دستورالعمل استفاده از پکیج تزریق کلر مایع

در این مقاله از سایت شرکت ناب زیست ترکیبات اصلی حاصل از عمل کلرزنی آب آشامیدنی، فاکتورهایی که موجب افزایش و یا کاهش این ترکیبات اصلی می‌شود، تکنیک هایی که در تاسیسات تصفیه خانه می‌توان بکار برد تا تشکیل این ترکیبات را به حداقل رسانید و روش های اندازه گیری این ترکیبات مورد بازنگری قرار می‌گیرد.

مبانی کلرزنی

برای حصول اطمینان از درستی کلرزنی قواعد زیر بایستی رعایت شود:

• آب مورد گندزدایی، صاف و بدون کدورت باشد.
• کلر مورد نیاز آب مشخص گردد، نقطه شکست کلر و کلر باقی مانده آزاد حائز اهمیت است.
• در هر حال زمان تماس حدود یک ساعت برای از بین بردن زیستوارک‌های حساس در مقابل کلر منظور گردد.
• حداقل کلر باقیمانده پس از یک ساعت 0.5 میلی‌گرم در لیتر پیشنهاد می‌شود. این مقدار در بیماری‌های همه گیر‌ روده تا 1 میلی‌گرم در لیتر نیز توصیه شده است.
• مقدار کلر مورد نیاز هر نوع آب برابر خواهد بود با مقدار کلری که به آب اضافه می‌شود تا پس از یک ساعت مقدار 0.5 میلی‌گرم در لیتر کلر باقی مانده داشته باشد.
• کلر اولین ماده انتخابی در گندزدایی آب است زیرا ارزان، موثر و کاربرد آن بسیار ساده است. برای جلوگیری از آثار سمی آن توسط دستگاه کلرزن به آب اضافه می‌شود. ترکیب آمونیاکی کلر نیز برای گندزدایی آب به کار می‌رود لیکن اثر آن کندتر از اثر کلر است. این امر باعث محدودیت استفاده از آن شده است.
• پرکلرین یا T.H یا هیپوکلریت پر قدرت، یکی از ترکیبات کلسیم است که 70ـ60 درصد کلر دارد. محلول ساخته شده از H.T.H و ترکیبات دیگر کلردار برای گندزدایی آب بکار می‌رود.
• پرکلرین Ca(OCL)2 به صورت پودر یا کریستال ریز در بسته‌هایی با وزن مشخص تهیه و توزیع می‌گردد.
• گرد سفید کلر CaOCL2 که کلر قابل استفاده آن 39ـ33.5% است.
• محلول هیپوکلریت سدیم Naocl که دارای 5ـ3 و 16ـ10 درصد وزنی کلر قابل استفاده است.
  به هر حال علی رغم ترکیبات جانبی کلر با مواد آلی آب و خطرات احتمالی آن برای سلامت هنوز کلر به عنوان یک ماده شیمیایی گندزدا برای بهسازی آب آشامیدنی مورد استفاده است.

محل نصب دستگاه کلرزن

محل نصب دستگاه کلرزنی باید دارای شرایط زیر باشد:

1. محل انتخاب شده بر روی لوله آبرسان جهت تزریق کلر باید به گونه ای باشد که از آلودگی آب تصفیه شده جلوگیری نماید و قبل از مخزن ذخیره آب باشد تا زمان ماند لازم برای تماس آب و کلر، که مهم ترین عامل موثر در گندزدایی آب به کمک کلر است، فراهم شود.
2. پمپ تزریق باید در محل نصب کاملا تراز و محکم باشد.
3. محل نصب دستگاه باید نزدیک محل تزریق و تغذیه کلر باشد که نتیجه آن کم شدن خورندگیهای بین مسیر و کاهش احتمال انسداد مجاری و لوله‌ها و کاهش طول خطوط انتقال و کاهش افت فشار است.
4. فضای کافی و شرایط مناسب جهت ذخیره حداقل مصرف 3 ماه کلر موجود باشد.
5. آب و برق کافی حتی برای شرایط اظطراری منظور شود بگونه ای که بتوان عملیات تزریق کلر را در تمام شرایط انجام داد.
6. حداکثر ایمنی برای بهره برداری کننده (دستکش پلاستیکی، پیمانه مناسب، ماسک، پیش بند، لباس کار، عینک مناسب) منظور شود.
7. محل نصب قسمت تزریق کننده به خط آبرسانی باید پایین تر از خط مصرف باشد در غیر اینصورت ممکن است به علت ایجاد حالت سیفون، کلر مازاد بر نیاز وارد خط شود.
8. محور لوله آب، نقطه مناسبی برای تزریق کلر است.
9. در صورتی که فاصله محل نصب تا خط مصرف بیش از یک متر است، حتما از لوله با قط حداقل یک اینچ استفاده شود، تا فشار معکوس سبب آسیب دیافراگم بگردد. در این صورت افت فشار حین تزریق نیز کاسته خواهد شد البته در صورت استفاده از اینگونه لوله‌ها احتمال انسداد بیشتر بوده و لازم است زود به زود عملیات شستشوی لوله‌ها انجام شود.
10. دستگاه در معرض تابش نور خورشید یا گرمای شدید نباشد.

طریقه استفاده از دستگاه کلرزن

1. مخزن پلی اتیلن را تا بیست سانتی‌متری دهانه، از آب پر کنید.
2. به مقدار لازم پودر کلر را در داخل آن بریزید.

یک نمونه مثال حل شده:

میزان کلر مورد نیاز برای گندزدایی آب چاه (میزان تزریق کلر برای آب چاه 3 تا 5PPM و برای گندزدایی فاضلاب 12 تا 15PPM) و مقدار مصرف روزانه 70 مترمکعب در روز (معادل 70000 لیتر در روز) با کلر 50 درصد نیرو کلر (در صورت استفاده از کلر هندی 70 درصد در رابطه بالا بجای 5/0 درصد کلر یعنی 7/0 را قرار می‌دهیم)

3. همزن را روشن کرده، اجازه دهید 5 الی 15 دقیقه محلول همزده شود، سپس همزن را خاموش نمایید.
4. حداقل 10 دقیقه اجازه دهید تا آهک تشکیل شده رسوب نماید.
5. در دستگاه‌های تک مخزنه کلرزنی محلول آماده تزریق می‌باشد.
6. در دستگاه‌های دو مخزنه کلرزنی با باز کردن شیر واسط، محلول در مخزن تزریق پر شده و قابل استفاده می‌باشد.
7. جهت راه اندازی پمپ تزریق درجه تنظیم دبی روی حداکثر گذاشته شود و پس از جریان یافتن محلول کلر در لوله خروجی تنظیم، روی درجه لازم تنظیم شود. درجه تنظیم را وقتی که پمپ در حال کارکردن باشد، باید چرخاند در غیر این صورت به آن آسیب می رسد.

نصب دستگاه کلرزنی

1. دستگاه، در مکان مناسبی که در بالا ذکر شد، قرار داده شود.
2. برق دستگاه به برق شهر وصل گردد.
3. به لوله آب یک بوشن 4/3 وصل گردیده و سپس انژکتور تزریق به آن بسته شود.
4. یک شیر جهت تامین آب دستگاه به نزدیکی دهانه مخزن کشیده شود.

نگهداری دستگاه کلرزن مایع

• مخزن دستگاه حداقل هفته ای یک بار تمیز گردد.
• حداقل هر ماه یکبار دستگاه سرکه شویی گردد (یک لیوان سرکه توسط پمپ مکش شده سپس 10 دقیقه در داخل پمپ و مسیر تزریق بماند تا رسوبات را پاک نماید.)
• از وارد کردن ضربه به قسمت‌های مختلف دستگاه به خصوص انژکتورها و میله همزن خودداری گردد.
• پیچ دبی را فقط در حالتی که دستگاه روشن می‌باشد تنظیم نمایید.
• ظاهر دستگاه را حداقل هفته ای یکبار تمیز نمایید.
• در صورت وجود رسوبات بر روی دستگاه بخصوص هد و انژکتورها آن را با سرکه و یا اسید کلریدریک رقیق (20%-25%) شستشو بدهید.
• در صورتیکه دستگاه بیشتر از چند ساعت در روز از سرویس خارج شود، قبل از شروع تزریق مجدد محلول کلر مسیر تزریق و رانش لوله اصلی آب می‌بایست با پمپاژ آب خالی شستشو شود.
• در صورتیکه دستگاه بیشتر از یک روز از سرویس خارج می‌گردد باید سرکه شویی شود.
• اگر تغذیه از چند مسیر انجام شود، از برگشت مواد از مسیرهای فرعی به انشعاب اصلی ممانعت شود.
• فاصله سوپاپ مکش تا کف مخزن ذخیره محلول کلر باید حداقل 25 سانتی‌متر باشد تا از ورود رسوبات کف مخزن به داخل سیستم جلوگیری شود.
• محلول کلر حین تزریق نباید با مواد دیگری مخلوط شود.
• با توجه به اینکه غالب هیپوکلریناتورها در کنار چاههای آب نصب می‌شوند، بهتر است برق آب چاه و پمپ تزریق کلر به گونه ای به هم وصل شوند تا در زمان هایی که طی شبانه روز عملیات پمپاژ با کنترل اتوماتیک انجام می‌شود، عملیات تزریق محلول کلر آماده از مخزن دوم نیز به مقدار لازم انجام شود و در نتیجه نیازی به وجود اپراتور مقیم و دائمی برای دستگاه نخواهیم داشت. در غیر اینصورت بطور مرتب می‌بایست بنا به نیاز یک نفر بهره بردار دستگاه و پمپ تزریق را در ساعات مختلف روز روشن و خاموش نماید.

عوامل مهم موثر در گندزدایی با کلر

1. غلظت کلر: با بالا رفتن میزان غلظت کلر توان گندزدایی آن افزایش می یابد.
2. زمان تماس کلر با آب: با افزایش زمان تماس کلر با آب، تاثیر گندزدایی کلر بیشتر می گردد. لذا به غلظت کلر کمتری نیاز می‌باشد.
3. PH آب: با افزایش PH آب تاثیر گندزدایی کلر کمتر می گردد. لذا به غلظت کلر بیشتری نیاز می‌باشد.
4. دمای آب: با افزایش دمای آب، تاثیر گندزدایی کلر بیشتر می گردد. لذا به غلظت کلر کمتری نیاز است.
5. مواد خارجی موجود در آب: با افزایش کدورت آب (به دلیل امکان تماس کمتر کلر با میکروارگانیسم ها) تاثیر گندزدایی کلر کمتر می‌گردد. لذا به غلظت کلر بیشتری نیاز می‌باشد.

اندازه ­گیری میزان کلر توسط کیت­ های کلرسنجی (DPD , OTO)

محلول OTO: پنج قطره از محلول OTO را داخل کیت کلرسنجی ریخته سپس آن را تا خط نشان با آب پر نمایید درب آن را ببندید. با معکوس کردن کیت، محلول را بهم بزنید. برحسب میزان غلظت کلر، رنگ محلول فوق از زرد کمرنگ تا زرد پررنگ تغییر می‌نماید. با مقایسه رنگ ایجاد شده با رنگ روی بدنه کیت می‌توان میزان کلر باقی مانده کل را برحسب میلی‌گرم در لیتر (PPM) قراعت نمود.

قرص DPD: یک عدد قرص را در داخل کیت DPD انداخته سپس آن را تا خط نشان با آب پر نمایید درب آن را ببندید. با معکوس کردن کیت، محلول را بهم بزنید. برحسب میزان کلر، رنگ محلول فوق از قرمز پر رنگ تغییر می‌نماید. با مقایسه رنگ ایجاد شده، با رنگ روی بدنه کیت DPD می‌توان میزان کلر باقی مانده کل و یا آزاد را به میلی‌گرم در لیتر (PPM) محاسبه نمود.

طریقه تنظیم میزان کلر آب

طبق استاندارد شماره 1011 (ویژگی‌های میکروبیولوژیکی آب) ایران میزان کلر آزاد باقیمانده در انتهای شبکه آبرسانی در شرایط عادی 0.5 تا 0.8 میلی‌گرم در لیتر (PPM) می‌باشد و این زمانی است که، زمان تماس کلر با آب حداقل 30 دقیقه، PH آب مابین 6.5 تا 9، تیرگی آب (کدورت) حداکثر 5NTU باشد.

لذا میزان تزریق توسط پکیج تزریق مواد شیمیایی را باید طوری تنظیم نماییم که کلر باقی مانده آزاد مابین 0.5 تا 0.8 باشد و این در صورتی است که شبکه آبرسانی ما شرایط فوق را دارا باشد.

جهت افزایش و یا کاهش میزان کلر تزریقی به شبکه آب می‌توان با چرخاندن پیچ دبی پمپ تزریق (فقط در زمان روشن بودن پمپ) از صفر تا 100 درصد میزان تزریق را افزایش داد و یا برعکس. در صورت عدم جوابگو بودن پیچ دبی می‌توان با کم و یا زیاد ریختن پودر کلر، به داخل مخزن دستگاه، میزان تزریق کلر را تنظیم نمود.

مخاطرات موجود در بهره ­برداری از گاز يا مايع كلر

آسيب­هاي بدني

اولين و اصلي­ترين آسيب گاز كلر در سيستم تنفسي ايجاد مي ­شود. اين گاز در غلظت­ های کم باعث تحريك غشاي بيني، مخاط تنفسي و چشم می گردد. با افزايش غلظت، تنفس تا حدي دشوار می­ شود كه نارسايي دائمي سيستم تنفسي يا حتي مرگ در اثر قطع تنفس رخ مي ­دهد. بوي نافذ و خاص كلر مي­ تواند به عنوان هشدار وجود كلر در هوا باشد. اين بو در غلظت­ هاي كم شبيه به بوي مواد سفيدكننده خانگي يا آب ژاول است. همچنين گاز كلر در غلظت­ هاي بالا به شكل گازي به رنگ زرد مايل به سبز قابل رؤيت است.

كلر مايع با توجه به فعاليت شيميايي و گرماي نهان تبخیر بالا در تماس با پوست و چشم قادر به ايجاد سوختگي شيميايي و سرمازدگي است. براي افراد عادي و داراي هوشياري كامل وجود گاز كلر به غلظت ppm 5 بسيار محرك و غير قابل تحمل می باشد و آثار تنفس آن مي­ تواند تا 36 ساعت بعد از حادثه نيز شديداً مشكل­ آفرين باشد.

در گزارش دسامبر 1993 موسسه­ سم شناسي صنايع شيميايي آمريكا به مطالعه ­اي اشاره شده است كه در آن موش­ هاي صحرايي و خانگي در معرض تنفس كلر به غلظت­هاي ppm 0.4، ppm 0.1 يا ppm 2.5 تا شش ساعت در روز و سه تا پنج روز در هفته تا دو سال قرار داده شده­ اند. در اين مورد ابتلا به سرطان در موش­ ها مشاهده نشده است اما وجود گاز كلر در همه موارد موجب ايجاد جراحت در بيني گشته است. چون جانور جونده بر خلاف انسان مجبور به تنفس از بيني مي­ باشد، تأثير شرايط مشابه بر بيني انسان نامشخص است.

آتش­زا بودن كلر

هرچند عنصر كلر خود قابل انفجار نبوده و نمي­ سوزد اما مانند اكسيژن قادر به سوزاندن بسياري از مواد آلي مي­ باشد كه البته شدت واكنش سوختن با آن بيش از اكسيژن است. از اين رو نگهداري هر نوع ماده­ي آلي در ايستگاه­ هاي كلرزني مخاطره­ آميز خواهد بود.

واكنش­ شيميايي

عنصر كلر واكنش­دهي بسيار قوي­ای داشته و با بسياري از مواد آلي و معدني واكنش مي­ دهد كه معمولاً همراه با آزادسازي گرما نيز هست. كلر همچنين قادر است بسته به دماي محيط با فلزات مختلف نيز واكنش دهد به طوري­كه کلر خشک در دماي معمولي واكنش شديداً گرمازايي با فلز تيتانيوم دارد و كربن استيل نيز در دماي 251 درجه سانتیگراد در جو كلر مشتعل مي­ گردد.

واكنش خوردگي استيل

در دماي معمولي كلر خشك به شكل مايع يا گاز روي فولاد ايجاد خوردگي نمي­ نمايد. اما كلر مرطوب به دليل ايجاد هيدروكلريك اسيد و هيپوكلريك اسيد بسيار خورنده است از اين­رو جلوگيري از ورود رطوبت و آب به خط لوله و مخزن كلر، حتي در حد رطوبت، هوا الزامي است. محلول هیپوکلریت سدیم باید در مخازنی مقاوم در برابر مواد شیمیایی نگهداری شود تا کیفیت آن حفظ شده و خطر نشت یا خوردگی کاهش یابد. برای این منظور معمولاً از مخازن اسید ساخته شده از پلی‌اتیلن یا مواد مقاوم مشابه استفاده می‌شود.

انبساط حجمي

چنان­كه در شكل 2-1 قابل مشاهده است حجم كلر مايع با افزايش دما با شيب زيادی افزوده مي ­شود كه اين باعث افزايش شديد فشار وارد بر تجهيزاتي مي­ گردد كه محتوي كلر مايع هستند. از اين رو به منظور جلوگيري از شكستن لوله­ ها در اثر افزايش فشار يا آسيب ديدن مخازن يا شيرها و نشت كلر ناشي از آن، حفظ دما در محدوده مناسب الزامي است.

شكل 2-1. نمودار تغییر حجم کلر مایع با تغییر دما

 واکنش با روغن ­ها و گريس ­ها

عنصر كلر و دیگر گندزداهای گروه کلر نظیر پودر Ca(OCl)₂ و محلول NaOCl قادر به انجام واكنش آني و انفجاري با تعدادي از مواد آلي از قبيل روغن­ ها و گريس­ ها، كه مي­ توانند از تجهيزاتي نظير كمپرسورهاي هوا، انواع پمپ­ ها یا دستمال­ هاي آلوده به روغن باقي­مانده از تعميرات نیز ناشي شوند، می باشند.

نسبت بالاي حجم گاز نسبت به حالت مايع

هر سانتي­متر مكعب كلر مايع در اثر تبخير به 460 سانتي­متر مكعب گاز كلر تبديل مي­ شود که می­تواند سالني 115 متر مربعی با ارتفاع 4 متر را به اندازه ppm 1 بیالاید. به این ترتیب نشت از فاز مايع بسیار خطرناك­تر از نشت از فاز گاز می­ باشد چرا که مایع خارج شده قادر به آلودن فضایی 460 برابری نسبت به نشت گاز با حجم برابر است.

فشار بخار

فشار بخار كلر مايع با افزايش دما افزوده مي ­شود كه اين نيز نشان­گر حساسيت كنترل دماي محيط به منظور جلوگيري از نشت مي­ باشد. شكل نمودار افزايش فشار بخار با افزايش دما را نشان مي­ دهد.

شكل 2-2. نمودار تغییر فشار بخار کلر مایع با تغییر دما

انواع روش کلر زنی مخازن آب

ابتدا حجم مخزن را معین نموده، سپس به ازای هر متر مکعب (1000لیتر) آب از 3 تا 5 گرم پـودرپرکلرین استفاده می‌شود.کلرینه کردن مخازن به روش‌های دستی و مکانیکی انجام می‌شود که در روش دستی لازم است حتماً پس از اضافه کردن محلول کلر آب مخزن به هم زده شود. بعد از گذشت نیم ساعت در صورت مناسب بودن نتیجه کلرسنجی آب قابل مصرف است. قابل ذکر است که نتیجه کلرسنجی در کلیه ساعات شبانه روز و در نقاط مختلف شبکه لوله کشی باید در حد مطلوب باشد. حد مطلوب  آخرین شیر مصرفی شبکه 0.5 تا 1PPM  (قسمت در میلیون) میباشد.

طرز تهیه و استفاده از محلول کلر مادر

از ترکیب سه قاشق مرباخوری (15 گرم) از پودر پرکلرین 70% در یک لیتر آب، کلر مادر بدست می آید که باید در یک بطری تیره رنگ یا پوشیده با کاغذ آلومینیوم نگهداری شود. 3 تا 7 قطره از این محلول کلرمادر در یک لیتر آب بمدت 30 دقیقه آنرا بهداشتی و قابل شرب می‌نماید. قبل از گندزدائی، جداره داخلی مخازن با برس سیمی تمیز و شست و شو می‌گردد و با توجه به حجم مخزن می‌توان به ازای هر متر مکعب 43 گرم پرکلرین (70% به صورت محلول) آماده نمود. بعد از این مرحله چندین بار با آب مخزن را شستشو می‌دهیم.

ترکیبات آلی جانبی حاصل از عمل کلرزنی آب آشامیدنی

تشکیل ترکیبات جانبی آلی حاصل از عمل کلرزنی آب آشامیدنی از نظر سلامتی انسان و همچنین ایجاد مشکلات در تاسیسات تصفیه آب از سال 1974 که وجود کلروفرم و تری هالومتان (THMs) دیگر گزارش شد، مورد توجه بوده است. تحقیقات وسیعی از آن تاریخ انجام شده است تا فاکتورهایی که در تشکیل این ترکیبات دخالت دارند شناخته شوند و بتوان از طریق تکنیک های آب آشامیدنی، غلظت آنها را کاهش داد. بعضی از این ترکیبات جانبی با دُز زیاد به صورت خوراکی و یا تزریقی در حیوان ایجاد سرطان می‌کنند و ممکن است در درازمدت اثرات نامطلوبی بر سلامت انسان نیز داشته باشند.

مواد هوموسی که به صورت طبیعی در آبهای سطحی یافت می‌شوند، مواد پیش سازی هستند که در کلرزنی آب آشامیدنی ترکیبات جانبی ایجاد می‌کنند که برخی از این ترکیبات مشکوک به ایجاد سرطان می‌باشند. در اثر واکنش بین کلر و ترکیبات هوموسی بیش از 780 ترکیبات جانبی ایجاد می‌گردد، که درصد عمده این ترکیبات هالوژنه می‌باشند. از جمله گروههای شناخته شده ترکیبات جانبی می‌توان تری هالومتانها (چهار ترکیب) هالواستیک اسیدها (نه ترکیب)، هالواستونیتریل ها (چهار ترکیب) را نام برد. چنانچه تعیین مقدار کل این ترکیبات مورد نظر باشد از دستگاه تعیین مقدار کل ترکیبات آلی هالوژنه استفاده می‌شود.

اگر تعیین مقدار کیفی و کمی هر یک از این ترکیبات لازم باشد از دستگاههای گاز کروماتوگرافی (GC) و یا گاز کروماتوگرافی/مس اسپکترومتری (GC/MS) استفاده می‌شود.