Rezidualni hlor (uglavnom hipohlorna kiselina HOCl i hipohlorit OCl⁻) ima snažan oksidirajući i destruktivni učinak na smole za ionsku izmjenu. Ovo uništavanje je proces hemijske degradacije koji značajno skraćuje životni vek smole i smanjuje njen kapacitet razmene.
Jezgro jonoizmenjivačke smole je njena poprečno{0}}povezana polimerna okosnica. Zaostali hlor, kao jak oksidans, napada strukturu benzenskog prstena, uništavajući njenu aromatičnost. Ozbiljnije, on oksidira i razgrađuje ugljične-ugljične veze koje povezuju polimerne lance i premošćavajuće veze agensa za unakrsno{4}}vezivanje, divinilbenzena.
Za funkcionalne grupe kao što su grupe sulfonske kiseline, oksidativna degradacija kičme rezidualnim hlorom slabi tačke vezivanja grupa sulfonske kiseline, što na kraju dovodi do odvajanja grupa sulfonske kiseline i gubitka kapaciteta razmene.
Oksidacija smole rezidualnim hlorom uzrokuje trajno smanjenje kapaciteta izmjene. Oštećene funkcionalne grupe ne mogu se regenerisati, što rezultira smanjenim kapacitetom obrade smole; kraći radni ciklusi zahtijevaju češću regeneraciju, povećavajući troškove rada (regeneracija, potrošnja vode, vrijeme); i lomljenje smole, jer oksidativna degradacija kičme dovodi do smanjenja čvrstoće smole, čineći je krhkom i krhkom. Krhotine povećavaju pad pritiska u sistemu, začepljuju distributere vode i kontaminiraju otpadne vode; organska tvar se otapa, a produkti razgradnje (kao što su organske kiseline male molekularne težine i amini) izlučuju se iz smole, zagađujući tretiranu vodu.
Kako ukloniti zaostali hlor?
Metode za uklanjanje rezidualnog hlora moraju biti efikasne, pouzdane i ekonomski izvodljive. Glavne metode su sljedeće:
1. Adsorpcija aktivnog uglja
Dobro-dizajniran sloj sa aktivnim ugljem (vrijeme kontakta s praznim slojem EBCT je tipično 5-15 minuta) može smanjiti utjecaj rezidualnog hlora sa 1-2 mg/L na < 0,01 mg/L.
Kapacitet adsorpcije aktivnog uglja za rezidualni hlor je tipično u rasponu od 0,1-1,0 gCl₂/g aktivnog uglja, u zavisnosti od vrste uglja, kvaliteta vode i radnih uslova. To znači da jedan kilogram aktivnog uglja može tretirati stotine do hiljade litara klorirane vode (na osnovu koncentracije zaostalog hlora od 1 mg/L).
Aktivni ugalj ima veliku specifičnu površinu (obično 800-1500 m²/g) i dobro razvijenu mikroporoznu strukturu, što mu omogućava efikasno uklanjanje zaostalog hlora kroz fizičku adsorpciju i hemijsku redukciju (redukciona mjesta na površini aktivnog ugljena smanjuju HOCl/OCl⁻ u Cl).
Advantages: High removal efficiency (typically >99%), sposoban da istovremeno ukloni organsku materiju, mirise, boju i druge zagađivače iz vode. Jednostavan rad i relativno praktično održavanje (redovno ispiranje, zamjena nakon zasićenja).
2. Doziranje hemijskog redukcijskog agensa:
Teoretski, za uklanjanje 1 mg/L zaostalog hlora (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 tipično 1,8:1 do 3:1 (mg NaHSO₃ : mgCl₂).
Precizno online praćenje i pumpe za doziranje zaostalog hlora su potrebne za kontrolu zatvorenog{0}}petlja kako bi se osiguralo ni premalo doziranje (koje oštećuje smolu) niti predoziranje (koje troši reagense i može uvesti dodatne jone kao što je SO₄²⁻).
Prednosti: Izuzetno brza reakcija (sekunde), precizna kontrola doziranja, mali otisak, pogodan za rukovanje velikim brzinama protoka ili situacijama sa velikim fluktuacijama u koncentraciji zaostalog hlora.
3. Ultraljubičasto (UV) zračenje (manje korišćeno): Specifične talasne dužine UV svetlosti (uglavnom 254nm) mogu fotolizirati rezidualni hlor. Međutim, njegova efikasnost je relativno niska (zahtijeva veće doze), cijena je visoka i ima zahtjeve u pogledu zamućenosti vode i propusnosti svjetlosti. Obično se ne koristi kao glavna metoda za zaštitu smole i uklanjanje hloriranja, već radije za dezinfekciju ili kao pomoćna metoda.
