Solução para o exemplo de cloraminação (Fonte: Handbook of Chlorination, 2010).
É preciso ter no final uma concentração de cloro residual de 3mgCl2/L mas existe uma demanda de cloro inicial de 0,5mgCl2/L que será consumido sem contribuir para a concentração de cloro residual, portanto será necessário adicionar 3,5mgCl2/L:
E para manter a razão Cl2:N em massa de 4:1 na água tratada, com uma concentração de cloro residual combinado de 3mgCl2/L, será necessário ter uma concentração de nitrogênio amoniacal (N-NH3) de 0,75mgN-NH3/L:
Mas como a água já possui uma concentração inicial de 0,3mgN-NH3/L falta adicionar apenas 0,45mgN-NH3/L (0,75mgN-NH3/L - 0,3mgN-NH3/L = 0,45mgN-NH3/L).
Portanto é necessário adicionar cloro e amônia em uma proporção em massa Cl2:N de 3,5/0,45 ≅ 7,8 para obter no final a água tratada uma razão Cl2:N de 4:1.
Na prática a amônia deve ser adicionada antes ou juntamente com o cloro, caso contrário, o cloro adicionado iria consumir o nitrogênio amoniacal (NH3) inicial da água bruta convertendo em nitrogênio (N2) pelas reações de breakpoint.
Durante a adição de cloro a razão “instantânea” Cl2:N será de 3,5/0,75 ≅ 4,7 (≤ 5) e portanto com poucas probabilidades de produção de dicloramina ou tricloramina (se houver homogeneização adequada). Proporções Cl2:N maiores do que 5:1 podem favorecer a produção indesejável de dicloramina ou tricloramina.
Um erro comum é supor que não existe nitrogênio amonical (N-NH3) em águas subterrâneas. Tanto águas subterrâneas quanto águas superficiais podem conter quantidades significativas de amônia, especialmente se forem captadas de um lago ou rios que recebem a montante esgotos (domésticos ou industriais).
Para converter a concentração de alguma espécie nitrogenada (Ex:NH3 ou NO3-) de mg/L para mgN/L (expressa em nitrogênio) basta dividir a concentração em mg/L pela massa molecular da espécie e multiplicar o resultado pela massa atômica no nitrogênio (N - 14):
Amônia: mgNH3/L ÷ 17g = mmolNH3/L
mmolNH3/L x 14g (N) = mgN/L
Nitrato: mgNO3-/L ÷ 62g = mmolNO3-/L
mmolNO3-/L x 14g (N) = mgN/L
Por exemplo, segundo a portaria no. 2.914/2011 do Ministério da Saúde a concentração máxima de nitrato na água potável é de 10 mgN/L. Como expressar essa concentração em íons nitrato (mgNO3-/L)?
10 mgN/L ÷ 14g(N) = 0,714 mmolN/L (ou mM - milimolar)
0,714 mmolN/L x 62g(NO3-) = 44,3 mgNO3-/L