KLOR İLE DEZENFEKSİYON

Klorun Tarihçesi Bulaşıcı hastalıklar, ilk çağlardan beri insanlığın mücadele ettiği önemli bir problemdir. İlk olarak 14. asırda kara ölüm adı verilen veba, bütün Avrupa'yı tehdit etmiş ve nüfusun % 25‟nin ölmesine sebep olmuştur. 1664 - 1665 yıllarında Londra‟daki epidemik salgın 70.000 kişinin ölümüne sebep olmuştur. 1854 senesinde kolera yine Londra'da büyük kayıplara yol açmıştır. Bu gibi görülen salgınlardan sonra su filtrasyonuna önem verilmiş ve suların dezenfeksiyonu konusunda çalışmalar başlamıştır

Klor gazı ise 1774‟te İsveç‟li kimyacı Karl W Klor gazı ise 1774‟te İsveç‟li kimyacı Karl W. Scheele tarafından bulunmuştur. Scheele mangan dioksiti hidroklorik asit ile ısıtınca klor gazının açığa çıktığını ve bu gazın su içinde çözündüğünü keşfetmiştir. Humphry Davy tarafından bu element klor olarak adlandırılmıştır. Klor ismi yunanca “chloros” kelimesinden gelmektedir. Scheele tarafından keşfedilen gazın basınç altında sıvı halde sarımsı renkte olduğu ve basıncın kaldırılmasıyla sarımsı rengin yeşil bir gaz halinde hızlıca buharlaştığı 1805 yılında Thomas Northmore tarafından belirlenmiştir

Klorun dezenfektan olarak dünyada geniş kullanımının önemli sebebi ucuz ve etkili olmasıdır. Klor 18. yüzyılın ikinci yarısından beri su arıtımında kullanılmaktadır. 1870 yılından bu yana klorun kullanımıyla ilgili süreç Çizelge 3.1' de özetlenmiştir

Günümüzde klor gazı sıkıştırılarak sıvı hale getirilip basınçlı tüplerde saklanmaktadır. Bu tüplerden alınan sıvılaştırılmış klor gazı dezenfeksiyon amacı ile kullanılmaktadır. Klor ve klorlu bileşiklerin dezenfektan etkisi daha çok organizmaların yapısındaki organik bileşiklerin oksidasyonu şeklinde olmaktadır. Genel olarak dezenfektanların organizmaları tahribi ve etkisiz hale getirmeleri, başlıca hücre duvarlarının tahribi, hücre zarı geçirgenliğinin bozulması, plazmanın yapısının değiştirilmesi ve enzim inhibisyonu seklinde kendini gösterir

Klor ve Özellikleri Yeraltı ve yüzeysel su arıtma sistemlerinde genellikle klor tercih edilmektedir. Klor‟un su ve atıksu arıtımındaki en önemli avantajları dezenfeksiyon etkinliğinin kolay ölçülüp kontrol edilebilen kalıntı bırakması ve ekonomik olmasıdır. Fakat klor kullanımını kısıtlayan faktörler de mevcut olup aşağıda listelenmiştir (USEPA, 1999): • Suda doğal olarak bulunan organik ve inorganik bileşiklerle reaksiyona girerek istenmeyen dezenfeksiyon yan ürünlerini meydana getirmektedir. • Cl2 yüksek dozlarda kullanıldığında tat ve koku problemlerine yol açar. Klorlama içme suyu arıtımında öncelikli olarak dezenfeksiyon amaçlı kullanılmakla birlikte, yüksek oksidasyon kapasitesinden ötürü aşağıda belirtilen farklı işlemler için de kullanılmaktadır.

Tat ve koku kontrolü Alg büyümesinin önlenmesi, Temiz filtre ortamının sağlanması, Demir ve mangan giderimi, Hidrojen sülfürün yok edilmesi, Bazı organik kökenli renklerin ağartılması, Sulu çamur artışının kontrolü ve dağıtım sisteminde su kalitesi sürekliliğinin sağlanması, Boruların korunması ve kapasitesinin arttırılması, Kuyuların kapasitelerinin arttırılması, Aktif silika ile koagülasyonun desteklenmesi

Klor Kimyası Klor suda aşağıdaki reaksiyona göre hızlı Şekilde hidrolize uğrar, hipokloröz asit ya da hipokloritle yer değiştirir. Cl2 + H2O ↔ HOCl + H+ + Cl- Hipokloröz asit zayıf bir asittir. pH 7.5 ve 25 oC‟de esasen HOCl ve OCl- molar derişimleri eşittir. Bu hidroliz ürünleri, klor gazına göre daha az toksik ve muhafazası daha kolaydır. HOCl ↔ H+ +OCl- Yüksek pH değerlerinde OCl- klorun önemli formunu oluştururken; düşük pH değerlerinde, HOCl baskın olur.

aynı pH ve sıcaklıkta, dezenfeksiyona klor gazıyla ya da hipokloritle başlanması sulu çözeltinin kompozisyonunu değiştirmez. Eğer bromür iyonu varsa, eklenen klor, bromür iyonunu hızlı şekilde okside eder . HOCl + Br- ↔ HOBr + Cl-

İçme suyu dezenfeksiyonunda kullanılacak yöntemler teknik ve ekonomik olarak su arıtma uygulamalarına uygun olmalıdır. Klorla dezenfeksiyon işlemi kapasitelerine bakılmaksızın tüm içme suyu arıtma tesislerinde uygulanabilmektedir. Klor dışındaki yöntemlerle su dezenfeksiyonu yapılan işletmelerde de acil durumlar için yedek klorlama ekipmanı bulundurma zorunluluğu bulunmaktadır

Klor suya genelde elementer klor (klor gazı), sodyum klorür solüsyonu (çamaşır suyu) veya katı kalsiyum hipoklorür şeklinde uygulanmaktadır. Bu uygulamaların her biri suda serbest klor oluşumuna neden olan uygulamalardır. Her bir klor formunun kendine özgü avantaj ve dezavantajları Çizelge 3.3‟de özetlenmektedir.

Klorlama yan ürünleri içme suyunda yapılan klorlama işleminin organik maddelerden THM oluşturduğu bilinmektedir. Bu oluşumun en önemli işaretçisi doğal yollarla oluşan hümik maddelerdir. Algler, azot içerikli protein bileşikleri ve taninler gibi bileşiklerde ayrıca klorlama sonucu halo-organikleri oluşturmaktadır. DOM + Cl2 THM‟ler + Diğer DYÜ‟ler Bu reaksiyondaki ürünlerin oluşmasında klor dozu, reaksiyon süresi, sıcaklık, bromür konsantrasyonu ve DOM tipi ve konsantrasyonu önemlidir. Oluşan dezenfeksiyon yan ürünlerinin yapısal formülleri şekil 3.1„de verilmektedir.