دستگاه گند زدا
« ١» ارزیابی سیستم های گند زدا
گندزدایی آب آشامیدنی
« ٢» چکیده سیستم های گند زدایی :
تمامی آبهایی که مورد استفاده شرب قرار می گیرند باید گندزدائی شوند، گندزدائی موجب غیر فعال شدن باکتریها
درمبدا می گردد و چنان چه این باکتری ها در حین توزیع و یا در مخازن ذخیره وجود داشته باشند باقیمانده
گندزدا موجب نابودی آ ن می گردد .
در حال حاضر بیشترین گندزدائی که در سراسر جهان استفاده می شود کلر است . هرچند استفاده از روشهای
گندزدائی دیگر نظیرازوناسیون رو به افزایش است .
درروشهای گندزدائی ریسک ایمنی و سلامتی برای اپراتور و همچنین فرآورده های جانبی که از گندزدائی بوجود
می آی ند میبایست درنظر گرفته شود، کلرو و ترکیبات آن ( گاز کلر، پرکلرین، آب ژاو ل) بعلت قابل دسترس بودن ،
ارزان بودن ، تجهیزات ساده ، اپراتوری آسان و باقیمانده در آب . بعنوان اولین و موثرترین گندزدا در دنیا استفاده
زیادی دارد .
در این مقاله سعی گردیده است کلر بعنو ان یک گندزدا با سایرروشهای دیگر گندزدائی از نظر هزینه تولید
محصولات جانبی واپراتوری مقایسه گردد .
واژه های کلیدی :
گندزدائی، کلر، محصولات فرعی، آب ژاول، کلرین، پرکلرین، کلریناسیون
تصاویر سیستم های گند زادیی شرکت کمپ
« ٣»
مقدمه :
گندزدایی آب :
هدف اصلی گندزدایی آب از بین بردن یا تخریب پاتوژنها است .
بر طبق نظریه فایروآل فاکتورهای ذیل در تعیین نوع گندزدا موثر می باشد :
١ – قدرت باکتری کشی ماده گندزدا زیاد باشد و
بتوانددر شرایط عادی آب و نوع تصفیه ای که درآن استفاده میشود موثر واقع گردد .
٢ – فراهم بودن و آماده شدن سریع ماده گندزدا با قیمت مناسب و مصرف بدون خطرآن
٣ – مصرف مواد گندزدا هیچگونه اثرات سمی از خود در آب باقی نگذارد .
۴ – ماده گندزدا قادر باشد بصورت باقی مانده در آب وجود داشته باشد .
۵ – سهولت تعیین میزان گندزدای مورد نیاز و سهو لت کنترل آن در حین عمل و سهولت تعیین باقیمانده آن .
انواع گندزدا :
١ – آنهایی که با واکنش شیمیایی عمل گندزدایی را انجام می دهند نظیر کلر، دی اکسید کلر، برم ، ازن و …
٢ – آنهایی که فیزیکی عمل می کنند مثل اشعه ماوراء بنفش و گرما
این گروه از گندزداها برای حجم کم من اسب بوده و به دلایل اقتصادی برای گندزدایی آبها و فاضلاب عموما از مواد
شیمیایی استفاده می شود.
کلر و ترکیبات آن :
از بین روشهای شیمیایی و فیزیکی، گندزدایی آب با کلرو ترکیبات آن در مبارزه با امراض انتقال یافته بوسیله آب ،
میتوان این مواد را اقتصادی ترین و ارزانترین عامل گندزدایی نا مید .
استفاده از کلر برای گندزدایی آب آشامیدنی در ایران بطور غیر رسمی با اجرای اصل ۴ آغاز شد ولی رسما در سال
١٣٣١ در شهر شیراز اولین استفاده کلر همزمان با شروع بکار تصفیه خانه این شهر آغاز گردید اگرچه در طی این
مدت قدمهایی در جهت استفاده از سایرروشهای گندزد ایی نیز مطرح شده، ولی استفاده از کلر و ترکیبات
هیپوکلریت آن در حال حاضر عامل اصلی گندزدایی آب آشامیدنی در تمام شهرهای کشور می باشد .
۴۶٠٠ تن کلر مایع و هیپوکلریت کلسیم ، با توجه به آمارهای ارائه شده درخصوص مصرف کلر، در سال ١٣٧٩
برای ضد عقونی کردن آب آشامید نی در کشور به مصرف رسیده است .
در طی همین سال ۶۵ درصد آب تولیدی توسط کلر مایع و از طریق ۶١۵ دستگاه کلر زن گازی و ٣۵ درصد با
هیپوکلریت کلسیم و توسط ١۴۶۴ دستگاه کلر زن مایعی کلرینه گردیده است .
شرکتهای آب و فاضلاب بعنوان تنها متولی توزیع آب آشامیدنی بهداشتی می بایست در انتخاب نوع ماده گندزدا و
روش تزریق مطالعه و دقت زیادی بعمل آورند .
در حالی که سهم کلرینه نمودن آب آشامیدنی از آنالیز قیمت تمام شده ١ متر مکعب آب تنها ٣ تا ۴ درصد می
باشد . بنابراین در انتخاب روش ، نباید هدف اصلی کاهش هزینه ها باشد . بلکه باید در نظر داشته باشیم که رسالت
اصلی تمام شرکتهای آب و فاضلاب تامین آب بهداشتی و سالم جهت ارتقاء سلامتی جامعه می باشد .
این گزارش که تحت عنوان ارزیابی سیستم های مختلف کلرزنی ارائه می گردد ٣ ترکیب ذیل را در قالب ٢
سیستم موجود جهت کلرینه نمودن ( کلرزن مایعی – کلرزن گاز ی) مقایسه می نماید .
(CL – کلرین یا گاز کلر ( ٢
(Ca (COI) – هیپوکلریت کلسیم ( ٢
چندی است مورد توجه متولیان امر قرار گرفته اس ت) ) (NaOCI) – هیپوکلریت سدیم
مورد مقایسه قرار می دهد ضمنا در این گزارش از نتایج عملی بدست آمده از اجرای طرح پایلوت جایگزینی آب
ژاول با هیپوکلریت کلسیم بعنوان یک گزینه جهت کلرینه نمودن آب شرب استفاده شده است.
بدیهی است این مقایسه تنها یک راهنما است و نمی تواند صرفا بعنوان یک اصل در تعیین انتخاب روش بهینه مورد
استفاده قرار گیر د. بلکه می بایست در گزینش شیوه با شیوه های انتخابی شرایط منطقه ، دسترسی به ماده گندزدا،
حمل و نقل و … مورد توجه باشند .
پارامترهای ارزیابی :
١ – خصوصیات مورد انتظار ماده گندزدا
١) توانایی و سرعت زیاد در حذف عوامل بیماری زا
١) عدم تولید محصولات جانبی در آب ( اثرات سمی بر جای نگذارد )
١) درصد خلوص و زمان پایداری با لا –
١) کم بودن خطرات زیست محیطی و مخاطرات بهداشتی –
١) دسترسی زیاد و استفاده آسان
١) مقرون به صرفه و ارزان
١) شرایط نگهداری وحمل و نقل آسان
١) عدم محدودیت استفاده در فصول مختلف سال
(cost) ٢ – هزینه ها
٢) هزینه های اجرایی
٢) ساخت ابنیه و تا سیسات
٢) تجهیزات کلر زن
٢) تجهیزات ایمنی
٢ ) هزینه های بهره برداری
٢) مواد مصرفی
٢) انرژی
بخش دوم
٢) نیروی انسانی
٢) استهلاک
٢) تعمیر و نگهداری
(Operation) ٣) نحوه عملیات یا اپراتوری
(Maintenance) ۴) نگهداری
(Safety) ۵) ایمنی
(Requlatory requirement) ( ۶) تجهیزات و لوازم تنظیم کننده در سیستم (دق ت
(Training requirement) ٧) آموزش های لازم در هنگام کار با سیستم
٨) کارایی
(Public acceptance) ٩) مقبولیت و پذیرش عمومی
توانایی و سرعت زیاد در حذف عوامل بیماری زا :
موثر ترین فرم کلر برای از بین بردن باکتری ها می باشد که می تواند باعث (Hocl) اسید هیپو کلرو
اکسیداسیون و یا پاره کردن دیواره سلولی و نهایتا تجزیه میکروارگانیزم گردد .
١,٣۶ v ثابت شده است درجه عملکرد یک ماده گندزدا به پتانسیل استاندارد آن بستگی دارد پتانسیل استاندارد کل ر
در کلر بیشتر از ترکیبات آن می باشد . مطابق نظریه Hocl ١ می باشد . سرعت تشکیل v و هیپو ک لریت ها حدود
پایین به حداقل زمان کمتری نسبت به یون PH کولینزو سلک حذف کلیفرم توسط اسید هیپوکلرو و در
هیپوکلریت دارد اما پس از گذشت زمان ٢٠ دقیقه قدرت باکتری کشی این دو به هم نزدیک م ی شوند.
« ٨»
عدم تولید محصولات جانبی در آب :
معمولترین محصول فرعی حاصل از کلرزنی به آبهای آشامیدنی می باشند . (THM) تری هالومتان ها
ترکیب هیومیک دار + NH 3 + cl 2 ® Co 2 + N 2 + cl + ترکیب هیومیک دار کوچکتر + ماده آلی
* ماده آلی : تری هالومتان، دی هالو استونیت ریل ، اسید کربوکسیلیک و …. می باشد .
تشکیل تری هالومتان ها در ترکیبات کلر ( هیپوکلریت سدیم و کلسی م) کمتر از گاز کلر می باشد .
باید توجه داشت که محصول اصلی حاصل از اکسیداسیون کامل مواد آلی با کلر گازانیدرید کربنیک می باشد و این
تعداد محصولات فرعی ناشی از اک سیداسیون ناقص مواد آلی با کلر است .
تشکیل تری هالومتان ها در محیط کلر و آمین متوقف می گردد و غلظت این مواد در زمستان کمتر از تابستان می
باشد .
درصد خلوص و زمان پایداری بالا :
١٢ می باشد . – ۶٠ و آب ژاول ١۵ – درصد خلوص گاز کلر ٩٩ ، هیپوکلریت کلسیم ۶۵
مدت زمان ذخیره و قرار گرفتن در معرض نور خورشید از عوامل مهم ناپایداری آب ژاول به PH ، عواملی نظیر دما
۵ – شمار می آیند بگونه ای که حداکثر زمان نگهداری محلولهای قوی آن ٢ ماه و محلولهایی با درصد خلوص ٧
درصد ۴ ماه تعیین شده است . شرایط نامناسب نگهداری ، رطوبت و مدت زمان نگهداری از مهمترین پارامترهای
کاهش درصد خلوص هیپوکلریت کلسیم می باشد که می تواند خلوص این ترکیب را به ٣۵ تا ۴٠ درصد کاهش
دهد .
خطرات زیست محیطی و مخاطرات بهداشتی :
٣ آن در هوا باعث اختلالات تن فسی و ppm ١ حجم کلر مایع در اثر تبخیر ۴۶٠ حجم گاز تولید می نماید و غلظت
١٠٠٠ آن مرگ پس از چند دقیقه را بدنبال ppm ۴٠ آن مسمومیت شدید و غلظت بیش از -۶٠ppm غلظت
دارد .
گاز کلر همان اثری که روی انسان دارد برای حیوانات هم قابل پیش بینی است چنانچه گیاهان در معرض گاز کلر
« ٩»
قرار گیرند آسیب می بینند و بعلت توقف تولید کلروفیل رنگ برگها قهوه ای می گردد آزاد شدن گاز کلر در اتمسفر
می تواند موجب تولید ترکیبات پایدار گردد که به لایه ازن آسیب برساند کلرید هیدروژن از دیگر ترکیبات کلر می
باشد که می تواند بصورت باران اسیدی فرود آید .
گاز کلر قابلیت انفجار و اشتعال ندارد ولی توانایی و پشتیبانی احتراق را درحضور مواد دیگر پیدا می کند .
هیپوکلریت کلسیم درصورت آلودگی با اسید و آمونیاک تولید گازهای سمی می نماید همچنین تماس آن با مواد
آلی نظیر نفت وروغن باعث انفجار شدید می گردد خطرات زیست محیطی استفاده از آب ژاول بمراتب کمتر از ٢
ترکیب فوق می باشد .
دسترسی زیاد و استفاده آسا ن:
بررسی بعمل آمده از ایستگاههای کلر زنی دال بر این موضوع است که استفاده گاز کلر در تاسیسات کلرزنی آس ان
تر و نظارت آن راحت تر است همچنین این موضوع درخصوص آب ژاول بعلت مایع بودن و انحلال پذیری بهتر
نسبت به پرکلرین صادق می باشد .
هیپو کلریت کلسیم بعلت جامد بودن و نیاز به زمان ماند جهت آزاد شدن کلر فعال آن علاوه بر آلودگی محیط ،
خوردگی تاسیسات را موجب می گرد د، و از طرفی نیاز به یک نیروی اپراتور ثابت جهت نظارت بر کارکرد دستگاه ،
حل نمودن پر کلرین و … دارد .
دسترسی به ماده ضد عفونی کننده کاملا منطقه ای بوده و به موقعیت شهر و دوری ، نزدیکی آن به کارخانه
« ١٠ »
تولیدی وابسته است ظرفیت تولید پرکلرین – کشور ٧٠٠٠ تن و گاز کلر ١۶٠٠٠ تن می باشد که در ٣ کارخانه
نیرو کلر اصفهان ، کلر پارس تبریز و پتروشیمی شیراز تولید می گردد .
مقرون به صرفه و ارزا ن:
٠ ) در شبکه توزیع نیاز به مصرف ١ گرم گاز کلر ، ٢ گرم / ۵ – ٠ /٨ mg/l) جهت رسیدن به حد مطلوب کلر باقیمانده
٨ آب ژاول به از اء هر متر مکعب آب می باشد . cc پر کلرین و
شرایط نگهداری و حمل و نقل آسان
گاز کلر در سیلندرهای ۶۵ کیلویی و ١ تنی ذخیره می گردد، سمی بودن گاز و امکان نشت آن موجب گردیده که
شرایط نگهداری و حمل و نقل سیلندرهای تابع شرایطی نظیر دما، رطوبت و عوامل فیزیکی دیگر باشد آب ژاول
نیز بعلت مایع بودن و ناپایداری محلول ، حمل و نقل آن مشکل می باشد از طرفی بعلت پایین بودن درصد خلوص
آب ژاول، نیاز به حجم زیادی از آن برای ضد عفونی کردن آب آشامیدنی است بطوری که برای جایگزین نمودن ١
تن گاز کلر نیاز به ٨ تن آب ژاول می باشد .
نگهداری و حمل و نقل هیپوکلریت کلسیم بعلت جامد بودن و شرایط بسته بندی راحت تر می باشد .
عدم محدودیت در فصول مختلف سال
در مناطق سردسیر محول آب ژاول و پر کلرین یخ می زند و برای استفاده از آن باید از وسایل گرمایشی استفاده
کرد که مستلزم هزینه گزاف می باشد .
در صورتی که این مورد برای سیستم های کلرزنی گازی وجود ندارد و یا می توان با نصب هیتر در مسیر گاز کلر و
گرم نمودن سیلندر این نقص را بر طرف نمود .
( خاطر نشان میدارد که برداشت کمتر از ١ % حجم سیلندر در مدت ١ ساعت مانع از تشکیل کلر مایع سیستم های
کلرزنی گازی می گردد)
« ١١ »
* ابنیه و تاسیسات
ساخت اطاق های کلرزن و سیلندر ، اجرای تاسیسات آب و برق و ساخت حوضچه آب آهک برای کلر زنهای گازی
و ساخت اطاق و تاسیسات مورد نیاز جهت کلرزنهای مایعی
* تجهیزات کلرزن
سیلندر ١ تنی – کلرزن گازی ( خارجی ) با متعلقات – بوستر پمپ – کلر زن مایعی ( خارج ی) با همزن و مخزن
ذخیره
* تجهیزات ایمنی
« ١٢ »
سیلندر تنفسی – دستگاه هشدار دهنده گاز کلر – دوش و فن و ماسک تمام صورت تنفسی
« ١٣ »
* قیمت مواد مصرفی به همراه هزینه حمل و نقل و انبار داری برآورد گردیده است .
پرکلرین هر کیلوگرم ۶۰۰۰ ریال
گاز کلر ه ر کیلوگرم ۳۷۵۰ ریال
آب ژاول هر کیلوگرم ۹۰۰ ریال
« ١۴ »
« ١۵ »
بحث و نتیجه گیری :
۱ – کلرینه نمودن آب تولیدی در حجم های کمتر از ۵۰ لیتر در ثانیه به روش آب ژاول ، بعلت ضریب ایمنی
بالا ، ارزان بودن ، اپراتوری ساده بهترین گزینه برای کلر زنی آب آشامیدنی
۲ – محدودیت های کلرزنی با آب ژاول حمل و نقل ، نگهداری ، مدت زمان پایداری ( در حجم های با لا) می
باشد .
۳ – دقت تجهیزات کلرزنی گازی، عدم دخالت اپراتور در تعیین میزان تزریق و درصد خلوص بالای گاز کلر
موجب کارآیی بالای این سیستم گردیده است بطوری که می توان غلظت کلر باقیمانده در شبکه توزیع را
در فصول مختلف کم یا زیاد نمود .
۴ – خطرات ناشی از نشت گاز کلر از محدودیت های نصب این سیستم در مناطق آب نزدیک مناطق مسکونی
می باشد و بهترین شرایط جهت نصب خارج از مناطق مسکونی بالا بردن ضریب ایمنی ، و مجاور مخازن
ذخیره آب آشامیدنی است .
۵ – تزریق گاز کلر بدون سیستم های تزریق میسر نمی باشد در صورتی که تزریق ترکیبات کلر خصو صا آب
ژاول بر روی منابع و مخازن ( با محاسبه غلظ ت) بدون سیستم های تزریق و بروش دستی امکان پذیر
است .
۶ – آموزش نیروهای بهره بردار در تاسیسات کلرزنی موجب کارایی بالا و پویایی سیستم و کاهش خطرات
احتمال می گردد، و به هیچ عنوان نباید بدنبال حذف آن به جهت کاهش هزینه ها باشیم .
۷ – نظارت دقیق، طراحی سیستم مطابق با شرایط منطقه، رعایت اصول ایمنی و بهره برداری بهینه از
پارامترهای مهم برای کارآیی بیشتر سیستم های کلرزنی می باشد.
