الكلور الحر مقابل الكلي مقابل
أحادي الكلورامين
قد تعني كلمة «الكلور» في التقرير عدة أشياء مختلفة. ويُعد قياس النوع الكيميائي الخطأ أحد أكثر الأسباب شيوعًا لظهور المتبقي بمستوى جيد على الورق بينما يتصرف النظام على نحو مختلف. إليك شرحًا مبسطًا.
تعريف المصطلحات الأربعة
الكلور الحر
الكلور المتاح للتطهير — كيميائياً، حمض الهيبوكلوروز (HOCl) وأيون الهيبوكلوريت (OCl⁻)، إضافة إلى Cl₂ المذاب. إنه المطهّر الأسرع والأقوى، وهو ما تستهدفه معظم الأنظمة المعالجة بالكلور كتركيز متبقٍ.
الكلور المتحد
كلور تفاعل مع الأمونيا أو المواد العضوية لتكوين الكلورامينات — أحادي الكلورامين وثنائي الكلورامين وثلاثي الكلورامين والكلورامينات العضوية. ولا يزال يملك قدرًا من قوة التطهير، لكنه أضعف من الكلور الحر.
الكلور الكلي
ببساطة، الكلور الحر بالإضافة إلى الكلور المتحد، أي مجموع كل شيء. تقيس معظم أجهزة التحليل الكلور الحر والكلي مباشرةً؛ ويُحسب الكلور المتحد كفرق بينهما.
أحادي الكلورامين
كلورامين محدد وواضح التركيب (NH₂Cl) يتكون عمدًا عندما يستخدم النظام المعالجة بالكلورامين. وفي كثير من الأنظمة الكبيرة المعالجة بالكلورامين، يشكل تقريبًا كامل متبقي الكلور، مع وجود مقدار ضئيل جدًا من الكلور الحر.
المعادلة الوحيدة التي يجب تذكّرها
الكلور الكلي = الكلور الحر + الكلور المرتبط
تقيس المحللات عادةً الكلور الحر والكلي مباشرةً، ثم تبلغ عن الكلور المتحد بوصفه الفرق بينهما. وفي النظام المعالج بالكلورامين، يكون كل هذا الكلور المتحد تقريبًا أحادي الكلورامين — ولذلك فإن الكلور الكلي، لا الحر، هو ما يعكس متبقي المطهّر لديك.
الكلورة عند نقطة الانكسار، باختصار
عند إضافة الكلور إلى ماء يحتوي على الأمونيا، لا يتكون متبقٍ حر على الفور. تتكون الكلورامينات أولاً، ولذلك يرتفع الكلور المرتبط (والكلي). ومع إضافة المزيد من الكلور، تُدمَّر هذه الكلورامينات تدريجياً — في الواقع ينخفض الكلور الكلي — حتى يُستوفى الطلب عند نقطة الانكسار. ولا يبقى الكلور الإضافي على هيئة كلور حر إلا بعد تجاوز نقطة الانكسار.
المشكلة العملية: لأن المنحنى يرتفع ثم ينخفض ثم يرتفع مجددًا، يمكن أن تظهر قراءة الكلور الكلي نفسها عند ثلاث جرعات مختلفة من الكلور. ولا يمكن لرقم واحد منفرد أن يحدد على أي جانب من نقطة الانكسار تقع. لذلك يراقب مشغلو المعالجة بالكلورامين أكثر من معلمة واحدة.
أيها ينبغي أن تقيس؟
الكلور الحر — لأنظمة الكلور الحر
لا توجد أمونيا، والتطهير بالكلور الحر: قِس الكلور الحر مباشرةً.
الكلور الكلي أو أحادي الكلورامين — للأنظمة المعالجة بالكلورامين
تكاد استجابة تفاعل DPD للكلور الحر لأحادي الكلورامين تكون معدومة، ولذلك ستكون قراءة الكلور الحر قريبة من الصفر. قِس الكلور الكلي أو أحادي الكلورامين لمعرفة التركيز المتبقي الحقيقي.
أكثر من نوع واحد — لمخاطر النترجة والتحولات
تساعد مراقبة الكلور الحر والكلي وأحادي الكلورامين معاً في كشف النترجة وتجاوزات نقطة الانكسار وفقد التركيز المتبقي في التوزيع.
sensorsقياس الثلاثة من مستشعر واحد
يبلّغ Halogen MP-TOTAL عن الكلور الحر والكلور الكلي وأحادي الكلورامين — إلى جانب درجة الحموضة والتوصيلية ودرجة الحرارة وجهد الأكسدة والاختزال — من مستشعر أمبيرومتري واحد، وهو مفيد حيث تنتقل الأنظمة بين الكلور الحر والمعالجة بالكلورامين أو تحتاج إلى مراقبة حدوث النترجة.
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين الكلور الحر والكلور الكلي؟
الكلور الحر هو المطهّر الذي لم يتفاعل بعد — حمض الهيبوكلوروز وأيون الهيبوكلوريت. والكلور الكلي هو الكلور الحر مضافًا إليه الكلور المتحد (الكلورامينات المتكوّنة عندما يتفاعل الكلور مع الأمونيا أو المواد العضوية). الكلور المتحد هو الفرق: الكلي ناقص الحر.
هل أحادي الكلورامين هو نفسه الكلور المتحد؟
أحادي الكلورامين هو المكون الرئيسي والأكثر مرغوبية للكلور المتحد في نظام معالج بالكلورامين، لكن الكلور المتحد يشمل أيضاً ثنائي الكلورامين وثلاثي الكلورامين والكلورامينات العضوية. في نظام معالج بالكلورامين يُدار جيداً، يسود أحادي الكلورامين وتُقلَّل الكلورامينات الأخرى إلى أدنى حد.
ما هي الكلورة حتى نقطة الانكسار؟
عند إضافة الكلور إلى ماء يحتوي على الأمونيا، فإنه يشكل أولًا الكلورامين، فيرفع الكلور المتحد. وتدمر إضافة المزيد من الكلور تلك الكلورامينات (ينخفض المنحنى)، حتى يُستوفى الطلب عند نقطة الانكسار. وبعد نقطة الانكسار، يبقى الكلور الإضافي كمتبقٍ من الكلور الحر. ولأن الكلور الكلي قد يعطي القيمة نفسها عند ثلاث جرعات مختلفة، فقد تكون قراءة واحدة للكلور الكلي وحدها ملتبسة أثناء المعالجة بالكلورامين.
هل ينبغي أن أقيس الكلور الحر أم الكلور الكلي؟
إذا كان نظامك لا يحتوي على أمونيا ويطهّر بالكلور الحر، فقِس الكلور الحر. وإذا كنت تعالج بالكلورامين، فإن الكلور الكلي (أو القياس المباشر لأحادي الكلورامين) يعكس المتبقي لديك، لأن تفاعل DPD للكلور الحر لا يستجيب بدرجة كبيرة لأحادي الكلورامين. يعطي قياس أكثر من نوع كيميائي صورة أوضح لموضعك على منحنى نقطة الانكسار.
لماذا تُظهر الأنظمة المعالجة بالكلورامين انعداماً شبه تام للكلور الحر؟
في النظام المعالج بالكلورامين، يُربط الكلور عمدًا بالأمونيا في صورة أحادي الكلورامين، لذا يبقى قدر قليل جدًا من الكلور الحر. ستقرأ قياسات الكلور الحر قيمة قريبة من الصفر رغم وجود متبقٍ مطهّر كبير في صورة أحادي الكلورامين — ولذلك يهم اختيار المعلمة الصحيحة.
المراجع والمصادر
- 1.فهم الكلورة حتى نقطة الانكسار — تعريفات الكلور الحر والمرتبط والكلي؛ ومنحنى نقطة الانكسار ومناطقه — Kuntze USA. https://www.kuntzeusa.com/knowledge/understanding-breakpoint-chlorination
- 2.المعالجة بالكلورامين ومنحنى الكلورة عند نقطة الانكسار — لماذا تستخدم الأنظمة الكلورامين (تقليل نواتج التطهير الثانوية DBP، ومتبقٍ أطول بقاءً) وكيف يتكون أحادي الكلورامين — شركة Hach. https://www.hach.com/industries/drinking-water/disinfection/chloramination
- 3.جهاز تحليل الكلور متعدد المعلمات MP-TOTAL — وثائق المنتج (الكلور الحر والكلور الكلي وأحادي الكلورامين من مستشعر أمبيرومتري واحد) — Halogen Systems Inc.. https://halogensys.com/products/sensors/mp5-free-chlorine
أدلة ذات صلة
مقارنات وأدلة ذات صلة
هل تراقب نظاماً معالجاً بالكلورامين؟
شاهد كيف يستطيع مستشعر واحد تتبع الكلور الحر والكلور الكلي وأحادي الكلورامين معاً.