Zvyškový chlór (hlavne kyselina chlórna HOCl a chlórnan OCl⁻) má silný oxidačný a deštruktívny účinok na iónomeničové živice. Táto deštrukcia je proces chemickej degradácie, ktorý výrazne skracuje životnosť živice a znižuje jej výmennú kapacitu.
Jadrom iónomeničovej živice je jej zosieťovaný{0} polymérny hlavný reťazec. Zvyškový chlór ako silný oxidant napáda štruktúru benzénového kruhu a ničí jeho aromatickosť. Ešte vážnejšie je, že oxiduje a rozkladá uhlíkové-uhlíkové väzby spájajúce polymérne reťazce a premosťujúce väzby zosieťovacieho-činidla, divinylbenzénu.
Pre funkčné skupiny, ako sú skupiny kyseliny sulfónovej, oxidačná degradácia hlavného reťazca zvyškovým chlórom oslabuje body pripojenia skupín kyseliny sulfónovej, čo v konečnom dôsledku vedie k oddeleniu skupín kyseliny sulfónovej a strate výmennej kapacity.
Oxidácia živice zvyškovým chlórom spôsobuje trvalé zníženie výmennej kapacity. Poškodené funkčné skupiny sa nedajú regenerovať, čo má za následok zníženú kapacitu spracovania živicou; kratšie prevádzkové cykly vyžadujú častejšiu regeneráciu, zvyšujúce sa prevádzkové náklady (regenerátor, spotreba vody, čas); a lámanie živice, pretože oxidačná degradácia hlavného reťazca vedie k zníženiu pevnosti živice, čo ju robí krehkou a krehkou. Nečistoty zvyšujú pokles tlaku v systéme, upchávajú rozvádzače vody a kontaminujú odpadovú vodu; organická hmota sa rozpúšťa a produkty degradácie (ako sú organické kyseliny s nízkou molekulovou hmotnosťou a amíny) sa vylúhujú zo živice, čím znečisťujú upravenú vodu.
Ako odstrániť zvyškový chlór?
Metódy odstraňovania zvyškového chlóru musia byť účinné, spoľahlivé a ekonomicky realizovateľné. Hlavné metódy sú nasledovné:
1. Adsorpcia aktívneho uhlia
Dobre{0}}navrhnuté lôžko s aktívnym uhlím (doba kontaktu prázdneho lôžka EBCT je zvyčajne 5-15 minút) môže znížiť pritekajúci zvyškový chlór z 1-2 mg/l na < 0,01 mg/l.
Adsorpčná kapacita aktívneho uhlia pre zvyškový chlór je typicky v rozsahu 0,1-1,0 gCl2/g aktívneho uhlia, v závislosti od typu uhlia, kvality vody a prevádzkových podmienok. To znamená, že jeden kilogram aktívneho uhlia dokáže spracovať stovky až tisíce litrov chlórovanej vody (na základe zvyškovej koncentrácie chlóru 1 mg/l).
Aktívne uhlie má veľký špecifický povrch (zvyčajne 800-1500 m²/g) a dobre vyvinutú mikroporéznu štruktúru, ktorá mu umožňuje efektívne odstraňovať zvyškový chlór prostredníctvom fyzikálnej adsorpcie a chemickej redukcie (redukčné miesta na povrchu aktívneho uhlia znižujú HOCl/OCl⁻ na Cl⁻).
Advantages: High removal efficiency (typically >99%), schopný súčasne odstraňovať organické látky, pachy, farby a iné znečisťujúce látky z vody. Jednoduchá obsluha a pomerne pohodlná údržba (pravidelné spätné preplachovanie, výmena po nasýtení).
2. Dávkovanie chemického redukčného činidla:
Teoreticky si odstránenie 1 mg/l zvyškového chlóru (Cl2) vyžaduje približne 1,46 mg/l NaHS03 (alebo približne 1,34 mg/l SO₂). V praktických aplikáciách, berúc do úvahy neúplné reakcie a zaistenie bezpečnostného rozpätia, je pomer dávok typicky 1,8:1 až 3:1 (mg NaHS03 : mgCl2).
Presné online monitorovanie zvyškového chlóru a dávkovacie čerpadlá sú potrebné na reguláciu v uzavretom{0}}cykle, aby sa zaistilo, že nedochádza k poddávkovaniu (ktoré poškodzuje živicu) ani predávkovaniu (ktoré plytvá činidlami a môže vnášať ďalšie ióny, ako je SO₄²⁻).
Výhody: Extrémne rýchla reakcia (sekundy), presná kontrola dávkovania, malý pôdorys, vhodný na zvládanie veľkých prietokov alebo situácií s veľkými výkyvmi koncentrácie zvyškového chlóru.
3. Ultrafialové (UV) ožarovanie (menej používané): Špecifické vlnové dĺžky UV svetla (hlavne 254 nm) môžu fotolyzovať zvyškový chlór. Jeho účinnosť je však relatívne nízka (vyžaduje vyššie dávkovanie), cena je vysoká a má požiadavky týkajúce sa zákalu vody a priepustnosti svetla. Vo všeobecnosti sa nepoužíva ako hlavná metóda na ochranu živice a odstraňovanie chlórovania, ale skôr na dezinfekciu alebo ako pomocná metóda.