Preostali klor (uglavnom hipokloričasta kiselina HOCl i hipoklorit OCl⁻) ima snažan oksidirajući i destruktivni učinak na smole za ionsku izmjenu. Ovo uništavanje je proces kemijske razgradnje koji značajno skraćuje životni vijek smole i smanjuje njen kapacitet izmjene.
Jezgra smole za ionsku izmjenu je njena unakrsno{0}}povezana polimerna okosnica. Rezidualni klor, kao jak oksidans, napada strukturu benzenskog prstena, uništavajući njegovu aromatičnost. Još ozbiljnije, oksidira i razgrađuje ugljik-ugljične veze koje povezuju polimerne lance i premošćujuće veze agensa za unakrsno-vezivanje, divinilbenzena.
Za funkcionalne skupine kao što su skupine sulfonske kiseline, oksidacijska razgradnja okosnice rezidualnim klorom slabi točke vezivanja skupina sulfonske kiseline, što u konačnici dovodi do odvajanja skupina sulfonske kiseline i gubitka kapaciteta izmjene.
Oksidacija smole rezidualnim klorom uzrokuje trajno smanjenje kapaciteta izmjene. Oštećene funkcionalne skupine ne mogu se regenerirati, što rezultira smanjenim kapacitetom obrade smolom; kraći radni ciklusi zahtijevaju češću regeneraciju, povećavajući operativne troškove (regenerant, potrošnja vode, vrijeme); i lomljenje smole, budući da oksidativna degradacija okosnice dovodi do smanjene čvrstoće smole, čineći je lomljivom i lomljivom. Krhotine povećavaju pad tlaka u sustavu, začepljuju razdjelnike vode i onečišćuju otpadnu vodu; organska tvar se otapa, a produkti razgradnje (kao što su organske kiseline niske molekularne težine i amini) ispiru se iz smole, zagađujući pročišćenu vodu.
Kako ukloniti zaostali klor?
Metode za uklanjanje zaostalog klora moraju biti učinkovite, pouzdane i ekonomski izvedive. Glavne metode su sljedeće:
1. Adsorpcija aktivnog ugljena
Dobro -dizajniran sloj aktivnog ugljena (vrijeme kontakta praznog sloja EBCT je obično 5-15 minuta) može smanjiti dolazni zaostali klor s 1-2 mg/L na < 0,01 mg/L.
Kapacitet adsorpcije aktivnog ugljena za rezidualni klor obično je u rasponu od 0,1-1,0 gCl₂/g aktivnog ugljena, ovisno o vrsti ugljena, kvaliteti vode i radnim uvjetima. To znači da jedan kilogram aktivnog ugljena može tretirati stotine do tisuće litara klorirane vode (na temelju koncentracije zaostalog klora od 1 mg/L).
Aktivni ugljen ima veliku specifičnu površinu (obično 800-1500 m²/g) i dobro razvijenu mikroporoznu strukturu, što mu omogućuje učinkovito uklanjanje zaostalog klora fizičkom adsorpcijom i kemijskom redukcijom (mjesta redukcije na površini aktivnog ugljena smanjuju HOCl/OCl⁻ u Cl⁻).
Advantages: High removal efficiency (typically >99%), sposoban istovremeno ukloniti organske tvari, mirise, boju i druge zagađivače iz vode. Jednostavan rad i relativno jednostavno održavanje (redovito ispiranje, zamjena nakon zasićenja).
2. Doziranje agensa za kemijsku redukciju:
Teoretski, za uklanjanje 1 mg/L zaostalog klora (Cl₂) potrebno je približno 1,46 mg/L NaHSO₃ (ili približno 1,34 mg/L SO₂). U praktičnim primjenama, uzimajući u obzir nepotpune reakcije i osiguravajući sigurnosnu granicu, omjer doziranja je obično 1,8:1 do 3:1 (mg NaHSO3 : mgCl2).
Precizno mrežno praćenje zaostalog klora i pumpe za mjerenje potrebne su za kontrolu zatvorene-petlje kako bi se osiguralo ni premalo doziranje (koje oštećuje smolu) ni predoziranje (koje rasipa reagense i može uvesti dodatne ione kao što je SO₄²⁻).
Prednosti: Ekstremno brza reakcija (u sekundama), precizna kontrola doziranja, mali otisak, pogodan za rukovanje velikim brzinama protoka ili situacijama s velikim fluktuacijama u koncentraciji zaostalog klora.
3. Ultraljubičasto (UV) zračenje (rjeđe se koristi): Specifične valne duljine UV svjetla (uglavnom 254 nm) mogu fotolizirati zaostali klor. Međutim, njegova učinkovitost je relativno niska (zahtijeva veće doze), cijena je visoka i ima zahtjeve u pogledu zamućenosti vode i propusnosti svjetla. Općenito se ne koristi kao glavna metoda za zaštitu od smole i uklanjanje klora, već radije za dezinfekciju ili kao pomoćna metoda.