نوشته‌ها

روش حذف کلر از آب آشامیدنی

حذف کلر از آب آشامیدنی یکی از نگرانی های بسیاری از افراد به دلیل خطرات زیاد ورود این یون ها به بدن می باشد. بروز بیماری هایی از قبیل سرطان و جهش های ژنتیکی و مشکلات پوستی و ریزش مو که همگی به دلیل ورود یون کلر به بدن می باشند، اصلی ترین دلیل برای کاهش مقدار کلر در آب به شمار می روند.

چرا باید کلر را از آب آشامیدنی حذف نمود؟

قبل از معرفی دلایل حذف آن از آب ممکن است این سوال به وجود بیاید که کلر چیست و چرا در تصفیه آب از آن استفاده می شود؟ به عبارت دیگر، با توجه به مضراتی که این ماده شیمیایی دارد، چرا باید در تصفیه فاضلاب و آب از آن استفاده شود؟ کلر یکی از عناصر بسیار مهم در جدول تناوبی می باشد که خاصیت گند زدایی و ضدعفونی بسیار بالایی از خود نشان می دهد. به عبارت دیگر، کلر دارای خاصیت اکسیدکنندگی بسیار بالایی است و به همین دلیل قادر است باکتری و ویروس و انگل های موجود در آب و فاضلاب را از بین ببرد.

پس از حذف پاتوژن ها و مواد آلاینده موجود در آب، حجم بالایی از کلر باقی می ماند که ورود آنها به بدن می تواند مشکلات بی شماری از قبیل بیماری های پوستی و ریوی و همچنین ریزش مو و سرطان را ایجاد کند. این مشکلات نه تنها از راه نوشیدن آب های کلر زده در بدن ایجاد می شوند، بلکه در تماس بدن با آب استخر پس از کلر زنی نیز مشاهده می شود. به همین علت لازم است به شیوه های مختلف نسبت به حذف کلر اقدام گردد.

 

روش های حذف کلر از آب آشامیدنی

1-حذف کلر از آب با جوشاندن

در این روش می توان با حرارت دادن و جوشاندن آب، به مدت طولانی آن را کلرزدایی نمود. با این حال در این روش حجم زیادی از آب توسط جوشاندن تبخیر می شود و به هدر می رود و علاوه بر این مساله، برای انجام آن، به انرژی زیادی نیاز می باشد. نکته مهم در این روش این است که برای خروج گاز کلر از آب باید هم زمان با جوشاندن آب، درب ظرف را کمی باز نگه داشت. علاوه بر این، استفاده از روش جوشاندن برای حذف کلر در آب نمی تواند تا حد زیادی تاثیر گذار باشد و در صورتی که قصد حذف کلر از آب با دقت بالا را دارید، استفاده از این روش برای شما نمی تواند کاربردی باشد.

 

2- حذف کلر از آب با ویتامین C

از دیگر روش های حذف Cl آب آشامیدنی می توان به استفاده از ویتامین C اشاره نمود. ورود آبلیمو و ویتامین C منجر به کاهش مقدار کلر در آب شده و می توان از آن برای مصرف مقدار کم آب های اشامیدنی حاوی این یون استفاده کرد. چون ویتامین C بر اساس مقدار آب باید تعیین شود و از نظر اقتصادی این روش کارایی خوبی نخواهد داشت.

 

3- کاهش کلر آب آشامیدنی در معرض هوا و نور خورشید

قرار دادن آب های آشامیدنی در حوضچه های روباز که در معرض نور خورشید و هوا هستند از دیگر روش های کاهش Cl به شمار می روند. این روش از نظر اقتصادی هزینه بر نخواهد بود، اما چند عیب عمده دارند که عبارتند از:

  • کاهش Cl آب با این روش زمان بر می باشد.
  • به دلیل روباز بودن حوضچه های تصفیه، حجم بالایی از گرد و غبار و سایر مواد آلاینده وارد آب شده و هزینه های تصفیه مجدد را افزایش خواهند داد.

 

4- حذف کلر از آب آشامیدنی با اسمزمعکوس

با توجه به اینکه هر یک از موارد فوق تنها برای مقدار کم آب کارایی دارند، به همین دلیل در محیط های صنعتی نمی توان از آنها استفاده نمود. برای حذف کلر از آب صنعتی لازم است از تجهیزات پیشرفته استفاده شود که از کاربردی ترین آنها، اسمزمعکوس می باشد. در دستگاه های آب شیرین کن صنعتی RO که با روش اسمزمعکوس یون ها و آلاینده ها را حذف می کنند، ممبران ها با منافذ بسیار کوچک امکان عبور یون ها را نمی دهند. به همین دلیل آب هایی که از این غشاهای نیمه تراوا عبور می کنند فاقد کلر خواهند بود.
از مزایای حذف کلر از آب آشامیدنی با اسمزمعکوس، حذف سایر آلاینده های موجود می باشند که در نهایت به افزایش کیفیت خروجی آن منتهی خواهد شد.

 

5- حذف Cl با اولترافیلتراسیون

از دیگر روش های صنعتی برای کاهش و حذف کلرهای موجود در آب های آشامیدنی می توان به اولترافیلتراسیون اشاره نمود. این تجهیزات دارای ممبران هایی با سطوح پر از منافذ کوچک بوده و اجازه عبور به کلر و سایر یون ها و آلاینده ها را نمی دهند. میکروفیلتراسیون و نانوفیلتراسیون نیز می توانند در این زمینه به روش موثری عمل کنند.

 

6- حذف کلر با کربن اکتیو

کربن موجود در چوب و استخوان پس از حرارت دهی در کوره ها و تماس با مواد شیمیایی به کربن اکتیو یا کربن فعال تبدیل میشوند. این مواد قدرت بسیار بالایی در واکنش پذیری و برقراری پیوند قطبی داشته و به همین دلیل در تصفیه آب کاربرد دارند. کربن فعال در فیلتر کربنی استفاده شده و کلرهای موجود در آب با منافذ کربن پیوند برقرار نموده و بر روی سطح آن انباشته میشوند. با این روش کلر زیادی از آب حذف شده و البته به صورت دوره ای باید کربن ها احیا شوند.

 

7-حذف Cl با استفاده از متابی سولفیت

یکی دیگر از روش‌هایی که برای پاکسازی آب از کلر به کار برده می‌شود، متابی سولفیت است. قرص‌های متابی سولفیت به وسیله ظرف‌های مخصوصی در آب قرار می‌گیرند و به درون آب تزریق می‌شوند. این عمل باعث از بین رفتن Cl می‌گردد.

 

8-حذف کلر از آب با فیلترهای کربنی

برای تصفیه پساب و فاضلاب معمولا از روش کلرزنی استفاده می شود، اما پس از ضدعفونی شدن آب، جهت حذف آن، استفاده از فیلترهای کربنی هم می تواند تا حد زیادی حائز اهمیت باشد. فیلترهای کربنی دقیق ترین عملکرد را برای از بین بردن کلر در آب دارند و بر همین اساس به صورت گسترده ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

اطلاعات کلی درباره کلر

کلر

کلر ،  به رنگ سبز مایل به زردبوده و حدود 2/48 برابر از هوا و  1/44 برابر از آب سنگین تر است .

به طور کلی به صورت گاز یا مایع وجود دارد .

کلر مایع آزاد در شرایطی که دما و فشار استاندارد وجود داشته باشد سریعا به گاز تبدیل شده و حدودا هر یک لیتر از آن در حدود 450 لیتر گاز تولید می کند .

کلر در آب دارای حلالیت نسبی است و بیش ترین انحلال آن در حدود 1 درصد در دمای 10 درجه ی سانتیگراد می باشد.

البته استفاده از کلر هم به جهت گند زدایی آب های آشامیدنی و هم تصفیه ی فاضلاب از نقطه نظر سلامت عمومی از اهمیت بالایی برخوردار است،

استفاده مستمر از آن نگرانی هایی جدی را در پی داشته است.

 

کیفیت ساخت و عملکرد این دستگاه با سایر برند ها قابل مقایسه نیست.اطلاعات کلی درباره کلر

مهم ترین موارد:

1- کلر به وسیله راه آهن یا کامیون جابه جا می شود ، در هر دوی این روش ها احتمال بروز سانحه وجود دارد.
2- در صورت انتشار  کلر به صورت تصادفی ممکن است خطراتی برای سلامت کارکنان تصفیه خانه و عموم مردم ایجاد کند.
3- چون کلر ماده ای با سمیت بالا است، باید مقرراتی جهت جلوگیری از نفوذ و خنثی سازی آن طبق مقررات عمومی مشابه آتش اجرا شود.
4- واکنش کلر با عناصر آلی در فاضلاب سبب ایجاد ترکیبات بودار می شود.
5- واکنش کلر با عناصر آلی در فاضلاب سبب ایجاد محصولات جانبی شده، برخی از آن ها به عنوان ترکیبات سرطان زا و جهش زا شناخته شده اند.
6- کلر باقی مانده در فاضلاب تصفیه شده برای زندگی آبزیان سمی هستند.
7- همچنین نگرانی هایی در مورد تخلیه ی ترکیبات آلی کلردار به محیط زیست که تاثیرات طولانی مدتشان همچنان ناشناخته است وجود دارد.

 

سديم هيپوكلريت

اغلب نگرانی های موجود در معادله یا جابه جایی ، ذخیره سازی و تغذیه ی آبی گازی کلر، از طریق استفاده از هیپو کلریت سدیم و یا هیپوکلریت کلسیم از میان می رود .

هیپوکلریت سدیم ، فقط به صورت مایع وجود داشته و معمولا در زمان تولید شامل 12/5 الی 17 درصد کلر می باشد.

هیپو کلریت سدیم می تواند به طور عمده به صورت 12 الی 15 درصد کلر خریداری و یا در محل مصرف تولید گردد.

به دلیل خاصیت خورندگی و وجود بخار های کلر، جابه جایی هیپوکلریت سدیم نیازمند ملاحظات مخصوصی در طراحی است .

چندین روش اختصاصی به منظور پردازش هیپوکلریت سدیم از کلرید سدیم و یا آب شور وجود دارد.

در این روش ها نیروی الکتریکی خیلی زیادی لازم است ، همچنین محصول روش پردازش از آب شور ، محلولی بسیار رقیق با حداکثر 0/8 درصد هیپوکلریت می باشد.

روش های تولید در محل به دلیل پیچیدگی و هزینه های بالای برق مصرفی تنها در مقیاس های محدود به کار گرفته شده است.

 

كلسيم هيپوكلريت

هیپو کلریت کلسیم به شکل تجاری به دو صورت خشک و یا تر عرضه شده است.

هیپو کلریت کلسیم با درصد بالا حداقل 70 درصد می باشد.

وقتی که خشک است به صورت پودر سفید مایل به زرد و یا به صورت دانه ای، قرص های فشرده و حبه ای وجود دارد.

هیپو کلریت کلسیم به سبب خاصیت اکسید کردن ، بایستی در محل سرد و خشک و به دور از سایر مواد شیمیایی باشد و درون محفظه های مقاوم ذخیره شود .

با اعمال شرایط مناسب جهت ذخیره سازی، دانه ها تقریبا بدون تغییر باقی می مانند.

هیپو کلریت خشک از نوع مرطوب گران تر، در طی ذخیره سازی از قدرت آن کاسته و ممکن است جابه جایی آن سخت باشد.

به علت تمایل هیپوکلریت به تشکیل بلور ، امکان دارد در تلمبه ها ، لوله ها و شیرها ایجاد انسداد کنند.

از هیپوکلریت کلسیم بیشتر در تاسیسات کوچک استفاده می شود.

 

واکنش های کلر با آمونیاک

فاضلاب تصفیه نشده حاوی نیتروژن به شکل آمونیاک و اشکال گوناگون ترکیبات آلی می باشد.

همچنین جریان خروجی بیشتر تصفیه خانه ها شامل مقادیر قابل ملاحظه ای نیتروژن می باشد

که معمولا به شکل آمونیاک و در صورت طراحی تصفیه خانه برای انجام نیتریفیکاسیون، به شکل نیترات موجود می باشد .

چون اسید هیپوکلروس یک عامل اکسیدکننده بسیار فعال است ، سریعا با آمونیاک موجود در فاضلاب واکنش داده و طی واکنش های پیاپی به شکل سه نوع از کلر آمین ها در می آید.

انجام این واکنش ها تابعی از PH، دما، زمان تماس و نسبت کلر به آمونیاک است.

 

واکنش نقطه شکست با کلر

از آن جایی که آمونیاک تنها ماده ای نیست که با کلر آزاد واکنش می دهد و همچنین کلر یک اکسیدکننده قوی محسوب می شود،

حفظ کلر باقی مانده به منظور گندزدایی فاضلاب دشوار است.

اصطلاح نقطه ی شکست در فرآیند کلرزنی به روشی اطلاق می شود که طی آن کلر کافی به منظور واکنش با تمام اکسید شونده اضافه می شود

به صورتی که اگر کلر بیشتری به آن اضافه کنیم به صورت کلر آزاد باقی خواهد ماند.

گاهی تولید بوی نامطبوع در عملیات نقطه ی شکست کلرزنی به صورت یک مشکل بروز می کند که این موضوع به علت تشکیل تری کلرید نیتروژن و ترکیبات وابسته به آن است.

 

تعداد ارگانیسم هایی که باقی مانده است:

گروه کلیفرمی ارگانیسم ها را با استفاده از یک آگار مخلوط مانند محیط کشت از طریق شمارش بشقابی می توان محاسبه کرد .

یکی از دو روش کشت پلیتی استاندار و یا روش پلیت گسترده می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

 

چگونه کلر باقی مانده را ارزیابی کنیم؟

کلر باقی مانده ( آزاد و ترکیبی ) باید از طریق آمپرومتریک اندازه گیری شود .

این روش در حال حاضر معتبرترین روش محسوب می گردد.

 

عواملی که بر بازده گندزدایی کلر تاثیر می گذارد چیست؟

1. اهمیت اختلاط اولیه
2. مشخصات شیمیایی فاضلاب
3. برخورد ذرات موجود در فاضلاب
4. ذرات دارای ارگانیسم های کلیفرمی
5. ویژگی های میکروارگانیسم ها