کلر در تصفیه فاضلاب در موارد زیر بکار برده می شود:
در مواردی که خطوط انتقال فاضلاب به تصفیه خانه طولانی باشد، برای جلوگیری از پیدایش بو بعلت گندیدگی فاضلاب در خط انتقال می توانیم از عوامل اکسیدکننده ای نظیر اکسیژن، ازن و کلر استفاده کنیم.
در حال حاضر تزریق کلر در اینگونه موارد نتایج خوبی داشته و با این کار توانسته اند از پیدایش بو در محل ورود فاضلاب خط انتقال به تصفیه خانه جلوگیری بعمل آورند.
پساب خروجی از اکثر تصفیه خانه های فاضلاب حاوی عوامل بیولوژیکی مختلفی هستند که ورود آن ها به محیط زیست و چرخه غذایی، می تواند برای سلامتی انسان یا سایر موجودات مخاطراتی به همراه داشته باشد. بنابراین باید قبل از تخلیه پساب به منابع پذیرنده، عوامل بیولوژیکی آن تا حد استاندار کاهش پیدا کند. از طرفی کارایی فرآیندهای مختلف تصفیه در این خصوص متفاوت است، ولی اکثر سیستم های تصفیه نمی توانند بدون بهره گیری از فرآیند گندزدایی به استاندار پساب خروجی دست پیدا کنند.
ازن فلزات محلول را اکسید می کند که به آسانی با فیلتراسیون جدا شوند. مثلا آهن به شکل فروس در آب غیر محلول است. ازن آب را به فریک هیدروکسید تبدیل می کند که بسیار نامحلول بوده و به وسیله فیلتراسیون قابل جداکردن است. سایر فلزات حساس به ازن عبارتند از: آرسنیک، کادمیم، کرم، کبالت، مس، سرب، منگنز، نیکل، روی و سایر یون های فلزات سنگین و ترکیبات آن.
ازن خیلی سریع عواملی چون منگنز، آهن، سولفید هیدروژن، آمونیاک، سیانید، نیتریت، تانن ها، هیدروکربن های آروماتیک، بنزن، تولوئن، گزیلن، آلاینده های ارگانیک، بقایای سوخت های دیزلی در آب، هیدروکربن های آلیفاتیک، سولفیدها، ترکیبات نیتروژنه، استون، دی اکسین ها، بوهای متصاعد شده از سیستم های تصفیه فاضلاب، فنل، بقایای مواد شوینده و آلاینده های هوا را اکسید و به ترکیبات کم ضرر و یا بی ضرر تبدیل می کند.
سیستم ازن ژنراتور نسبتا پیچیده است بنابراین بایستی به صورت مداوم راهبری شود.
محصولات جانبی گندزدایی DBP چیست ؟ هدف از تصفیه آب آشامیدنی، حذف عوامل بیماری زا، مواد شیمیایی سمی، عوامل آلاینده و اثرگذار در خصوصیات زیبایی شناختی آب خام می باشد. در منابع آب سطحی از قبیل رودخانه ها، دریاچه ها و مخازن سدها، فرآیندهای معمول تصفیه آب شامل انعقاد، لخته سازی، ته نشینی، صاف سازی و گندزدایی به کار می روند.
انعقاد، خنثی سازی بار سطحی ذرات و لخته سازی، ترکیب ذرات کوچک با یکدیگر و ایجاد لخته های بزرگ قابل ته نشینی می باشد.
در ته نشینی و صاف سازی، لخته ها و دیگر ذرات خنثی شده از قبیل عوامل بیماری زا حذف می شوند. گندزدایی فرآیند نهایی است که برای تامین دو هدف :
هر چند که درصد بالایی از عوامل بیماری زا توسط انعقاد، لخته سازی، ته نشینی و صاف سازی حذف می شوند اما گندزدایی فرآیندی مهم برای محافظت عموم از تماس با عوامل بیماری زای ناشی از آب، می باشد.
کلر، کلرآمین ها، ازن، دی اکسید کلر و اشعه ماورابنفش جز گندزداهای معمول می باشند. در فرآیند گندزدایی علاوه بر کشتن یا غیرفعال سازی عوامل بیماری زا، ماده گندزدا با مواد آلی طبیعی ( مانند هواد هیومیک و فولیک ) یا برمیدهای آب واکنش داده و منجر به تولید ترکیبات آلی و غیرآلی گوناگونی می شود که به این محصولات عمدتا محصولات جانبی گندزدایی DBP می گویند.
بسیاری از مواد گندزدای اکسیدکننده برای کنترل رنگ، بو و مزه، حذف آهن و منگنز و دیگر ترکیبات مواد آلی و غیرآلی به کار می روند و هنگامی که از کلر استفاده شود آنرا بعنوان پیش اکسیداسیون یا پیش کلرزنی می شناسند. ترکیبات مختلف حاصل از فرآیندهای اکسیداسیون را نیز می توان در گروه DBP قرار داد.
معمولترین محصولات جانبی گندزدایی در آب در حین استفاده از کلر و کلر آمینها، تری هالومتان ها THM و هالواستیک اسیدها HAAs می باشند. برومات در اثر ازن زنی آب در غلظت های بالای بروماید تشکیل می شود و کلریت در اثر استفاده از دی اکسید کلر تولید می شود. هیدرات کلرال، هالواستونیتریلها و کلروپیکرین سایر محصولات جانبی ناشی از کلرزنی می باشند و در ضمن کلریدسیانوژن نیز یکی از محصولات جانبی گندزدایی در آب کلرینه می باشد.
آلدئیدها، کتواسیدها و کربوکسیل اسیدها، ترکیبات آلی معمول شناسایی شده در آب ازن زنی شده می باشند. کلرات ممکن است در محلول مادر کلر ( هیپوکلریت ) و در آب تصفیه شده توسط ازن و دی اکسیدکلر تشکیل شود. بسیاری از محصولات جانبی گندزدایی در حد میکروگرم در لیتر در آب تصفیه شده حضور دارند.
یکی از روش های تصفیه فاضلاب به روش فنتون است. مکانیسم کلی فرآیند فنتون با تشکیل رادیکال هیدروکسیل آغاز می شود. این واکنش در محیط اسیدی انجام می گیرد.
سرعت واکنش فنتون شدیدا وابسته به حضور رادیکال خوارهایی مانند یون های غیرآلی می باشد.از جمله این یون های غیرآلی کلراید، سولفات، نیترات، کربنات و هیدروژنوکربنات می باشند.
مهم ترین فاکتورهای موثر بر کارایی فرآیند فنتون شامل :
فعالیت کاتالیستی گونه های آهن شدیدا وابسته به pH محلول می باشند. کارایی فرآیند فنتون در تجزیه ترکیبات آلی در pH های بالا و نیز pHهای پایین کاهش می یابد.
بطور معمول با افزایش غلظت یون آهن، مقدار تجزیه افزایش می یابد. از طرف دیگر غلظت بیش از حد یون آهن، سبب افزایش مقدار نمک های آهن شده که این امر سبب افزایش مقدار جامدات محلول در پساب خروجی می شود.
بطور معمول همانند حضور یون آهن، با افزایش غلظت پراکسیدهیدروژن، کارایی تجزیه افزایش می یابد، اما این به مفهوم استفاده بیش از حد بهینه از آن نیست. بعبارت دیگر دوز بیش از حد بهینه پراکسیدهیدروژن به عنوان رادیکال خوار عمل کرده و با مصرف رادیکال های هیدروکسیل باعث کاهش کارایی فرآیند اکسیداسیون پیشرفته می شود. همچنین دوزهای بالای پراکسیدهیدروژن سبب از بین رفتن ارگانیسم های زنده موجود در محیط آبی شده و به این ترتیب در مواقعی که از فرآیند فنتون بعنوان یک پیش تصفیه برای انجام فرآیندهای بیولوژیکی استفاده می شود، عملا امکان فرآیندهای بیولوژیکی از بین خواهد رفت.
مزایای اصلی فرآیند فنتون شامل :
در مقیاس کاربردی تر می توان فرآیند فنتون را همراه با فرآیندهایی مانند انعقاد، فیلتراسیون غشایی و اکسیداسیون بیولوژیکی جهت تجزیه ترکیبات آلی به مقدار بیشتر استفاده کرد.