-reagens met vrij chloor?

Er zijn verschillende redenen om de indofenolchemicaliën met vrij chloor toe te passen die worden gebruikt in Hach-methode 10241 over DPD-chemicaliën:

  • Bepaling van gehaltes resterend vrij chloor in de aanwezigheid van mangaan en andere oxidanten, die interfereren met DPD colorimetrisch en zowel DPD- als ampèrometrische titratiemethoden voor vrij chloor. Te gebruiken in drinkwater, gechloreerd drinkwater, zwembadwater en effluent van behandeld afvalwater.
  • Bepaling van vrij chloor in de aanwezigheid van chlooramines (vrij chloor moet aanwezig zijn in het watermonster). Chlooramines reageren met DPD-indicator voor vrij chloor. Door hun aanwezigheid wordt de ontwikkelde kleur instabiel en neemt deze geleidelijk toe. De interferentiesnelheid is afhankelijk van de concentratie chlooramines, hun structuur en de pH en temperatuur van het monster, waardoor het moeilijk is om het interferentieniveau tot de feitelijke waarde van vrij chloor te voorspellen.

De indofenolmethode voor vrij chloor maakt gebruik van de reagensoplossing freechlor F om het vrije chloor in het monster snel om te zetten in monochlooramine. Het gevormde monochlooramine wordt vervolgens bepaald met het reagens monochlor F, dat specifiek is voor monochlooramine. Mangaan, andere chlooramines en gechloreerde organische amines reageren niet met het monochlor F-reagens en verstoren daarom de bepaling van vrij chloor niet. Een monochlor F-monsterblanco wordt gebruikt om te compenseren voor alle monochlooramine die aanwezig is in het oorspronkelijke monster.

Wanneer moet totaal chloor worden gemeten?

Totaal chloor wordt gewoonlijk gemeten in systemen met chloraminatie wanneer chloor opzettelijk met ammoniak reageert. Totaal chloor is de som van vrij chloor en anorganische chlooramines. Als de chloorgehaltes aan een regelgevende instantie moeten worden gemeld, wordt aanbevolen om te bevestigen welke vorm van chloor (vrij of totaal) moet worden gemeten en welke methode moet worden gebruikt voor analyse.

Wanneer moet vrij chloor worden gemeten?

Vrij chloor wordt doorgaans gemeten in drinkwatersystemen waarin chloorgas of natriumhypochloriet wordt gebruikt voor desinfectie om te bepalen of het water voldoende desinfectiemiddel bevat. Gebruikelijke gehaltes van vrij-chloorresidu in drinkwater zijn 0,2 - 2,0 mg/L Cl 2, hoewel de gehaltes tot 4,0 mg/L kunnen zijn op het punt van binnenkomst (POE; point of entry). Als de chloorgehaltes aan een regelgevende instantie moeten worden gemeld, wordt aanbevolen om te bevestigen welke vorm van chloor (vrij of totaal) moet worden gemeten en welke methode moet worden gebruikt voor analyse.