کلر
در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب برای انجام فرآیند گندزدایی پساب تصفیه‌شده، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین این روش‌ها، می‌توان از روش کلرزنی نام برد، زیرا این روش نه تنها ارزان‌ترین روش گندزدایی محسوب می‌شود بلکه دارای مزیت‌های فراوان دیگری نیز بوده و از هر نظر برای حذف آلودگی‌های میکروبی شیوۀ رضایت‌بخشی می‌باشد.
در واقع در این روش از اضافه کردن گاز کلر یا ترکیبات آن از قبیل هیپوکلریت کلسیم، هیپوکلریت سدیم، دی اکسید کلر و انواع کلروآمین‌ها به فاضلاب استفاده می‌شود. در حال حاضر برای انجام فرآیند کلرزنی، بیشتر از هیپوکلریت سدیم استفاده می‌شود. اگرچه این مادۀ شیمیایی ترکیب نسبتاً پایداری دارد اما به مرور زمان تجزیه می‌شود و باید در نگهداری از آن دقت و توجه زیادی بکار برده شود.
از هیپوکلریت کلسیم نیز در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب استفاده می‌شود. اما گران بودن این محصول، باعث شده که استفاده از آن کمتر از هیپوکلریت سدیم باشد. در مجموع، استفاده از گاز کلر بهتر و مؤثرتر از استفاده از دیگر ترکیبات شیمیایی همچون هیپوکلریت کلسیم یا سدیم است. در مورد دی اکسید کلر نیز باید توجه داشت که ماده‌ای بسیار ناپایدار است و باید در محل تصفیه‌خانه تولید شود. از طرفی بدلیل واکنش با عوامل احیاکننده موجود در فاضلاب، دی اکسید کلر فقط به کلریت تبدیل می‌شود و از همۀ توان اکسیدکنندگی آن نمی‌توان استفاده نمود.
بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که دی اکسید کلر به اندازۀ کلر فعال نیست و بهتر است که بجای آن از گاز کلر استفاده شود. همچنین باید به این نکته مهم نیز توجه داشت که با وجود تأثیر خوب گاز کلر در انجام فرآیند گندزدایی، ممکن است استفاده از آن باعث آلودگی‌های محیط زیستی و مسمومیت کارگران شاغل در تصفیه خانه نیز بشود که باید تمهیدات ایمنی در این مورد بدرستی رعایت گردد.
دانستن این نکته هم بسیار ضروری است که کلر می‌تواند بر روی انجام فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی تأثیر منفی بگذارد. بدین جهت در صورت لزوم برای کاهش بار مواد آلی و کنترل بو، عملیات پیش کلرزنی باید قبل از مرحله ته‌نشینی انجام شود، اما مرحلۀ کلرزنی نهایی باید بعد از حوضچه‌های ته نشینی قرار گیرد.
نحوه عملکرد
در انجام این فرآیند باید به این نکته توجه داشت که نسبت تبدیل کلر به اسیدهیپوکلرو و یون اکسید کلر در واقع تابعی از اسیدیته و درجه حرارت فاضلاب است. پس از انجام فرآیند تجزیه و بدلیل حضور موادی اکسیدپذیر همچون آهن، منگنز، سولفوریک اسید و دیگر مواد آلی موجود در فاضلاب، بخشی از کلر صرف فرآیند اکسیداسیون می‌شود. البته حاصل این فرآیند تولید کلرورهای مختلفی است که بدلیل پایداری، کلر آن‌ها آزاد نمی‌شود و در نتیجه نمی‌توانند باکتری‌ها را از بین ببرند.
پس از آن، کلر با ترکیبات ازت‌دار مانند آمونیاک واکنش می‌دهد و بتدریج و برحسب مقدار اسیدیتۀ فاضلاب، کلرآمین‌های مختلفی تولید میشوند. برای اطمینان یافتن از اثربخشی فرآیند گندزدایی، مقدار کلر باقیمانده در پساب تصفیه شدۀ خروجی را اندازه می‌گیرند. مقدار کلر باقیمانده در حقیقت مجموع یون‌های هیپوکلریت و کلریت است.
همانطوری که گفته شد، انجام عملیات کلرزنی به چندین روش قابل اجرا است:
1- تزریق کلر مایع:
مقدار دقیق کلر مصرفی به درجه حرارت پساب تصفیه شده و زمان ماند فرآیند بستگی دارد. بطور کلی مقدار کلر مصرفی 15 میلی‌گرم در لیتر فاضلاب تصفیه شده است. برای تهیه و تزریق محلول کلر با درصد مشخص، مواد شیمیایی مورد نظر را در داخل یک مخزن پلی‌اتیلنی با آب مخلوط می‌کنند. عمل همزدن نیز توسط یک همزن الکتریکی با شافت مقاوم در برابر خوردگی انجام می‌شود. پس از یکنواخت شدن محلول، با استفاده از یک پمپ تزریق که قابلیت تنظیم و انتقال مواد شیمیایی با دقت کافی دارد، آن‌را به مسیر فاضلاب تصفیه شده تزریق می‌کنند.
2- تزریق گاز کلر:
با اضافه شدن گاز کلر به فاضلاب، به ترتیب واکنش‌های هیدرولیزاسیون و یونیزاسیون انجام میشوند و یون‌های هیپوکلریت و کلریت تشکیل میشوند. البته در میان این یون‌ها، یون هیپوکلریت قدرت اکسیدکنندگی بیش‌تری دارد.
تجهیزات
تجهیزات مورد نیاز برای انجام فرآیند کلرزنی به نوع سیستم کلرزن بستگی دارد. بر حسب اینکه از سیستم کلرزنی مایع یا گازی استفاده شود، این تجهیزات نیز متفاوت میشوند:
1- تزریق کلر مایع
اصلی‌ترین لوازم مورد نیاز در این حالت عبارتند از: مخزن پلی‌اتیلنی برای تهیه محلول هیپوکلریت، پمپ تزریق بهمراه استرینر، لوله‌کشی مناسب برای خطوط مکش و دهش، اتصالات، سیستم همزن که شامل شافت و پروانه از جنس استنلس استیل است و همچنین مجهز به الکتروموتور مناسب و متعلقات لازم از قبیل شاسی استقرار می‌باشد. باید توجه داشت که تمامی تجهیزاتی که با مواد شیمیایی در تماس هستند باید از جنس مقاوم در برابر خوردگی انتخاب شوند.
2- تزریق گاز کلر
دستگاه کلریناسیون گازی و اتصالات و سیلندرهای حاوی گاز کلر. تجهیزات ایمنی از قبیل تشخیص‌دهندۀ نشت گاز کلر که بطور کاملا اتوماتیک وارد مدار شده و در زمان تعیین شده گاز موجود در محل را خنثی کرده و مقدار آن‌را به کمتر از حد مجاز می‌رساند.
مزایا:
1- از بین رفتن میکروارگانیسم‌ها، باکتری‌ها . جلبک‌ها
2- کاهش بوی نامطبوع فاضلاب
3- جلوگیری از حجیم شدن لجن و کف در واحد هاضم
4- کمک به تغلیظ لجن
5- در دسترس بودن کلیه تجهیزات
6- ارزان بودن سیستم‌های تزریق کلر مایع
کاربرد در صنایع:
از آن‌جا که کلر باعث از بین رفتن جلبک‌ها و باکتری‌ها می‌شود، استفاده از سیستم‌های کلرزنی در بسیاری از موارد رایج شده است. از قبیل:
تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب – استخرها – آب جبرانی به دیگ‌های بخار، برج‌های خنک‌کننده و مبدل‌های حرارتی