هیپوکلریت کلسیم (پرکلرین)

چرا کلسیم هیپوکلریت در تصفیه آب اهمیت دارد؟

هیپوکلریت کلسیم یا پرکلرین یکی از پرکاربردترین مواد شیمیایی ضدعفونی‌کننده در صنعت تصفیه آب و پساب است. این ترکیب با فرمول شیمیایی Ca(OCl)₂، به‌صورت جامد سفید یا خاکستری روشن وجود دارد و خاصیت اکسیدکنندگی بالایی دارد.
علت استفاده گسترده از این ماده، توانایی تولید کلر آزاد است؛ کلری که نقش اصلی در از بین بردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا را بر عهده دارد. در مقایسه با گاز کلر یا سدیم هیپوکلریت، کلسیم هیپوکلریت پایدارتر، ایمن‌تر و در برخی شرایط اقتصادی‌تر است. به همین دلیل در سیستم‌های تصفیه آب شهری، استخرها، برج‌های خنک‌کننده و حتی پساب صنعتی به‌صورت گسترده استفاده می‌شود.

ویژگی‌ها و خصوصیات پرکلرین (کلر جامد – Ca(OCl)₂)

ویژگی‌های فیزیکی پرکلرین

• شکل و رنگ: پرکلرین به صورت پودر یا گرانول سفید رنگ عرضه می‌شود.
• دمای ذوب و جوش: این ماده در دمای حدود ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد ذوب شده و نقطه جوش آن ۱۷۵ درجه سانتی‌گراد است.
• وزن مولکولی: وزن مولکولی Ca(OCl)₂ برابر با ۱۴۲.۹۸ گرم بر مول می‌باشد.

ویژگی‌ها و خصوصیات شیمیایی پرکلرین

• پایداری نسبی: پرکلرین نسبتاً پایدار است، اما تحت شرایط خاص می‌تواند واکنش‌پذیر شود.
• بو: این ترکیب دارای بوی تند و زننده است که از آزاد شدن کلر ناشی می‌شود.
• خواص قلیایی: Ca(OCl)₂ خاصیت قلیایی دارد زیرا توانایی از دست دادن یون H⁺ را دارد.

واکنش‌های خطرناک:

• واکنش با استیلن باعث تولید کلرواستیلن می‌شود که منفجره است.
• ترکیب با اوره می‌تواند NCl₃ (نیترکلرومین) تولید کند که بسیار خطرناک و انفجاری است.
• تماس با روغن یا سایر مواد آلی نیز ممکن است باعث انفجار شدید شود.

جایگاه کلسیم هیپوکلریت در صنعت تصفیه آب و پساب

در صنعت تصفیه آب، سه هدف اصلی دنبال می‌شود: حذف ذرات معلق، کنترل آلودگی میکروبی و کاهش ترکیبات آلی. پرکلرین در دو مورد آخر نقش کلیدی دارد.
این ماده در ضدعفونی آب آشامیدنی، فاضلاب شهری، و پساب‌های صنعتی (نظیر صنایع غذایی، دارویی و پتروشیمی) برای کنترل بار میکروبی و حذف بوهای آلی به کار می‌رود.
همچنین در تصفیه پساب، از پرکلرین برای کلرزنی نهایی استفاده می‌شود تا پیش از تخلیه به محیط، آلودگی‌های بیولوژیکی حذف شوند.

کاربردهای کلسیم هیپوکلریت در تصفیه آب و پساب

پرکلرین به دلیل اثربخشی بالا و قیمت مناسب، در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد:

• تصفیه آب آشامیدنی شهری و روستایی
  برای حذف باکتری‌های بیماری‌زا و جلوگیری از آلودگی میکروبی.

• تصفیه آب استخرها و مراکز ورزشی
  به‌عنوان ضدعفونی‌کننده‌ی مؤثر و سریع.

• تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی
  برای از بین بردن پاتوژن‌ها پیش از تخلیه یا بازچرخانی آب.

• صنایع غذایی و دارویی
  برای ضدعفونی سطوح، تجهیزات و خطوط انتقال آب.

در فرآیند کلرزنی، Ca(OCl)₂ با آب واکنش داده و HOCl تولید می‌کند که عامل اصلی ضدعفونی است.

مقایسه کلسیم هیپوکلریت با سایر مواد گندزدا

مکانیزم عملکرد پرکلرین در ضدعفونی آب

عملکرد پرکلرین مبتنی بر آزادسازی یون‌های هیپوکلریت (ClO⁻) است. این یون‌ها با نفوذ به دیواره سلولی میکروارگانیسم‌ها، ساختارهای پروتئینی آن‌ها را تخریب می‌کنند و باعث مرگ سریع باکتری‌ها و ویروس‌ها می‌شوند.
در واقع، پرکلرین با دو مکانیسم اصلی عمل می‌کند:

• اکسیداسیون مواد آلی و معدنی موجود در آب
• گندزدایی و حذف میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا

این ترکیب در محدوده‌ی pH بین ۶ تا ۸ بیشترین کارایی را دارد، زیرا در این شرایط بیشترین میزان کلر آزاد فعال است

پارامترهای کلیدی مؤثر بر عملکرد

در تصفیه با کلسیم هیپوکلریت، کنترل پارامترهای زیر حیاتی است:

• pH ایده‌آل: بین ۶.۵ تا ۷.۵
• زمان تماس (CT Value): حداقل ۳۰ دقیقه
• کلر آزاد باقی‌مانده: ۰.۲ تا ۰.۵ میلی‌گرم در لیتر
• دمای آب: هرچه بالاتر، سرعت واکنش بیشتر

عدم کنترل این پارامترها می‌تواند منجر به کاهش اثر ضدعفونی یا افزایش ترکیبات جانبی مانند کلروفرم شود.

روش تولید هیپوکلریت کلسیم (کلر جامد – Ca(OCl)₂)

هیپوکلریت کلسیم یا همان پرکلرین یکی از پرکاربردترین ترکیبات شیمیایی در صنایع تصفیه آب و ضدعفونی است. این ماده را می‌توان به چند روش صنعتی تولید کرد که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از روش کلسیمی، روش سدیمی و واکنش کلر با آهک.

۱- روش کلسیمی

در این روش، هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)₂) با گاز کلر (Cl₂) واکنش داده و هیپوکلریت کلسیم تولید می‌شود. واکنش شیمیایی به صورت زیر است:

2Ca(OH)2+2Cl2→Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O2 Ca(OH)_2 + 2 Cl_2 → Ca(ClO)_2 + CaCl_2 + 2 H_2O2Ca(OH)2​+2Cl2​→Ca(ClO)2​+CaCl2​+2H2​O

در این فرآیند علاوه بر هیپوکلریت کلسیم، کلرید کلسیم (CaCl₂) و آب نیز تولید می‌شود. این روش برای تولید کلر جامد و پایدار بسیار متداول است.

۲- روش سدیمی

در برخی فرآیندها از واکنش هیدروکسید سدیم یا کلسیم با کلر برای تولید هیپوکلریت استفاده می‌شود. نمونه‌ای از این واکنش:

Ca(OH)2+2Cl2→Ca(ClO)2+2HClCa(OH)_2 + 2 Cl_2 → Ca(ClO)_2 + 2 HClCa(OH)2​+2Cl2​→Ca(ClO)2​+2HCl

در این حالت علاوه بر هیپوکلریت کلسیم، اسید هیدروکلریک (HCl) تولید می‌شود که می‌تواند در فرآیندهای جانبی یا خنثی‌سازی استفاده شود.

۳- واکنش کلر با آهک

روش دیگر تولیدکلسیم هیپوکلریت، واکنش کلر با آهک (CaO یا Ca(OH)₂) است. این فرآیند ساده و اقتصادی است و به تولید هیپوکلریت کلسیم جامد یا پودری منجر می‌شود. محصول نهایی در محیط خشک و محافظت‌شده از نور و حرارت به شکل پودر سفید رنگ عرضه می‌گردد.

نکته فنی:
هیپوکلریت کلسیم تولیدی در تمام روش‌ها دارای خواص ضدعفونی‌کنندگی قوی است، اما پایداری آن تحت تأثیر رطوبت، نور و حرارت قرار می‌گیرد. بنابراین ذخیره و حمل‌ونقل آن باید با ظروف مقاوم و خشک انجام شود.

روش‌های دوزینگ، فرم‌های مختلف و ملاحظات اجرایی

کلسیم هیپوکلریت در چند شکل متداول ارائه می‌شود:

نکات اجرایی مهم:

• محلول‌سازی در مخزن جداگانه پیش از تزریق توصیه می‌شود.
• دمای محیط و pH آب بر میزان کلر آزاد تأثیر مستقیم دارند.
• نگهداری باید در محیط خشک، خنک و دور از مواد آلی و سوختی انجام شود.

ایمنی و الزامات استاندارد

کلسیم هیپوکلریت ماده‌ای اکسیدکننده و خورنده است و باید با احتیاط نگهداری شود:

• از تماس مستقیم با پوست و چشم جلوگیری شود.
• با مواد آلی (روغن‌ها، سوخت‌ها) تماس نداشته باشد.
• در محیط خشک و تهویه‌دار ذخیره گردد.
  بر اساس استانداردهای NSF/ANSI 60 و AWWA B300، کیفیت پرکلرین باید برای استفاده در آب شرب تأیید شده باشد.

مزایا و معایب استفاده از کلسیم هیپوکلریت

مزایا:

• پایداری بالا در شرایط محیطی مختلف
• سهولت حمل‌ونقل نسبت به گاز کلر
• امکان استفاده بدون تجهیزات گران‌قیمت
• کلر آزاد بالا و اثر ضدعفونی سریع

معایب:

• افزایش pH آب و نیاز به تنظیم‌کننده pH
• خطر واکنش با مواد آلی
• نیاز به فضای خشک برای ذخیره‌سازی
• پودر یا گرد ممکن است باعث تحریک تنفسی شود

مزایا و معایب استفاده از پرکلرین در تصفیه آب

سوالات متداول (FAQ)

کلسیم هیپوکلریت چگونه آب را ضدعفونی می‌کند؟
با آزادسازی کلر فعال (HOCl) که ساختار سلولی میکروارگانیسم‌ها را تخریب می‌کند.

دوز مناسب پرکلرین برای آب شرب چقدر است؟
معمولاً بین ۲ تا ۴ میلی‌گرم در لیتر بسته به کیفیت آب ورودی.

آیا پرکلرین باعث افزایش pH آب می‌شود؟
بله، به دلیل تولید Ca(OH)₂ پس از واکنش در آب.

چطور باید پرکلرین را ذخیره کرد؟
در محیط خشک، خنک، دور از نور مستقیم و مواد قابل اشتعال.

تفاوت پرکلرین و سدیم هیپوکلریت چیست؟
پرکلرین جامد و پایدارتر است، در حالی که سدیم هیپوکلریت مایع و سریع‌تر تجزیه می‌شود.

جمع‌بندی

کلسیم هیپوکلریت یا پرکلرین یکی از مطمئن‌ترین و مؤثرترین مواد ضدعفونی‌کننده در صنعت تصفیه آب و پساب است. این ماده با آزادسازی کلر فعال، توانایی بالایی در نابودی میکروارگانیسم‌ها دارد و در عین حال نسبتاً پایدار و ایمن است.
بااین‌حال، انتخاب و مصرف آن باید زیر نظر متخصص و مطابق استانداردهای بین‌المللی انجام گیرد تا از بروز مشکلاتی مانند افزایش pH یا تولید ترکیبات جانبی جلوگیری شود.

شرکت آرتا انرژی پایدار به عنوان تامین‌کننده معتبر هیپوکلریت کلسیم (کلر جامد) آماده ارائه خدمات به صنایع و کارفرمایان محترم می‌باشد. این شرکت امکان تأمین مواد شیمیایی با کیفیت بالا و خلوص استاندارد را فراهم کرده و پشتیبانی فنی و مشاوره تخصصی نیز ارائه می‌دهد.

برای دریافت مشاوره، استعلام قیمت و ثبت سفارش می‌توانید از طریق بخش تماس با ما در وب‌سایت با کارشناسان شرکت آرتا انرژی تماس بگیرید تا راهنمایی کامل برای انتخاب و تأمین مواد شیمیایی متناسب با نیاز شما ارائه شود.