کلر چیست؟

کلر (Chlorine) با فرمول شیمیایی CL₂ ماده ای شیمیایی است که به صورت گازی با بوی خاص در طیف رنگ های سبز و زرد ظاهر می شود. نام این عنصر از واژه Chloros گرفته شده است که به رنگ خاص آن اشاره دارد.

در ابتدا تصور می شد که این گاز حاوی اکسیژن است. اما امروزه می دانیم که ماده فوق از ترکیب دو اتم کلر به دست می آید. همچنین لازم به ذکر است که اتصال میان این دو اتم به شدت ضعیف و شکننده است و به همین خاطر کلر ماده ای است بسیار ناپایدار می باشد.

 این ماده در رده هالوژن ها قرار دارد و بسیار فرار و واکنش پذیر است. به نحوی که به سادگی با عناصر دیگر ترکیب می شود. به همین خاطر، در ظروفی مخصوص و تحت شرایط ویژه از آن نگهداری می کنند. همچنین کلر اکسیدکننده ای بسیار قوی به حساب می آید و در از بین بردن آلودگی ها و میکروارگانیسم ها، نقش موثری ایفا می نماید.

کلر ماده ای سمی است و برای نگهداری و کاربرد آن، توجه به نکات ایمنی ضرورت دارد.

تولید کلر

کلر در طبیعت به صورت خالص موجود نبوده و اغلب در ترکیب با مواد دیگر از جمله سدیم یافت می شود و NaCl یا نمک خوراکی را تشکیل می دهد. همچنین در کانی های سیلویت و کارنالیت نیز موجود است.

برای به دست آوردن این ماده به روش مصنوعی، می توان موادی چون کلرید هیدروژن، کلرید سدیم و نمک را الکترولیز نمود.

همچنین با روش های دیگری چون الکترولیز غشایی، الکترولیز سلول جیوه و سلول دیافراگم نیز می توان کلر تهیه کرد.

در صورتی که قصد تهیه کلر مایع را داشته باشیم، باید فرآیند مذکور را به گونه ای انجام دهیم که گاز کلر درون محلول سود سوز آور آزاد شود.

کاربرد کلر

یکی از مهم ترین و گسترده ترین کاربردهای کلر، گندزدایی و ضدعفونی کنندگی است. در بسیاری از مواد شوینده و سفیدکننده، از کلر استفاده می شود. ماده فوق می تواند با قدرت و تأثیرگذاری بالا، بسیاری از ویروس ها، باکتری ها، قارچ ها و… را از بین ببرد. به همین خاطر کلر یکی از مهم ترین موادی است که در راستای تصفیه فاضلاب، آب آشامیدنی و تصفیه آب استخرها کاربرد دارد.

کلر در صنایع تولید پارچه، کاغذسازی و رنگرزی به طور گسترده به کار می رود. از کلر در تولید انواع پلاستیک نیز استفاده می شود. این ماده در صنایع غذایی، داروسازی و تولید حشره کش ها نیز کاربردهای فراوان و متنوعی دارد.

کلر یکی از مهم ترین مواد اولیه در صنایع شیمیایی است و دارای ترکیبات بسیاری چون دی اکسید کلر، آب ژاول، اسید هیپوکلرو و… است که هر یک به نوبه خود، کاربردهای گوناگونی دارند. همچنین برای به دست آوردن برم نیز وجود کلر در فرآیند کار ضروری است. این ماده در تهیه انواع حلال نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد کلر در تصفیه آب

همانطور که می دانید، کلر در مراحل تصفیه آب، در مرحله تصفیه شیمیایی، کاربرد گسترده ای دارد. چرا که به سادگی و با صرف هزینه اندک، به حذف آلودگی ها و میکروارگانیسم ها کمک می کند. به این صورت که دیواره سلول ها را تخریب نموده و سبب از بین رفتن ترکیبات آلی می شود. البته بقایای این میکروارگانیسم ها در آب باقی می مانند و بهتر است با روش های فیزیکی از آب خارج شوند. علاوه بر مواد آلی، کلر به اکسیداسیون مواد معدنی چون آهن، منگنز و منیزیم نیز منجر می گردد. همچنین این ماده در از بین بردن رنگ و بوی نامطبوع آب نیز موثر می باشد.

ماده فوق در اشکال مختلف مانند هیپوکلریت کلسیم و هیپوکلریت سدیم برای تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد که هر کدام در شرایط مخصوص به خود، مناسب می باشند.

آنچه باید در اینجا مورد توجه قرار گیرد، میزان کاربرد کلر است. مقدار کلر افزوده شده به آب، باید متعادل و استاندارد باشد. چرا که در غیر این صورت، سبب ایجاد مسمومیت یا تغییرات غیر عادی در pH آب خواهد شد.

در این مورد، از اصطلاح نقطه شکست کلر استفاده می شود. کلر زنی باید انقدر ادامه پیدا کند تا تمام آلاینده های موجود در آب را حذف نماید؛ به شکلی که با افزوده شدن کلر بیشتر، هیچ ترکیب یا اکسایش تازه ای انجام نگیرد. به این موقعیت، نقطه شکست کلر گفته می شود. یعنی در صورت استفاده بیشتر از کلر، صرفا به میزان کلر آزاد در آب افزوده خواهد شد. این مقدار اضافی، در آب باقی می ماند و از آنجایی که آب در مسیر انتقال به خانه های مسکونی، مسافتی طولانی را طی می نماید، می تواند تا مدتی سلامت و پاکیزگی آب را حفظ کند و باکتری های افزوده شده را از بین ببرد.

وجود کلر آزاد در آب آشامیدنی شهری، برای مصرف کنندگان خطرناک خواهد بود. بر اساس تحقیقات سازمان بهداشت جهانی، استفاده از کلر در تصفیه آب آشامیدنی، بطور کلی برای سلامت شهروندان مضر است. اما همچنان کلر، موثرترین ماده در  پاکسازی و گندزدایی آب به حساب می آید.

کاربرد کلر در تصفیه آب استخر

یکی از مهم ترین مسائل در مدیریت استخرهای خصوصی و عمومی، تصفیه درست و کامل آب و حفظ سلامت آب و در نتیجه سلامت شناگران است. از آنجایی که آب استخر حالت ساکن داشته و آلودگی های موجود در آن به طور طبیعی خارج نمی شوند و همچنین بستر مناسبی برای رشد انواع باکتری، جلبک و قارچ به حساب می آید، به شدت نیازمند ضدعفونی و پاکسازی مداوم می باشد. خصوصا استخرهای روباز که به علت تماس با هوای آزاد، درختان و گیاهان، ممکن است به علت حجم بالای آلودگی و میزان میکروارگانیسم ها، به رسیدگی بیشتری نیاز داشته باشند. در این راستا برای حفظ پاکیزگی و سلامت آب انواع استخرها، از تجهیزات و مواد شیمیایی مختلفی برای ضدعفونی و گندزدایی آب استفاده می شود.

تصفیه آب استخر، شامل دو مرحله کلی تصفیه فیزیکی آب و تصفیه شیمیایی آب می باشد. تصفیه فیزیکی آب استخر به کمک تجهیزاتی همچون فیلتر شنی استخر انجام می گیرد. فیلتر شنی یکی از ضرورتی ترین و کاربردی ترین تجهیزات در تصفیه و فیلتراسیون آب استخر به حساب می آید. تصفیه شیمیایی آب استخر نیز از طریق افزودن مواد شیمیایی ضد عفونی کننده نظیر کلر به آب، به کمک تجهیزاتی مانند دستگاه کلرزن، انجام می گیرد.

کلر در اغلب موارد، اصلی ترین ماده ضدعفونی کننده آب استخرها به حساب می آید. این ماده با از بین بردن انواع آلاینده ها و ترکیبات آلی و همچنین کنترل pH آب استخر و میزان اسیدیته آب، در فرآیند فوق نقش بسیار موثری ایفا می نماید. همچنین کلر به کار رفته در آب استخرها، برای مدتی قابل توجه در آب باقی مانده و به از بین رفتن آلودگی های ثانویه نیز کمک می کند. یکی از مهم ترین مزایای کلر نسبت به سایر ضدعفونی کننده ها، قیمت اندک و هزینه پایین استفاده از آن است. البته در بسیاری از موارد به جای استفاده از خود کلر، ترکیبات آن به کار می روند. گاز کلر، کلسیم هیپوکلریت و سدیم هیپوکلریت و ایزوسیانورات کلرینه چند مورد از این ترکیبات می باشند که به سادگی قابل تهیه هستند.

میزان کلری که می تواند به آب استخر افزوده شود، به طور میانگین 2 ppm است که با کیت های مخصوص اندازه گیری می شود. در صورتی که حجم این ترکیب شیمیایی در آب از این میزان فراتر رود، می تواند به مسمومیت منجر گردد.

برای کلرزنی استخر، از روش های مختلفی استفاده می شود که برای اجرای هر کدام، به تجهیزات مخصوصی، نظیر سیستم کلرزنی اتوماتیک ، کلرزن خطی و … نیاز است.

انواع کلر در تصفیه آب استخر

کلر در اشکال و ترکیبات متنوع برای تصفیه آب استخر مورد استفاده قرار می گیرد که در ادامه به چند مورد آن اشاره خواهیم کرد.

گاز کلر

می توان برای گندزدایی آب استخر، به طور مستقیم از گاز کلر و کلرزن های گازی استفاده نمود. در این صورت، گاز کلر خالص وارد آب شده و آلاینده های گوناگون را از بین می برد. البته این روش بیشتر در گذشته مورد استفاده قرار می گرفته است و امروزه، یک شیوه منسوخ شده به حساب می آید. چرا که بسیار دشوار است و از نظر زمانی نیز محدودیت دارد. به علاوه، ممکن است گاز و بوی این ماده برای شناگران آزار دهنده باشد و حتی به التهاب و سوزش پوست و چشم منجر گردد.

قرص کلر

در بیشتر استخرها از قرص کلر برای کلرزنی استخر و پاکسازی آب استفاده می شود. چرا که این روش به نسبت سایر روش های کلرزنی، آسان تر و کاربردی تر است. قرص های کلر که در ابعاد مختلف به فروش می رسند، با حل شدن در آب، عملیات تصفیه را انجام می دهند.  توجه داشته باشید که قرص های کلر نباید همزمان با سایر مواد شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند. چرا که کلر به سرعت با آن ها واکنش داده و ممکن است ترکیبات خطرناکی را به وجود آورد.

قرص های کلر با عناوینی چون قرص 90 درصد، 80 درصد، 70 درصد و… به فروش می رسند که این ارقام، میزان کلر آزاد شده در آب استخر را نشان می دهد.

مدت زمان مورد نیاز برای حل شدن قرص در آب و تصفیه آن، غالبا بین 3 تا 4 روز می باشد.

قرص های کلر به طور مستقیم و بی واسطه درون آب استخر رها نمی شوند. چرا که در این صورت، نمی توان به قدر کافی نسبت به عملکرد و میزان انحلال آن ها نظارت داشت. برای حل کردن این قرص ها درون آب استخر، از سه ابزار کاربردی استفاده می شود.

کلرزن خطی

می توانید تعداد قرص های کلر مورد نیاز خود را درون این دستگاه قرار دهید و سپس میزان کلر مورد نظرتان را مشخص نمایید تا توسط دستگاه، درون آب استخر آزاد گردد. این وسیله حجم اندکی دارد و در مسیر لوله کشی نصب می شود، تا با عبور آب از درون آن، به صورت خودکار به آب استخر کلر اضافه کند. همچنین بر خلاف تصور عده ای، نصب کلرزن خطی بسیار آسان است.

از مزایای استفاده از کلرزن خطی، می توانیم به پخش یکنواخت این ماده شیمیایی در آب اشاره نماییم.

این دستگاه دارای دو نوع Inline و Offline می باشد.

کلرزن شناور

این وسیله، محفظه ای کوچک از جنس پلاستیک است که بر روی سطح آب قرار می گیرد و از طریق حفره هایی، به آب استخر اجازه می دهد تا درون آن جریان پیدا کند. درون این محفظه کوچک، قرص های کلر قرار می گیرند و به تدریج، درون آب حل شده و فرآیند گندزدایی را به انجام می رسانند.

استفاده از کلرزن شناور، یکی از کم هزینه ترین راهکارهای تصفیه آب می باشد. اما در کنار این مزیت، معایبی نیز دارد؛ از آنجایی که آب استخر در حالت معمول ساکن می باشد، کلرزن در نقطه معینی از سطح آب ثابت می ماند و صرفا در یک محدوده معین کلر، آزاد می نماید. در نیتجه میزان کلر موجود در آب، چندان یکنواخت نخواهد بود و در عین حال، افزایش بیش از حد مقدار این ماده شیمیایی در یک قسمت از آب استخر، می تواند برای سلامت شناگران خطرناک باشد و یا به رنگ و بدنه استخر آسیب رساند.

سبد اسکیمر

یکی دیگر از راه های کاربردی و کم هزینه استفاده از قرص کلر، قرار  دادن آن درون سبدهای اسکیمر است. به این صورت آب با عبور از مداخل سبد، هر بار میزانی از کلر را درون خود حل کرده و رفته رفته گندزدایی می شود.

بهترین نتیجه در زمان روشن بودن پمپ استخر حاصل می شود. چرا که در طی فعالیت پمپ استخر ، آب به خوبی جریان می یابد و کلر نیز به صورت یکنواخت توزیع میگردد. اما درست در زمان خاموش بودن پمپ، آب آمیخته شده با کلر، بدون حرکت می ماند و می تواند به تجهیزات موجود، آسیب های فراوانی را وارد نماید.

پودر کلر

پودر کلر یا هیپوکلریت کلسیم که با نام پرکلرین نیز شناخته می شود، همانند قرص این ماده به انواع مختلفی تقسیم می گردد که هر یک وابسته به حجم استخر و میزان آلاینده های موجود در آن، می توانند مفید واقع شوند. پودرهای کلر نیز با پسوندهایی چون 70 درصد، 90درصد و… معرفی می شوند که این اعداد، نشان دهنده میزان کلر موجود در آن ها می باشند.

میزان پودر کلری که می توانیم از آن برای گندزدایی آب استخر استفاده نماییم، باید با توجه به حجم آب و استانداردهای موجود، تعیین گردد. از آنجایی که در این شیوه، مدیریت کلرزنی دشوارتر از روش قبلی است، لازم است تا حجم کلر مورد استفاده، به طور دقیق اندازه گیری شود و میزان کلر آزاد شده در آب، به طور مرتب با کیت های مخصوص مورد سنجش قرار گیرد.

توصیه می شود که به ازای هر متر مکعب آب، سه گرم پودر کلر مورد استفاده قرار گیرد.

آب ژاول

آب ژاول یا هیپوکلریت سدیم، مایعی زرد رنگ بوده و از ترکیبات کلر می باشد که دارای خواص و ویژگی های مشابهی همچون اکسیدکنندگی و واکنش پذیری بالاست. لازم به ذکر است که بوی این ماده، همانند سایر ترکیبات کلر، بسیار زننده و آزاردهنده می باشد.

اگر قصد دارید آب استخر را با افزودن هیپوکلریت سدیم تصفیه کنید، باید به درصد کلر موجود در آن توجه داشته باشید و میزان کلر افزوده شده به آب را به طور مداوم بسنجید تا از میزان استاندارد، فراتر نرود. آب ژاول را می توانید به طور مستقیم از طریق پمپ، به آب استخر بیفزایید.

این روش بسیار ارزان است و در عین حال نسبت به شیوه های پیشین، سهولت بیشتری دارد. از معایب این کار، می توان به تغییر اسیدیته آب به علت وجود سود سوزآور در ترکیب ماده فوق اشاره نمود.

نکات ایمنی کلرزنی

همانطور که پیشتر نیز گفته شد، کلر ماده ای سمی است و خاصیت واکنش پذیری و اکسیدکنندگی بالایی دارد. این ماده باید با رعایت تمامی نکات ایمنی مورد استفاده قرار گیرد و صرفا حجم معین و استاندارد آن به کار رود.

در خصوص نگهداری کلر، باید به این نکته توجه داشته باشیم که ماده مذکور بسیار فرار و واکنش پذیر است. پس باید در ظرف های PVC نگهداری شود. چرا که در غیر این صورت، با ماده تشکیل دهنده ظرف، ترکیب شده و سبب خوردگی و آسیب به آن خواهد شد.

کلر گازی سمی با بوی زننده است که استنشاق آن، سبب ناراحتی ریه و دستگاه تنفس می گردد و در طولانی مدت، می تواند بیماری ها و مشکلاتی جدی تر را در پی داشته باشد. به طوری که تنفس مقدار زیادی از آن، منجر به مرگ می شود. به همین علت بود که در گذشته، از ماده فوق در تهیه بمب های شیمیایی استفاده می کردند! بنابراین توجه داشته باشید که هنگام باز کردن درب محفظه های کلرزنی و یا ظرف های بسته بندی کلر، فاصله استاندارد را رعایت کرده و از تنفس گاز یا بوی متصاعد شده از آن پرهیز نمایید.

تماس کلر مایع با پوست افراد نیز می تواند باعث ایجاد سوختگی و التهاب گردد. به علاوه، بلعیدن این ماده نیز بسیار خطرناک و کشنده خواهد بود. شناکردن طولانی مدت در استخرهایی که به طور غالب با این ماده شیمیایی پاکسازی می شوند، به تحریک پوست و چشم منجر خواهد شد. در نتیجه توجه به مقدار استاندارد کاربرد کلر در تصفیه آب، اهمیت بسیاری دارد.

به علاوه، استفاده بیش از حد و غیر اصولی از کلر، ممکن است به بدنه استخر و تأسیسات و تجهیزات استخر نظیر پمپ استخر، فیلتر شنی و سایر تجهیزات استخر آسیب برساند و یا سبب از بین رفتن رنگ کاشی ها یا دیواره استخر گردد.

در صورت استفاده از کلر در کنار مواد دیگر، به ترکیبات حاصل از آن ها توجه داشته باشید. چرا که بسیاری از این ترکیبات، خود مضر و سمی خواهند بود.