Resterande klor (huvudsakligen hypoklorsyra HOCl och hypoklorit OCl⁻) har en starkt oxiderande och destruktiv effekt på jonbytarhartser. Denna destruktion är en kemisk nedbrytningsprocess som avsevärt förkortar hartsets livslängd och minskar dess utbyteskapacitet.
Kärnan i jonbytarharts är dess tvärbundna- polymerryggrad. Resterande klor, som en stark oxidant, angriper bensenringens struktur och förstör dess aromaticitet. Mer allvarligt är att det oxiderar och bryter ner kol-kolbindningarna som förbinder polymerkedjorna och överbryggande bindningar av tvärbindningsmedlet, divinylbensen.
För funktionella grupper såsom sulfonsyragrupper försvagar den oxidativa nedbrytningen av ryggraden av kvarvarande klor fästpunkterna för sulfonsyragrupperna, vilket slutligen leder till att sulfonsyragrupperna lossnar och utbyteskapaciteten försvinner.
Oxidation av hartset med restklor orsakar en permanent minskning av utbyteskapaciteten. De skadade funktionella grupperna kan inte regenereras, vilket resulterar i minskad hartsbehandlingskapacitet; kortare driftscykler kräver tätare regenerering, vilket ökar driftskostnaderna (regenereringsmedel, vattenförbrukning, tid); och hartsbrott, eftersom den oxidativa nedbrytningen av ryggraden leder till minskad hartsstyrka, vilket gör den skör och skör. Skräp ökar systemets tryckfall, täpper till vattenfördelare och förorenar avloppsvattnet; organiskt material löses upp och nedbrytningsprodukter (såsom lågmolekylära organiska syror och aminer) läcker från hartset och förorenar det behandlade vattnet.
Hur tar man bort resterande klor?
Metoder för att ta bort kvarvarande klor måste vara effektiva, pålitliga och ekonomiskt genomförbara. De viktigaste metoderna är följande:
1. Adsorption av aktivt kol
En väl-designad bädd av aktivt kol (kontakttid för tom bädd EBCT är vanligtvis 5-15 minuter) kan minska inflödet av kvarvarande klor från 1-2 mg/L till < 0,01 mg/L.
Adsorptionskapaciteten för aktivt kol för kvarvarande klor ligger typiskt inom intervallet 0,1-1,0 gCl2/g aktivt kol, beroende på typen av kol, vattenkvalitet och driftsförhållanden. Det betyder att ett kilo aktivt kol kan behandla hundratals till tusentals liter klorerat vatten (baserat på en kvarvarande klorkoncentration på 1 mg/L).
Aktivt kol har en stor specifik yta (vanligtvis 800-1500 m²/g) och en välutvecklad mikroporös struktur, vilket gör det möjligt för det att effektivt avlägsna kvarvarande klor genom fysisk adsorption och kemisk reduktion (reducerande platser på ytan med aktivt kol reducerar HOCl/OCl⁻ till Cl⁻).
Advantages: High removal efficiency (typically >99 %), som samtidigt kan ta bort organiskt material, lukt, färg och andra föroreningar från vatten. Enkel drift och relativt bekvämt underhåll (regelbunden backspolning, byte efter mättnad).
2. Dosering av kemiskt reduktionsmedel:
Teoretiskt sett kräver borttagning av 1 mg/L kvarvarande klor (Cl2) ungefär 1,46 mg/L NaHSO3 (eller ungefär 1,34 mg/L SO2). I praktiska tillämpningar, med hänsyn till ofullständiga reaktioner och säkerställande av en säkerhetsmarginal, är dosförhållandet typiskt 1,8:1 till 3:1 (mg NaHSO3 : mgCl2).
Exakta online-resterklorövervaknings- och doseringspumpar krävs för sluten -loopkontroll för att säkerställa varken underdosering (som skadar hartset) eller överdosering (vilket slösar bort reagenser och kan introducera ytterligare joner som SO₄²⁻).
Fördelar: Extremt snabb reaktion (sekunder), exakt doseringskontroll, litet fotavtryck, lämplig för hantering av stora flöden eller situationer med stora fluktuationer i kvarvarande klorkoncentration.
3. Ultraviolett (UV) bestrålning (mindre vanligt förekommande): Specifika våglängder av UV-ljus (främst 254 nm) kan fotolysera kvarvarande klor. Dess effektivitet är dock relativt låg (kräver högre doser), kostnaden är hög och den har krav på vattengrumlighet och ljustransmittans. Det används i allmänhet inte som en vanlig metod för hartsskydd och borttagning av klorering, utan snarare för desinfektion eller som en hjälpmetod.
