Artık klor (esas olarak hipokloröz asit HOCl ve hipoklorit OCl⁻) iyon değişim reçineleri üzerinde güçlü bir oksitleyici ve yıkıcı etkiye sahiptir. Bu yıkım, reçinenin ömrünü önemli ölçüde kısaltan ve değişim kapasitesini azaltan kimyasal bir bozunma sürecidir.
İyon değişim reçinesinin çekirdeği onun çapraz-bağlı polimer omurgasıdır. Artık klor, güçlü bir oksidan olarak benzen halkası yapısına saldırarak aromatikliğini yok eder. Daha ciddisi, polimer zincirlerini bağlayan karbon-karbon bağlarını ve çapraz-bağlayıcı ajan divinilbenzenin köprü bağlarını oksitler ve parçalar.
Sülfonik asit grupları gibi fonksiyonel gruplar için, omurganın artık klor tarafından oksidatif bozunması, sülfonik asit gruplarının bağlanma noktalarını zayıflatır, sonuçta sülfonik asit gruplarının ayrılmasına ve değişim kapasitesinin kaybına yol açar.
Reçinenin artık klor tarafından oksidasyonu, değişim kapasitesinde kalıcı bir azalmaya neden olur. Hasar görmüş fonksiyonel gruplar yenilenemez, bu da reçine işleme kapasitesinin azalmasına neden olur; daha kısa çalışma döngüleri daha sık rejenerasyon gerektirir, bu da işletme maliyetlerini artırır (rejenerasyon, su tüketimi, zaman); ve reçine kırılması, çünkü omurganın oksidatif bozunması reçine mukavemetinin azalmasına yol açarak onu kırılgan ve kırılgan hale getirir. Kalıntı sistemdeki basınç düşüşünü artırır, su dağıtıcılarını tıkar ve atık suyu kirletir; Organik madde çözünür ve bozunma ürünleri (düşük molekül ağırlıklı organik asitler ve aminler gibi) reçineden sızarak arıtılmış suyu kirletir.
Artık klor nasıl giderilir?
Artık klorun giderilmesine yönelik yöntemlerin verimli, güvenilir ve ekonomik açıdan uygulanabilir olması gerekir. Ana yöntemler aşağıdaki gibidir:
1. Aktif Karbon Adsorpsiyonu
İyi tasarlanmış bir aktif karbon yatağı (boş yatak temas süresi EBCT tipik olarak 5-15 dakikadır), içeri giren artık klor miktarını 1-2 mg/L'den < 0,01 mg/L'ye düşürebilir.
Aktif karbonun artık klor için adsorpsiyon kapasitesi, karbonun türüne, su kalitesine ve çalışma koşullarına bağlı olarak tipik olarak 0,1-1,0 gCl₂/g aktif karbon aralığındadır. Bu, bir kilogram aktif karbonun yüzlerce ila binlerce litre klorlu suyu arıtabileceği anlamına gelir (1 mg/L'lik artık klor konsantrasyonuna göre).
Aktif karbon geniş bir spesifik yüzey alanına (tipik olarak 800-1500 m²/g) ve iyi gelişmiş bir mikro gözenekli yapıya sahip olup, fiziksel adsorpsiyon ve kimyasal indirgeme (aktif karbon yüzeyindeki indirgeyici alanlar HOCl/OCl⁻'yi Cl⁻'ya düşürür) yoluyla artık kloru verimli bir şekilde uzaklaştırmasını sağlar.
Advantages: High removal efficiency (typically >% 99), organik maddeleri, kokuları, renkleri ve diğer kirleticileri sudan aynı anda uzaklaştırma kapasitesine sahiptir. Basit kullanım ve nispeten uygun bakım (düzenli geri yıkama, doygunluktan sonra değiştirme).
2. Kimyasal İndirgeyici Ajan Dozu:
Teorik olarak, 1 mg/L artık klorun (Cl₂) giderilmesi, yaklaşık 1,46 mg/L NaHSO₃ (veya yaklaşık 1,34 mg/L SO₂) gerektirir. Pratik uygulamalarda, eksik reaksiyonlar göz önüne alındığında ve bir güvenlik marjı sağlandığında dozaj oranı tipik olarak 1,8:1 ila 3:1'dir (mg NaHSO₃ : mgCl₂).
Ne düşük dozajın (reçineye zarar verir) ne de aşırı dozajın (reaktiflerin israfına neden olur ve SO₄²⁻ gibi ek iyonların ortaya çıkmasına neden olabilir) garanti altına alınmaması için kapalı devre kontrolü için hassas çevrimiçi artık klor izleme ve ölçüm pompaları gereklidir.
Avantajları: Son derece hızlı reaksiyon (saniye), hassas dozaj kontrolü, küçük ayak izi, büyük akış hızlarının veya artık klor konsantrasyonunda büyük dalgalanmaların olduğu durumların yönetimi için uygundur.
3. Ultraviyole (UV) ışınlama (daha az yaygın olarak kullanılır): UV ışığının spesifik dalga boyları (esas olarak 254nm), artık kloru fotolize edebilir. Ancak verimliliği nispeten düşüktür (daha yüksek dozaj gerektirir), maliyeti yüksektir ve suyun bulanıklığı ve ışık geçirgenliği gibi gereksinimleri vardır. Genellikle reçine koruması ve klorlamanın giderilmesi için ana yöntem olarak kullanılmaz, daha ziyade dezenfeksiyon veya yardımcı yöntem olarak kullanılır.