کلر یکی از مهمترین مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب است و هدف اصلی آن ضدعفونی کردن آب، از بین بردن باکتریها، ویروسها، جلبکها و سایر میکروارگانیسمها است. کلر همچنین باعث جلوگیری از رشد مجدد میکروبها در مخازن و خطوط انتقال آب میشود.
کلر در سیستمهای تصفیه آب به شکلهای مختلفی استفاده میشود که هر کدام ویژگیها، مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند.
۱. کلر گازی (Chlorine Gas – Cl₂)
کلر گازی به صورت گاز فشرده داخل سیلندرهای فلزی نگهداری میشود.
مزایا
- ارزانترین روش ضدعفونی در مقیاس بزرگ
- قدرت ضدعفونی بسیار بالا
- مناسب برای تصفیهخانههای شهری و صنایع بزرگ
معایب
- بسیار سمی و خطرناک
- نیاز به تجهیزات ایمنی ویژه
- در صورت نشت، خطر جدی برای افراد ایجاد میکند.
کاربرد
- تصفیهخانههای آب شهری
- صنایع بزرگ
- نیروگاهها
۲. هیپوکلریت سدیم (Sodium Hypochlorite – NaOCl)
این ماده همان کلر مایع است و رایجترین نوع کلر در صنایع و دستگاههای تصفیه آب محسوب میشود.
غلظت آن معمولاً بین:
- ۱۰ تا ۱۵ درصد (صنعتی)
- ۵ تا ۶ درصد (خانگی)
مزایا
- استفاده آسان
- ایمنی بیشتر نسبت به کلر گازی
- قابلیت تزریق با دوزینگ پمپ
معایب
- در برابر نور و گرما تجزیه میشود.
- عمر نگهداری محدود دارد.
- هزینه حمل و نقل نسبتاً بالاتر است.
کاربرد
- دستگاههای RO صنعتی
- استخرها
- صنایع غذایی
- بیمارستانها
۳. هیپوکلریت کلسیم (Calcium Hypochlorite – Ca(OCl)₂)
به صورت پودر یا قرص سفید عرضه میشود و معمولاً حدود ۶۵ تا ۷۰ درصد کلر فعال دارد.
مزایا
- ماندگاری بالا
- حمل و نگهداری آسان
- قدرت ضدعفونی زیاد
معایب
- باید قبل از مصرف در آب حل شود.
- در تماس با مواد آلی ممکن است واکنش شدیدی ایجاد کند.
- رطوبت باعث کاهش کیفیت آن میشود.
کاربرد
- استخرها
- چاههای آب
- ضدعفونی مخازن
- آب آشامیدنی مناطق کوچک
۴. دیاکسید کلر (Chlorine Dioxide – ClO₂)
دیاکسید کلر یک اکسیدکننده بسیار قوی است و با کلر معمولی تفاوت دارد.
مزایا
- مؤثر بر باکتریها، ویروسها و انگلها
- حذف بو و طعم نامطبوع
- تشکیل بسیار کمتر محصولات جانبی مضر مانند تریهالومتانها (THMs)
معایب
- تولید آن معمولاً باید در محل انجام شود.
- تجهیزات تولید نسبتاً گران هستند.
- کنترل دوز تزریق اهمیت زیادی دارد.
کاربرد
- صنایع غذایی
- کارخانههای نوشیدنی
- تصفیه آب صنعتی
- بیمارستانها
۵. کلرامین (Chloramine)
کلرامین از واکنش کلر با آمونیاک تولید میشود.
مزایا
- ماندگاری بسیار بیشتر از کلر آزاد
- حفظ خاصیت ضدعفونی در شبکههای انتقال طولانی
- تولید کمتر برخی محصولات جانبی کلرزنی
معایب
- قدرت ضدعفونی اولیه کمتر از کلر آزاد
- حذف آن از آب دشوارتر است و در برخی کاربردها (مانند دیالیز و آکواریوم) باید کاملاً حذف شود.
کاربرد
- شبکههای توزیع آب شهری
- خطوط انتقال طولانی
کلر آزاد و کلر باقیمانده
در تصفیه آب معمولاً دو اصطلاح مهم استفاده میشود:
- کلر آزاد (Free Chlorine): مقدار کلری که هنوز توانایی ضدعفونی کردن دارد.
- کلر باقیمانده (Residual Chlorine): مقدار کلری که پس از پایان واکنشها در آب باقی میماند تا از آلودگی مجدد جلوگیری کند.
وجود مقدار مناسبی از کلر باقیمانده در شبکه توزیع آب اهمیت زیادی دارد، زیرا تا زمان رسیدن آب به مصرفکننده از رشد مجدد میکروارگانیسمها جلوگیری میکند.
مقایسه انواع کلر
| نوع کلر | شکل ظاهری | قدرت ضدعفونی | ایمنی | کاربرد اصلی |
|---|---|---|---|---|
| کلر گازی | گاز | بسیار زیاد | کم | تصفیهخانههای بزرگ |
| هیپوکلریت سدیم | مایع | زیاد | خوب | سیستمهای صنعتی و RO |
| هیپوکلریت کلسیم | پودر یا قرص | زیاد | متوسط | استخر، چاه و مخازن |
| دیاکسید کلر | محلول (تولید در محل) | بسیار زیاد | خوب | صنایع غذایی و آب صنعتی |
| کلرامین | محلول در آب | متوسط | خوب | شبکههای توزیع آب |
نکته مهم در سیستمهای RO
در دستگاههای اسمز معکوس (RO)، کلر آزاد برای ممبرانهای پلیآمید مضر است و میتواند باعث آسیب دائمی به آنها شود. به همین دلیل معمولاً قبل از ورود آب به ممبران از فیلتر کربن فعال یا تزریق موادی مانند سدیم متابیسولفیت (SMBS) برای حذف کلر استفاده میشود. این مرحله باعث افزایش عمر ممبران و حفظ راندمان سیستم خواهد شد.