بهینه‌سازی مصرف کلر در تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب

چرا بهینه‌سازی مصرف کلر مهم است؟

کلر به دلیل قدرت اکسیدکنندگی بالایی که دارد، طیف وسیعی از عوامل بیماری‌زا را به سرعت غیرفعال می‌کند. از مزیت‌های کلر، باقی‌ماندن اثر ضدعفونی‌کننده در مسیر انتقال آب است؛ به‌طوری‌که مقدار باقیمانده کلر همچنان قادر است میکروارگانیسم‌های احتمالی موجود در شبکه توزیع را نابود کند. این ویژگی، کلر را به ابزاری بی‌رقیب برای گندزدایی اولیه و ثانویه تبدیل کرده است. با این حال، استفاده بیش از حد یا غیرهدفمند از کلر می‌تواند به تولید ترکیبات جانبی خطرناک مانند تری‌هالومتان‌ها (THMs) و کلرآمین‌ها منجر شود که عوارضی همچون تحریک دستگاه تنفسی، مشکلات پوستی و افزایش خطر بعضی سرطان‌ها را به همراه دارند. افزون‌بر‌این، مصرف بیش از حد کلر علاوه بر افزایش هزینه‌های خرید و حمل‌ونقل مواد شیمیایی، سبب خوردگی تجهیزات، لوله‌ها و تأسیسات می‌شود و نیاز به تعمیرات زودهنگام و هزینه‌بر را افزایش می‌دهد.

از این رو، بهینه‌سازی مصرف کلر به دو هدف اصلی می‌پردازد: حفظ سلامت و ایمنی عمومی با بهره‌گیری از حداقل مقدار مورد نیاز کلر و کاهش هزینه‌های عملیاتی. این رویکرد نیازمند شناخت دقیق از کیفیت آب خام، نیازمندی‌های ضدعفونی، تکنولوژی‌های موجود و شرایط محلی است. کاربرد روش‌های علمی و تجهیزات پیشرفته می‌تواند با کاهش مصرف کلر، میزان تولید محصولات جانبی مضر را نیز کاهش دهد و به محیط زیست کمک کند.

عوامل مؤثر بر مصرف کلر

برای تنظیم مناسب دوز کلر، باید به عوامل متعددی توجه شود. نخستین عامل، خواص فیزیکی و شیمیایی آب خام است. وجود مواد آلی و معدنی، کدورت، دما و pH آب بر میزان کلر مورد نیاز تأثیر می‌گذارد؛ به طور کلی، هرچه مواد آلی و کدورت بیشتر باشد، کلر بیشتری مصرف می‌شود تا آلاینده‌ها را اکسید کند. دمای بالاتر نیز سرعت واکنش‌ها را افزایش می‌دهد و کلر سریع‌تر مصرف می‌شود. عامل دوم، میکروارگانیسم‌های هدف است؛ برخی باکتری‌ها و ویروس‌ها در برابر کلر مقاوم‌تر هستند و در نتیجه نیاز به دوز بالاتر دارند. همچنین، حضور سیست‌های مقاوم مانند کریپتوسپوریدیوم که در برابر کلر مقاوم‌اند و تنها توسط روش‌های ترکیبی مانند دی‌اکسید کلر یا UV از بین می‌روند، باید به دقت لحاظ شود.

عامل سوم، زمان تماس (Contact Time) است. براساس قانون CT (غلظت × زمان)، چنانچه زمان تماس افزایش یابد، غلظت مورد نیاز کلر کاهش می‌یابد. بنابراین طراحی مناسب مخازن تماس و بافل‌بندی صحیح آن‌ها می‌تواند مصرف کلر را کاهش دهد. عامل دیگر، کیفیت آب در خروجی تصفیه‌خانه است؛ میزان کلر باقی‌مانده باید در حد استانداردهای بهداشتی باشد تا آب از مرحله تصفیه تا مصرف، در برابر آلودگی جدید محافظت شود. به همین دلیل، پایش مستمر کلر باقیمانده توسط حسگرهای آنلاین، یکی از اجزای اساسی بهینه‌سازی محسوب می‌شود.