Í skólphreinsunariðnaðinum er sótthreinsun mikilvægt skref til að tryggja að gæði frárennslis uppfylli staðla. Klórgas (Cl₂) hefur lengi verið eitt mest notaða sótthreinsiefnið í vatnsmeðferð vegna mikillar skilvirkni og kostnaðar-hagkvæmni. Hins vegar er klórgas „tvíeggjað-sverð“: þó að það sé mikilvægt sótthreinsunarefni, stafar það einnig af mjög eitruð ógn sem leynist í meðferðarferlinu.
Meginreglan á bak við notkun klórgas til sótthreinsunar á vatni liggur í vatnsrofsviðbrögðum sem eiga sér stað þegar það leysist upp í vatni:
Cl2 + H2O → HCl + HClO
Hýpklórsýran (HClO) sem myndast við þetta hvarf er öflugt oxunarefni. Sem lítil rafhlutlaus sameind kemst hún auðveldlega í gegnum neikvætt hlaðna frumuveggi baktería, truflar ensímkerfi þeirra og gerir þau óvirk. Sótthreinsun með klór-miðlum eins og natríumhýpóklórít (NaClO) starfar á svipaðan hátt: þau mynda öll bakteríudrepandi hýpklórsýru í vatni.
Þegar rætt er um hættuna á klórgasleka hugsa margir strax um leka frá fljótandi klórkútum. Hins vegar, í nútíma vatnsmeðferðarferlum, getur áhætta verið falin á ýmsum öðrum stigum:
1. Geymsla og skömmtun á fljótandi klór
Í hefðbundnum ferlum nota vatnshreinsistöðvar fljótandi klórhylki beint til sótthreinsunar. Leki við ventiltengingar eða leiðslusamskeyti geta leitt til þess að mikil-styrkur, hreint klórgas losnar beint. Þetta táknar dæmigerðustu og-hættulega leka atburðarásina.
2. Á-framleiðsla natríumhýpóklóríts á staðnum
Til að forðast áhættuna sem fylgir flutningi og geymslu fljótandi klórs er sífellt fleiri plöntur að taka upp-natríumhýpóklórítmyndun á staðnum með rafgreiningu á saltlausn. Samt fylgir þessu ferli sjálfu hættu á klórgasleka; klórgas myndast sem milliafurð við rafgreiningu og ef þéttingar búnaðar bila eða hvarfið fer úr böndunum getur gasið sloppið út í loftið. Ennfremur skapar veruleg hætta að geyma natríumhýpóklórítlausn nálægt súrum efnum þar sem bein viðbrögð þeirra á milli geta myndað klórgas.
(1).Klórmyndun á-stað: Er varan „lausn“ eða „gas“? Þetta veltur á vinnsluleiðinni sem mismunandi framleiðendur nota; það eru tvær megingerðir:
Bein klórgasframleiðsla: Sum kerfi nota þind inni í rafgreiningarklefanum til að aðskilja hólf, sem gerir kleift að safna há-klórgasi beint úr rafskautahólfinu. Það er síðan dregið út með lofttæmikerfi til notkunar strax við sótthreinsun.
Framleiðsla á-natríumhýpóklórítlausn á staðnum (algengasta aðferðin): Eins og er, vinna almenn kerfi venjulega ekki klórgas beint. Þess í stað bregst klórgasið sem framleitt er við forskautið hratt innan frumunnar við natríumhýdroxíðlausninni sem framleitt er við bakskautið og myndar blandaða sótthreinsunarlausn.
NaCl + H₂O → NaClO + H₂↑ (undir beittum straumi)
(2). Natríumhýpóklórítlausnin (NaClO) sem myndast við þetta hvarf þjónar sem virki sótthreinsiefnið sem framleitt er á -staðnum. Allt ferlið krefst aðeins vatns, salts og rafmagns; það útilokar þörfina á að flytja eða geyma klórgas, sem gerir það öruggara. Þó að-framleiðsla á staðnum komi í veg fyrir flutningsáhættu sem tengist hefðbundnum fljótandi klór, getur lítið magn af klórgasi samt sloppið út við rafgreiningu og vetnisgasið sem myndast þarfnast loftræstingarstjórnunar. Þess vegna eru forgangsröðun eftirlits yfirleitt meðal annars:
Vöktun klórs (Cl₂): Setja verður upp eiturgasskynjara á stöðum þar sem snefilleki gæti átt sér stað, svo sem rafgreiningarfrumur, píputengingar og geymslutanka.
Vetni (H₂) vöktun/loftræsting: Þar sem vetni er aukaafurð, verður að halda styrk þess undir öruggum mörkum. Þetta er venjulega náð með þvinguðu loftræstingu, þó að eldfim gasskynjarar gætu einnig verið notaðir til viðbótareftirlits í sumum tilfellum.
3. Áhætta tengd öðrum sótthreinsiefni: Klórdíoxíð
Klórdíoxíð (ClO₂) er valinn valkostur við klórgas vegna þess að færri sótthreinsunarefni myndast.- Hins vegar er ClO₂ sjálft eitrað lofttegund sem verður að myndast á -staðnum til notkunar strax. Ekki er hægt að horfa framhjá hættunni á leka og þarf sérhæfða skynjara til að fylgjast með.
Til að takast á við margþætta áhættu sem tengist klórgasi í skólphreinsistöðvum hefur áreiðanlegt lekaleitarkerfi venjulega eftirfarandi eiginleika:
4. Uppgötvunarregla: Rafefnafræðilegir skynjarar
Flestir iðnaðar klórgasskynjarar nota rafefnafræðilega skynjara. Starfsregla þeirra felur í sér að klórgas dreifist inn í skynjarann og gangast undir rafefnafræðileg viðbrögð við tiltekið rafskaut; þetta myndar örstraum- sem er í réttu hlutfalli við klórstyrkinn, sem gerir nákvæma magngreiningu kleift. Þessir skynjarar bjóða upp á mikla næmni og skjótan viðbragðstíma, sem gerir þá hentuga fyrir stöðugt eftirlit á netinu.
Klórgas er mjög eitrað og vinnumörk eru mjög lág. Þar af leiðandi hafa klórskynjarar sem notaðir eru við lekavöktun venjulega mælisvið á bilinu 0–20 ppm, upplausn 0,1 ppm og T90 viðbragðstími sem er ekki meira en 60 sekúndur.
Varðandi viðvörunaraðferðir notar öryggiskerfi venjulega tveggja-viðvörunarhönnun: lág-viðvörun þjónar sem snemmbúin viðvörun (td við 1 ppm) til að koma af stað loftræstingu og skoðunum, en há-viðvörun kemur af stað neyðarviðbrögðum og rýmingu starfsmanna.
5. Sameining klórgasgreiningarkerfis:
Frá uppgötvun til samlæsingarstýringar: Alhliða klórvöktunarkerfi samanstendur af meira en bara aklórgasskynjariog vekjara. Byggt á bestu starfsvenjum iðnaðarins eru kjarnahlutverk þess:
Fjöl-punkta vöktun á netinu: Skynjarar eru settir upp á mikilvægum stöðum-eins og klórgeymslusvæðum, klórunarherbergjum og rafgreiningarfrumusvæðum-til að tryggja stöðugt 24 tíma eftirlit.
Sjálfvirk tengingarstýring: Þegar leka uppgötvast virkjar kerfið sjálfkrafa neyðarloftræstieiningar og lokar fyrir loka til að halda í veg fyrir útbreiðslu klórgass.
Fjarvöktun og gagnagreining: Stjórnendur geta skoðað rauntímagögn fjarstýrt í gegnum miðlæga stjórnstöð eða farsímaforrit, en kerfið veitir einnig fyrirsjáanlegar viðvaranir varðandi hugsanlega lekahættu.
Frá hefðbundinni sótthreinsun með fljótandi klór og-myndun natríumhýpóklóríts á staðnum til notkunar á klórdíoxíði-óháð því ferli sem notað er, er hættan á klórgasleka stöðugur veruleiki. Marg-lagað klórskynjunarnet sem nær yfir svæði geymslu, vinnslu og tankabúa, ásamt hröðu-viðbragðstengingarkerfi, táknar ekki aðeins lögboðna kröfu til að uppfylla umhverfisreglur heldur einnig grundvallarskuldbindingu um öryggi starfsmanna og samfellu í rekstri fyrirtækisins.