Resterende klor (hovedsakelig hypoklorsyre HOCl og hypokloritt OCl⁻) har en sterk oksiderende og destruktiv effekt på ionebytterharpikser. Denne ødeleggelsen er en kjemisk nedbrytningsprosess som forkorter harpiksens levetid betydelig og reduserer utvekslingskapasiteten.
Kjernen i ionebytterharpiks er dens tverrbundne- polymerryggrad. Resterende klor, som en sterk oksidant, angriper benzenringstrukturen og ødelegger aromatisiteten. Mer alvorlig, det oksiderer og bryter ned karbon-karbonbindingene som forbinder polymerkjedene og brobindingene til tverrbindingsmidlet divinylbenzen.
For funksjonelle grupper som sulfonsyregrupper, svekker den oksidative nedbrytningen av ryggraden av gjenværende klor festepunktene til sulfonsyregruppene, noe som til slutt fører til løsgjøring av sulfonsyregruppene og tap av utvekslingskapasitet.
Oksidasjon av harpiksen med gjenværende klor forårsaker en permanent reduksjon i utvekslingskapasiteten. De skadede funksjonelle gruppene kan ikke regenereres, noe som resulterer i redusert harpiksbehandlingskapasitet; kortere driftssykluser krever hyppigere regenerering, økende driftskostnader (regenereringsmiddel, vannforbruk, tid); og harpiksbrudd, da den oksidative nedbrytningen av ryggraden fører til redusert harpiksstyrke, noe som gjør den sprø og skjør. Avfall øker systemets trykkfall, tetter vannfordelere og forurenser avløpet; organisk materiale løses opp, og nedbrytningsprodukter (som organiske syrer og aminer med lav molekylvekt) lekker ut fra harpiksen og forurenser det behandlede vannet.
Hvordan fjerne rester av klor?
Metoder for å fjerne gjenværende klor må være effektive, pålitelige og økonomisk gjennomførbare. Hovedmetodene er som følger:
1. Adsorpsjon av aktivert karbon
Et godt-designet aktivert karbonlag (kontakttid for tom sjikt EBCT er vanligvis 5–15 minutter) kan redusere innflytende restklor fra 1–2 mg/L til < 0,01 mg/L.
Adsorpsjonskapasiteten til aktivert karbon for gjenværende klor er typisk i området 0,1-1,0 gCl2/g aktivert karbon, avhengig av type karbon, vannkvalitet og driftsforhold. Dette betyr at ett kilo aktivt kull kan behandle hundrevis til tusenvis av liter klorvann (basert på en restklorkonsentrasjon på 1 mg/L).
Aktivt karbon har et stort spesifikt overflateareal (typisk 800-1500 m²/g) og en velutviklet mikroporøs struktur, noe som gjør det i stand til effektivt å fjerne gjenværende klor gjennom fysisk adsorpsjon og kjemisk reduksjon (reduserende steder på aktivert karbonoverflaten reduserer HOCl/OCl⁻ til Cl⁻).
Advantages: High removal efficiency (typically >99%), i stand til samtidig å fjerne organisk materiale, lukt, farge og andre forurensninger fra vann. Enkel betjening og relativt praktisk vedlikehold (vanlig tilbakespyling, utskifting etter metning).
2. Dosering av kjemisk reduksjonsmiddel:
Teoretisk sett krever fjerning av 1 mg/L gjenværende klor (Cl2) ca. 1,46 mg/L NaHSO3 (eller ca. 1,34 mg/L SO2). I praktiske anvendelser, med tanke på ufullstendige reaksjoner og sikring av en sikkerhetsmargin, er doseringsforholdet typisk 1,8:1 til 3:1 (mg NaHSO3 : mgCl2).
Nøyaktige nettbaserte overvåkings- og målepumper for gjenværende klor er nødvendig for lukket-sløyfekontroll for å sikre verken underdosering (som skader harpiksen) eller overdosering (som sløser med reagenser og kan introdusere ytterligere ioner som SO₄²⁻).
Fordeler: Ekstremt rask reaksjon (sekunder), presis doseringskontroll, lite fotavtrykk, egnet for håndtering av store strømningshastigheter eller situasjoner med store svingninger i restklorkonsentrasjon.
3. Ultrafiolett (UV) bestråling (mindre vanlig brukt): Spesifikke bølgelengder av UV-lys (hovedsakelig 254nm) kan fotolysere gjenværende klor. Effektiviteten er imidlertid relativt lav (krever høyere doser), kostnadene er høye, og den har krav til vannturbiditet og lystransmittans. Det brukes vanligvis ikke som en vanlig metode for harpiksbeskyttelse og kloreringsfjerning, men snarere for desinfeksjon eller som en hjelpemetode.