Eidg. Anstalt für Wasserversorgung Abwasserreinigung ...

4.2 TRINKWASSERAUFBEREITUNG
Interferenz zwischen Ozon und Chlor bei deren gemeinsamen Anwendung in der
Trinkwasseraufbereitung
29
Ozon und Chlor werden in Trinkwass'eraufbereitungsketten häufig nacheinander
eingesetzt. Falls sie gleichzeitig vorhanden sind, können sie sich gegenseitig
vernichten. Die Reaktion zwischen Ozon und Chlor ist jedoch relativ langsam
(k
0 ,0C1 - 120 M-l s -1 ) und wird noch langsamer, je tiefer der pH (s.
3 Abb. 4.6): Die Halbwertszeit der Restchlorkonzentration
bei pH 8 und typischen Ozonkonzentrationen von 0,5 - 1 mg/1 beträgt
etwa 10 Minuten. Die Reaktion ist somit zu langsam, um direkt mit der Desinfektion
zu interferieren, aber genügend schnell, um während des Ozonungsprozesses
beträchtliche Mengen Chlor ( und damit auch Ozon) zu verbrauchen.
1.w
N
i-
Lt
W
Lj
ma
z
1 031 const( m 9 l 1)
0.1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 10 1000
I I I I 1 I
Bei nur 23 % der Reaktionsprodukte des
Chlors handelt es sich um Chlorat, welches
toxische Wirkungen haben kann.
Wider Erwarten wird aus Chlor zu 77
nur Chlorid gebildet.
500 - r - 500
200 - - 200 i
Die Resultate lassen die beobachtete
Interferenz sowie die kleine Chloratbildung
bei der gemeinsamen Anwendung
100 — P6 -100 von Chlor und Ozon erklären und quan-
50 - - 50
wN(/)
tifizieren.
(W. Haag, J. Hoigné)
20 - -20 11
W
10 -
- ,
7 - 10
-5
co âI Abb. 4.6
8 ° Ozonhalbwertszeit in Gegenwart einer
o 2 —
101
I
0.2
1
I
0.5
I
1.0
I
2.0
9
I
5.0
-2
I
10
3 konstanten Chlorkonzentration (Skalen:
unten/links) und Halbwertszeit von
Chlor in Gegenwart einer konstanten
[HOCI [ const( m 9 (-1 als C12) Ozonkonzentration (Skalen: oben/rechts).
Ozonzerfall in Wasser
Der Ozonzerfall, der bei Ozon-Dosierungsfragen in der Wassertechnologie eine.
wichtige Rolle spielt, ist ein kinetisch sehr komplexer Prozess, der über radikalische
Kettenreaktionen abläuft (s. Abb. 4.7); dabei sind .0H - und •0 2 -
-Radikale die Kettenträger. Die Kinetik der Reaktionen dieser Teilchen mit Ozon
konnte mittels der Methode der Pulsradiolyse und kinetischer Spektroskopie im
Mikrosekundenbereich beobachtet und quantifiziert werden. Analoge Kettenreaktionen
laufen auch bei Anwesenheit vieler organischer Stoffe ab, wenn diese
nach der Oxidationsreaktion den Kettenträger •0 2 — regenerieren.
Aus dem weitgehend quantifizierten Reaktionsmodell folgt für die Praxis: Die
Geschwindigkeit des Ozonzerfalls ist abhängig vom Verhältnis der Konzentra-