گندزدایی با کلر در تصفیه آب و فاضلاب

مقالات دستگاه تصفیه آب تصفیه فاضلاب چربی گیر ها گندزدایی با کلر در تصفیه آب و فاضلاب

⚗️ گندزدایی با کلر در تصفیه فاضلاب پنهان گندزدایی با کلر هیپوکلریت سدیم در تصفیه فاضلاب واکنش‌های کار در آب با گندزدایی با کلر هیدرولیز در گندزدایی با کلر واکنش کلر با آمونیاک در گندزدایی کلر گندزدایی با دی اکسید کلر (ClO2)

برای مطالعه مقاله گندزدایی تصفیه آب و فاضلاب و یا ضدعفونی تصفیه آب کلیک کنید

همان طور که پیش تر در مقالات دستگاه تصفیه آب صنعتی و پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی و تصفیه فاضلاب به روش بیولوژیکی اشاره شد، کلر رایج ترین گندزدای مورد استفاده از میان تمامی گندزداهای شیمیایی است. ترکیبات اصلی کلر که در تأسیسات تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند شامل موارد زیر است:

  1. کلر
  2. هیپوکلریت سدیم
  3. هیپوکلریت کلسیم
  4. دی اکسید کلر

گندزدایی با کلر

کلر، کلر می تواند به صورت گاز یا مایع وجود داشته باشد. کلر گازی به سبزرنگ متمایل به زرد بوده که حدود ۲٫۴۸ برابر سنگین تر از هوا می باشد. کلر مایع کهربایی رنگ است که ۱/۴۴ برابر سنگین تر از آب می باشد. یک لیتر از کلر مایع در دما و فشار استاندارد به حدود ۴۵۰ لیتر گاز تولید می نماید.

هیپوکلریت سدیم در تصفیه فاضلاب

هیپوکلریت سدیم، امروزه در شهرهای بزرگ به علت ملاحظات ایمنی مرتبط با جابه جایی و ذخیره سازی کلر مایع، بجای مصرف گاز کلر، از هیپوکلریت سدیم استفاده می‌گردد. هیپوکلریت سدیم فقط به صورت مایع وجود دارد و در زمان تولید در حدود ۱۲/۵ تا ۱۷ درصد کلر دارد. قیمت خرید NaOCT در حدود ۱۵۰ الی ۴۰۰ درصد قیمت کلر مایع می‌باشد. هیپوکلریت کلسیم: این ماده به شکل تجاری و به دو صورت خشک یا تر وجود دارد. هیپوکلریت کلسیم دارای حداقل ۷۰ درصد کلر می‌باشد.

واکنش‌های کار در آب با گندزدایی با کلر

هنگامی که گاز کلر به محلول آبی تزریق می‌شود، دو واکنش اصلی اتفاق می‌افتد که شامل هیدرولیز و یونیزاسیون می‌باشد.

هیدرولیز در گندزدایی با کلر

واکنشی می‌باشد که طی آن ترکیبات گازی شکل با آب واکنش داده و سبب تشکیل اسید هیپوکلروس (HOCI) می‌گردد. واکنش آن بدین صورت می‌باشد.

Cl2+H2O⬅️➡️HOCl + H+ + Cl–

یونیزاسیون: که طی آن HOCI به یون هیپوکلریت (-0Cl) تبدیل می‌شود. واکنش صورت گرفته به قرار زیر هست:

HOCl⬅️➡️H+ + OCl–

مجموع مقادیر HOCI و OCl را کلر آزاد در دسترس می‌نامند. مقادیر هر یک از این ترکیبات در آب بسیار مهم هست، زیرا قدرت میکروب کشی HOCI در حدود ۴۰ الی ۸۰ برابر بیشتر از OCl– می‌باشد.

ترکیب کلر موجود (درصد) کلر در دسترس (درصد) 2CI 100 100 O2CI 81/7 163/4 ClO2 52/5 260 CaClOCl 56 56 Ca(OCl)2 49/6 99/2 HOCl 67/7 135/4 NaClO2 39/2 157 NaOCl 47/7 95/4 NHCl2 82/5 165 NH2Cl 69 138

واکنش کلر با آمونیاک در گندزدایی کلر

فاضلاب تصفیه نشده حاوی نیتروژن به شکل آمونیاکی و اشکال مختلفی از ترکیبات آلی می‌باشد. از آنجایی که اسید هیپوکلروس تولیدی از واکنش کلر با آب بسیار واکنش پذیر می‌باشد ، به سرعت با آمونیاک موجود در فاضلاب واکنش زنجیره ای داده و سه نوع از کلر آمینها را تولید خواهد کرد:

NH3+HOCl⬅️➡️NH2Cl(مونو کفر آمین) + H2O

NH2Cl + HOCl⬅️➡️NHCl2(دی کلر آمین) + H2O

NHCl2 + HOCl⬅️➡️NCl2(نیتروژن تری کلراید) + H2O

کلر موجود در این ترکیبات (کلر آمینها) را کلر ترکیبی قابل دسترس می‌نامند.

جدول روبرو مقدار کلر موجود و قابل دسترس انواع ترکیبات حاوی کلر را نشان می‌دهد:

تشکیل و کنترل محصولات جانبی گندزدایی با کلر: در صورت استفاده از عوامل گندزدا نظیر کلر و ازن، محصولات جانبی ناخواسته گندزدایی (DBP) تولید می‌گردد. تری۔ هالومتان‌ها (,THM) تولید شده و هالواستیک اسید (HAA) متداول ترین DBPهایی هستند که با غلظت بالایی تولید می‌شوند.

تری هالومتان‌ها و سایر DBP که در نتیجه زنجیره ای از واکنش‌های پیچیده بین کلر آزاد و گروهی از اسیدهای آلی که مجموعا اسیدهای هوموسی نامیده می‌شوند، به دست می‌آیند. این ترکیبات اغلب با علامت اختصاری +HCX نشان داده می‌شوند که در آنها X بیانگر اتم کلر یا برم می‌باشد.

سرعت تشکیل DBPها به چندین عامل وابسته می‌باشد که شامل:

وجود عوامل آلي پیش نیاز – pH
غلظت کلر آزاد – دما
غلظت برمید

گندزدایی با دی اکسید کلر (ClO2)

این ترکیب یکی دیگر از عوامل گندزدایی می‌باشد که قدرت گندزدایی برابر یا بالاتر از کلر دارد. دی اکسید کلر یک ویروس کش کارآمد بوده و غیر فعال سازی ویروس‌ها توسط آن موثرتر از کلر می‌باشد. ,CIO در غیرفعال سازی کیست‌های پروتوزوایی قوی تر از کلر آزاد می‌باشد. دی اکسید کلر توسط محلول کويت سليم (NaC10) ليق رابطه زیر تولید می‌شود:

2NaClO2+Cl2⬅️➡️2 ClO2 + 2 NaCl

کلریت ( CIO2) و کلرات (Cl2O2) از جمله DBPهایی هستند که در صورت استفاده از دی اکسید کلر به عنوان گندزدا ممکن هست تولید شوند.یک مزیت استفاده از ClO2 به عنوان گندزدا در این می‌باشد که این ماده با آمونیاک واکنش نمی‌دهد و تولید DBP‌های کلردار نمی‌کند. روش‌های تصفیه ای که به منظور حذف یون کلریت مورد استفاده قرار می‌گیرد شامل تبدیل آن به کلرید از طریق آهن فرو یا سولفیت می‌باشد.