Остатъчният хлор (главно хипохлориста киселина HOCl и хипохлорит OCl⁻) има силно окислително и разрушително действие върху йонообменните смоли. Това унищожаване е процес на химическо разграждане, който значително скъсява живота на смолата и намалява обменния й капацитет.
Ядрото на йонообменната смола е нейният кръстосано свързан полимерен гръбнак. Остатъчният хлор, като силен окислител, атакува структурата на бензеновия пръстен, унищожавайки ароматността му. По-сериозно, той окислява и разгражда въглерод-въглеродните връзки, свързващи полимерните вериги и мостовите връзки на омрежващия -свързващ агент, дивинилбензен.
За функционални групи като групи на сулфонова киселина, окислителното разграждане на гръбнака от остатъчен хлор отслабва точките на свързване на групите на сулфоновата киселина, което в крайна сметка води до отделяне на групите на сулфоновата киселина и загуба на обменен капацитет.
Окисляването на смолата от остатъчен хлор причинява трайно намаляване на обменния капацитет. Повредените функционални групи не могат да бъдат регенерирани, което води до намален капацитет за обработка на смола; по-кратките работни цикли изискват по-честа регенерация, увеличавайки оперативните разходи (регенерант, консумация на вода, време); и счупване на смолата, тъй като окислителното разграждане на гръбнака води до намалена якост на смолата, което я прави чуплива и чуплива. Отломките увеличават спада на налягането в системата, запушват водоразпределителите и замърсяват отпадъчните води; органичната материя се разтваря и продуктите от разграждането (като органични киселини с ниско молекулно тегло и амини) се отделят от смолата, замърсявайки пречистената вода.
Как да премахнете остатъчния хлор?
Методите за отстраняване на остатъчния хлор трябва да бъдат ефективни, надеждни и икономически осъществими. Основните методи са както следва:
1. Адсорбция с активен въглен
Добре-проектираният слой с активен въглен (времето за контакт с празен слой EBCT обикновено е 5-15 минути) може да намали входящия остатъчен хлор от 1-2 mg/L до < 0,01 mg/L.
Адсорбционният капацитет на активния въглен за остатъчен хлор обикновено е в диапазона от 0,1-1,0 gCl₂/g активен въглен, в зависимост от вида въглен, качеството на водата и условията на работа. Това означава, че един килограм активен въглен може да третира стотици до хиляди литри хлорирана вода (на базата на остатъчна концентрация на хлор от 1 mg/L).
Активният въглен притежава голяма специфична повърхност (обикновено 800-1500 m²/g) и добре развита микропореста структура, което му позволява ефективно да отстранява остатъчния хлор чрез физическа адсорбция и химическа редукция (редуциращите места на повърхността на активния въглен намаляват HOCl/OCl⁻ до Cl⁻).
Advantages: High removal efficiency (typically >99%), способен едновременно да отстранява органични вещества, миризми, цвят и други замърсители от водата. Лесна работа и сравнително удобна поддръжка (редовно обратно промиване, подмяна след насищане).
2. Дозировка на химичния редуциращ агент:
Теоретично отстраняването на 1 mg/L остатъчен хлор (Cl₂) изисква приблизително 1,46 mg/L NaHSO3 (или приблизително 1,34 mg/L SO₂). При практически приложения, като се имат предвид непълните реакции и осигуряването на граница на безопасност, съотношението на дозите обикновено е 1,8:1 до 3:1 (mg NaHS03 : mgCl2).
Необходими са прецизни онлайн мониторинг на остатъчния хлор и дозиращи помпи за управление на затворен -контур, за да се гарантира нито недостатъчно дозиране (което уврежда смолата), нито предозиране (което губи реагенти и може да въведе допълнителни йони като SO₄²⁻).
Предимства: Изключително бърза реакция (секунди), прецизен контрол на дозировката, малък отпечатък, подходящ за работа с големи дебити или ситуации с големи колебания в концентрацията на остатъчен хлор.
3. Ултравиолетово (UV) облъчване (използвано по-рядко): Специфични дължини на вълните на UV светлина (основно 254 nm) могат да фотолизират остатъчния хлор. Ефективността му обаче е сравнително ниска (изисква по-високи дози), цената е висока и има изисквания по отношение на мътността на водата и пропускливостта на светлина. Обикновено не се използва като основен метод за защита от смола и отстраняване на хлориране, а по-скоро за дезинфекция или като спомагателен метод.