مزایا و محدودیت‌ های کلرزنی ترکیبی با دی‌ اکسید کلر در فرایندهای تصفیه

مقدمه

کلرزنی ترکیبی با دی‌ اکسید کلر یک راهبرد پیشرفته در فرآیندهای تصفیه آب است که در آن از کلر (Cl₂) و دی‌ اکسید کلر (ClO₂) به‌ طور همزمان برای ضدعفونی استفاده می‌ شود و به دلیل توان میکروب‌ کشی بالا و کاهش محصولات جانبی مضر، توجه گسترده‌ ای در صنعت به خود جلب کرده است؛ کلر سال‌ هاست که به‌ عنوان گندزدای مرسوم شناخته می‌ شود و به‌ خاطر ایجاد باقی‌ مانده پایدار در شبکه توزیع کاربرد زیادی دارد، اما واکنش آن با مواد آلی طبیعی می‌ تواند ترکیبات جانبی زیان‌ آور ایجاد کند، در حالی که دی‌ اکسید کلر یک اکسیدکننده قدرتمند است که در بازه وسیعی از pH کارایی دارد و تمایل کمتری به تشکیل تری‌ هالومتان‌ ها نشان می‌ دهد؛ استفاده ترکیبی از این دو ماده تلاش می‌ کند تا از مزایای هر دو بهره‌ مند شود هم حفاظت باقی‌ مانده کلر حفظ شود و هم قدرت اکسیداسیون بالای دی‌ اکسید کلر به بهبود فرآیند کمک کند و این رویکرد معمولاً در کنار بررسی عملکرد ازن ‌زنی و اشعه UV به‌ عنوان فناوری ‌های نوین مکمل کلرزنی در تصفیه آب، به‌ عنوان یک بسته کامل تصفیه پیشرفته مورد توجه قرار می‌ گیرد؛ در ادامه، مزایا، محدودیت‌ ها و چالش‌ های اجرایی این روش دوگانه بررسی خواهد شد.

نقش کلر در گندزدایی و تصفیه آب

کلر بیش از یک قرن است که پایه اصلی ضدعفونی آب بوده است. این ماده بر علیه اغلب باکتری ها و ویروس ها بسیار موثر است و باقی مانده ای پایدار بر جا می‌گذارد که هنگام حرکت آب در شبکه توزیع نیز به حفاظت آن ادامه می ‌دهد. کلر که معمولاً به صورت هیپوکلریت سدیم مایع یا گاز استفاده می ‌شود، در آب اسید هیپوکلروس تشکیل می‌ دهد که به درون سلول های میکروبی نفوذ کرده و آن ها را غیرفعال می کند. به همین دلیل است که حتی در کاربردهای عمومی و خانگی نیز گزینه‌ هایی مثل خرید قرص کلر استخر رایج و مؤثر هستند. مزیت اصلی کلر سابقه اثبات شده و هزینه پایین آن هستند؛ به کارگیری و مدیریت آن در مقیاس بزرگ نسبتاً آسان است. کلر همچنین به اکسیداسیون برخی ناخالصی ها نظیر آهن، منگنز و سولفید هیدروژن کمک می ‌کند و کیفیت آب را بهبود می ‌بخشد. با این وجود، استفاده از کلر معایبی نیز دارد. کلر می ‌تواند با ترکیبات آلی طبیعی موجود در آب واکنش داده و محصولات جانبی گندزدایی (DBP) مانند تری هالومتان ها (THM) و اسید های هالواستیک (HAA) تشکیل دهد که به دلیل خطرات سلامتی تحت نظارت مقرراتی هستند. علاوه بر این برخی از انگل های تک یاخته (مانند کریپتوسپوریدیوم) در برابر کلر بسیار مقاوم اند، به این معنی که کلرزنی به تنهایی ممکن است همه میکروارگانیسم های موجود را غیرفعال نکند. این نقاط ضعف در پروفایل کلر زمینه را برای ورود دی اکسید کلر به عنوان یک گندزدای مکمل فراهم می ‌کند.

نقش دی اکسید کلر در گندزدایی و تصفیه آب

دی اکسید کلر (ClO2) یک گندزدای قدرتمند با طیف اثر گسترده و رفتار شیمیایی متفاوت است. در تصفیه آب، ClO2 معمولاً در محل تولید می ‌شود (با واکنش کلریت سدیم با گاز کلر یا اسید) زیرا این ماده برای حمل و نقل ناپایدار است. پس از تولید، دی اکسید کلر هم به عنوان یک اکسید کننده و هم به عنوان زیست کش عمل می‌کند. این ماده در نابودی باکتری ها، ویروس ها و حتی برخی میکروارگانیسم های مقاوم به کلر بسیار موثر است. برخلاف کلر، دی اکسید کلر در آب هیدرولیز نشده و اسید هیپوکلروس تشکیل نمی ‌دهد؛ بلکه به صورت یک گاز محلول باقی می ‌ماند که می ‌تواند درون بیوفیلم ها و مناطق سخت دسترس نفوذ کرده و به کنترل بیوفیلم در لوله ها کمک کند. یک مزیت کلیدی این است که ClO2 به راحتی محصولات جانبی کلر زده مانند THM و HAA ایجاد نمی کند. محصولات اصلی واکنش دی اکسید کلر کلریت و کلرات هستند. ClO2 همچنین در گستره وسیعی از pH موثر باقی می ‌ماند و حتی در شرایطی که کلر کارایی کمتری دارد اثر خود را حفظ می ‌کند. در نقطه مقابل مزایا، دی اکسید کلر باید با احتیاط به کار رود: این گاز در غلظت های بالا خطرناک بوده و به تجهیزات و پایش تخصصی نیاز دارد. همچنین نیاز به پایش سطح کلریت (برای رعایت استاندارد آب شرب) از دیگر ملاحظات است. این ویژگی ها، دی اکسید کلر را به یک شریک قوی برای کلر تبدیل می ‌کند به طوری که هر کدام کاستی های دیگری را جبران می نمایند.

مقایسه کلر و دی اکسید کلر (بررسی تطبیقی)

اگرچه هر دو کلر و دی اکسید کلر گندزدای قوی هستند، اما هر کدام نقاط قوت و ضعف متفاوتی دارند. کلر در فراهم کردن باقی مانده پایدار برتری دارد و استفاده از آن سرراست است، اما می ‌تواند محصولات جانبی مضر ایجاد کند و در برابر برخی تک یاخته ها کارایی کمتری دارد. دی اکسید کلر قدرت اکسیداسیون بالاتری دارد (حدود 2.5 برابر قدرت اکسید کنندگی کلر) و در دامنه pH متغیر موثر است و محصولات جانبی هالوژنه کمتری تولید می ‌کند. با این حال، ClO2 نیز محصولات مخصوص به خود مانند کلریت و کلرات ایجاد می ‌کند و نیازمند تولید در محل است. هنگام استفاده توام در یک فرآیند تصفیه، این دو گندزدا می ‌توانند اثر یکدیگر را تکمیل کنند و با حداکثر کردن حذف پاتوژن ها و بهبود کیفیت آب، معایب یکدیگر را به حداقل برسانند. جدول زیر تفاوت های کلیدی و اثرات ترکیبی استفاده از کلر و دی اکسید کلر را نشان می‌ دهد:

جنبه	کلر (Cl2)	دی اکسید کلر (ClO2)	استفاده ترکیبی (Cl2 + ClO2)	توضیحات
کارایی گندزدایی	برای بسیاری از باکتری ها و ویروس ها موثر؛ روی تک یاخته هایی مثل کریپتوسپوریدیوم چندان موثر نیست.	برای باکتری ها و ویروس ها بسیار موثر؛ تا حدی بر پروتوزوآ های مقاوم به کلر اثر دارد.	هم افزایی: در کنار هم سطح غیر فعال سازی بیشتری برای طیف گسترده ای از پاتوژن ها فراهم می‌کنند.	عملکرد دوگانه باعث کنترل جامع تر میکروبی می‌شود.
باقی‌مانده در آب	باقی مانده آزاد کلر پایدار و ماندگاری ایجاد می‌کند، اگرچه کلر ممکن است در حضور آمونیاک به کلرامین تبدیل شود.	باقی مانده ClO2 باقی می‌گذارد اما با اکسید کردن آلاینده ها مصرف می‌شود؛ با آمونیاک واکنش نمی‌دهد.	باقی مانده لایه ای ایجاد می‌شود: کلر حفاظت ماندگار فراهم می‌کند و ClO2 نیاز فوری را برطرف می‌کند.	باقی مانده ترکیبی می‌تواند ایمنی شبکه توزیع را بالاتر ببرد.
وابستگی به pH	اثربخشی کلر در pH بالا افت می‌کند زیرا بخش بیشتری از آن به صورت OCl⁻ در می‌آید.	اثربخشی ClO2 در بازه وسیع pH پایدار می‌ماند.	عملکرد یکنواخت در گستره های pH مختلف؛ ClO2 ضعف کلر را جبران می‌کند.	مناسب برای آب هایی با pH بالا یا متغیر.
تشکیل محصولات جانبی (مواد آلی)	کلر با مواد آلی واکنش داده و THM، HAA و سایر DBP های کلرینه را تولید می‌کند.	THM/HAA ایجاد نمی‌کند؛ محصولات اصلی کلریت و کلرات هستند.	DBP های هالوژنه کمتر تولید می‌شود؛ کلر می‌تواند بخشی از کلریت را به ClO2 تبدیل کند.	رویکرد ترکیبی به رعایت استانداردهای DBP کمک می‌کند.
دغدغه محصولات جانبی (معدنی)	خود کلر کلریت یا کلرات تولید نمی‌کند.	کلریت و کلرات باید پایش شوند؛ حد مجاز کلریت معمولاً 1.0 mg/L است.	افزودن کلر پس از ClO2 سطح کلریت را کاهش می‌دهد؛ تشکیل کلرات باید مدیریت شود.	تنظیم دوزها برای کنترل کلریت و رعایت استانداردها ضروری است.
اثر بر طعم و بو	می‌تواند طعم یا بوی کلری ایجاد کند، به خصوص در دوزهای بالا.	با اکسید کردن ترکیبات مولد بو به بهبود طعم و بو کمک می‌کند؛ بوی کلری کمتری دارد.	بهبود کلی طعم و بو به دلیل کاهش دوز کلر و اثر کنترل بوی ClO2.	برای رفع شکایات طعم و بو در آب استفاده می‌شود.
ایمنی و حمل و نگهداری	گاز کلر خطرناک است؛ هیپوکلریت پایدار نیست؛ اما تجهیزات استاندارد موجود است.	ClO2 باید در محل تولید شود و در غلظت بالا انفجاری است؛ نیازمند پایش و تهویه مناسب است.	پیچیده تر؛ اپراتور باید دو ماده و تجهیزات تولید را کنترل کند.	آموزش دقیق برای جلوگیری از حوادث الزامی است.
هزینه و زیرساخت	هزینه مواد کلر پایین است و تجهیزات تزریق ساده هستند.	هزینه مواد اولیه و تجهیزات تولید ClO2 بیشتر است.	استفاده ترکیبی هزینه را افزایش می‌دهد، اما ممکن است مصرف کلر را کاهش دهد.	تحلیل هزینه-فایده بر اساس شرایط آب ضروری است.

غیرفعال سازی بیشتر پاتوژن ‌ها و اثر هم ‌افزایی

استفاده همزمان از کلر و دی اکسید کلر به غیرفعال سازی قوی تر پاتوژن ها منجر می ‌شود؛ فراتر از آنچه هر کدام به تنهایی می ‌توانند حاصل کنند. این ترکیب به طور ویژه موثر است زیرا هر گندزدا به شیوه ای متفاوت به میکروب ها حمله می‌ کند. کلر با نفوذ به دیواره سلولی آنزیم ها و مواد ژنتیکی را تخریب می‌ کند، در حالی که دی اکسید کلر یک اکسید کننده قوی است که می ‌تواند ساختارهای سلولی و کپسید ویروس ها را تجزیه کند. وقتی این دو به ترتیب یا همزمان به کار روند، این فرآیندها با هم تداخل داشته و اثر هم افزایی ایجاد می کنند. مطالعات نشان داده اند که غیرفعال سازی برخی باکتری ها مانند E. coli و ویروس ها با گندزدایی دوگانه سریع تر و کامل تر صورت می گیرد. برای مثال دی اکسید کلر می‌تواند لایه های حفاظتی میکروارگانیسم های مقاوم را تضعیف یا تخریب کند و آن ها را نسبت به کلر آسیب پذیر تر سازد. به طور متقابل، کلر می‌تواند بخشی از بار میکروبی را بر عهده گرفته و اجازه دهد دی اکسید کلر بر روی پاتوژن های سرسخت تر یا عمیق تر متمرکز شود. این هم افزایی به معنای دستیابی به حذف میکروبی بالاتر با دوز احتمالی کمتری از هر یک از ماده ها نسبت به حالت استفاده تکی است. در عمل این امر معادل با ارتقای حفاظت سلامت عمومی است زیرا طیف گسترده تری از میکروارگانیسم ها شامل آن هایی که نسبت به کلر مقاوم ترند به طور موثر در آب تصفیه شده کنترل می‌ شوند.

کارایی طیف گسترده و کنترل بیوفیلم

یکی از مزیت های اضافه کردن دی اکسید کلر، توانایی آن در هدف قرار دادن طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها و از بین بردن بیوفیلم ها است. کلر بر اغلب باکتری ها و بسیاری از ویروس ها به خوبی موثر است، اما برخی پروتوزوآ ها و باکتری های هاگ دار در برابر آن مقاومت بیشتری دارند. حضور دی اکسید کلر دامنه گندزدایی را گسترده تر می‌کند زیرا ارگانیسم هایی را که کلر در نابودی شان مشکل دارد به طور موثر هدف قرار می ‌دهد. برای نمونه، مشخص شده است که دی اکسید کلر کیست های ژیاردیا را غیرفعال کرده و بقای اواوسیست های کریپتوسپوریدیوم را بیشتر از کلر آزاد کاهش می‌ دهد. افزون بر این، دی اکسید کلر در کنترل بیوفیلم بسیار عالی عمل می ‌کند: این ماده یک گاز محلول است که می ‌تواند در لایه های لزج و ماتریس بیوفیلم روی دیواره لوله ها نفوذ کند و ساختار آلی ماتریس را اکسید کرده و میکروب های درون آن را بکشد. در کلرزنی ترکیبی از این قابلیت استفاده می‌ شود بدین شکل که دی اکسید کلر برای شکستن بیوفیلم ها و خنثی کردن میکروب های مقاوم به کار می ‌رود، در حالی که کلر یک باقی مانده برای جلوگیری از رشد مجدد در پایین دست فراهم می ‌کند. نتیجه آن یک سیستم توزیع تمیز تر با ریسک کمتر جدا شدن توده های میکروبی است. کارایی طیف گسترده این رویکرد ترکیبی به این معنی است که کنترل زیستی جامع تری را فراهم می ‌کند و ایمنی آب را به ویژه در سیستم هایی که با چالش های میکروبی متنوعی روبرو هستند ارتقا می ‌بخشد.

کاهش تشکیل تری هالومتان ها و اسید های هالواستیک

یکی از انگیزه های اصلی برای استفاده از دی اکسید کلر در کنار کلر، کاهش تشکیل محصولات جانبی مضر کلرزنی مانند تری هالومتان ها (THM) و هالواستیک اسید ها (HAA) است. این ترکیبات هنگامی تشکیل می شوند که کلر با مواد آلی طبیعی موجود در آب واکنش می کند و مواجهه بلندمدت با آن ها با خطراتی نظیر سرطان مرتبط است. با جایگزینی بخشی از دوز کلر با دی اکسید کلر (خصوصاً در مراحل اولیه تصفیه)، تولید کلی THM و HAA می‌تواند به طور قابل توجهی کاهش یابد. دی اکسید کلر بر خلاف کلر، ترکیبات آلی را هالوژنه نمی کند، در نتیجه THM/HAA قابل توجهی ایجاد نمی کند. در یک فرآیند ترکیبی، می ‌توان از دی اکسید کلر به عنوان پیش اکسیدان یا گندزدای اولیه استفاده کرد تا بخش عمده غیرفعال سازی میکروبی انجام شود و برخی پیش سازهای آلی اکسید شوند. سپس مقدار کمتری کلر به عنوان گندزدای ثانویه برای حفظ باقی مانده افزوده می ‌شود. این راهبرد باعث می ‌شود که کلر کمتری با مواد آلی واکنش دهد و به این ترتیب تشکیل محصولات جانبی کلردار کاهش می یابد. تصفیه خانه های آبی که برای رعایت حدود مجاز THM/HAA دچار مشکل بوده اند ممکن است دریابند که با کلرزنی ترکیبی راحت تر می توانند استانداردها را برآورده کنند.

مقایسه میزان تشکیل تری هالومتان در کلرزنی معمولی و کلرزنی ترکیبی با دی اکسید کلر

مدیریت محصولات جانبی کلریت و کلرات

در حالی که استفاده ترکیبی از کلر و دی اکسید کلر به کاهش THM و HAA کمک می‌کند, دسته دیگری از محصولات جانبی را وارد می‌کند که باید مدیریت شوند: کلریت و کلرات. کلریت (ClO2⁻) محصول جانبی اصلی باقی مانده از گندزدایی با دی اکسید کلر است و مقررات اغلب حدود سختگیرانه ای برای آن تعیین کرده اند برای مثال حد مجاز کلریت در آب آشامیدنی طبق EPA آمریکا 1.0 میلی گرم بر لیتر است. در یک راهبرد دوگانه گندزدایی، کنترل دقیق دوز دی اکسید کلر برای محدود نگه داشتن تشکیل کلریت ضروری است. جالب اینکه حضور کلر می ‌تواند به مدیریت سطح کلریت کمک کند. هنگامی که کلر پس از مرحله دی اکسید کلر اضافه می‌ شود، می ‌تواند با بخشی از کلریت واکنش داده و آن را به کلرید تبدیل کند یا حتی مقداری دی اکسید کلر مجددا تولید نماید و به این ترتیب باقی مانده کلریت را کاهش دهد. این واکنش جانبی مفید به این معنی است که ترتیب افزودن ابتدا ClO2 و سپس کلر می ‌تواند کلریت کمتری در آب نهایی نسبت به حالتی که تنها ClO2 با دوز بالاتر به کار رود به جا بگذارد. البته باید توجه داشت که تشکیل کلرات (ClO3⁻) نیز ممکن است رخ دهد، به ویژه اگر دی اکسید کلر بیش از حد مصرف شود یا کلریت بیش از حد اکسید گردد. کلرات نیز برای سلامت نگران کننده بوده و معمولاً تحت مقررات قرار دارد. مدیریت این محصولات جانبی معدنی نیازمند موازنه است: استفاده به اندازه کافی از دی اکسید کلر برای کسب مزایای گندزدایی بدون آنکه سطح کلریت/کلرات از حد مشکل زا فراتر رود. پایش مکرر و تنظیم دوزها بخشی از ملاحظات بهره برداری هنگام استفاده از کلرزنی ترکیبی است.

عملکرد در شرایط مختلف آب pH و بار آلی

کلرزنی ترکیبی با دی اکسید کلر در مقایسه با استفاده صرف از کلر, عملکرد پایدارتر و بهتری تحت شرایط متنوع آب دارد. یکی از این عوامل pH است: کارایی کلر در آب های با pH بالا کاهش می یابد زیرا درصد بیشتری از آن به شکل یون هیپوکلریت (کم اثرتر) وجود دارد. توان گندزدایی دی اکسید کلر در محدوده pH رایج آب شرب عمدتاً دست نخورده باقی می ماند. بنابراین در آب های قلیایی یا با نوسانات pH، دی اکسید کلر می‌تواند گندزدایی مداوم را تضمین کند جایی که ممکن است کلر تضعیف شود. عامل دیگر حضور آمونیاک یا ترکیبات نیتروژن دار است. کلر با آمونیاک ترکیب شده و کلرامین ها را تشکیل می ‌دهد که گندزدایی ضعیف تری دارند و در واقع اثربخشی آنی دوز کلر را کاهش می دهند. در مقابل، دی اکسید کلر با آمونیاک واکنش نمی ‌دهد، بنابراین قدرت گندزدایی آن در آب حاوی آمونیا یا نیتروژن بالا (مثلاً برخی پساب ها یا آب بازیافتی) کم نمی شود. استفاده ترکیبی به این معناست که فرآیند تطبیق پذیر تر می‌ شود: دی اکسید کلر می ‌تواند وظیفه اکسیداسیون و گندزدایی را در شیمی آب چالش برانگیز بر عهده گیرد، در حالی که کلر همچنان باقی مانده پشتیبان را تامین می ‌کند. علاوه بر این در آبی که بار آلی زیادی دارد، بخشی از آن تقاضا می ‌تواند توسط دی اکسید کلر برآورده شود و از مصرف بیش از حد کلر و تشکیل DBP جلوگیری کند. در مجموع رویکرد دوگانه بهتر خود را با کیفیت متغیر آب وفق می دهد و عملکرد قابل اطمینان تصفیه را در طیف وسیعی از شرایط تضمین می کند.

بهبود طعم، بو و رنگ آب

استفاده از دی اکسید کلر همراه با کلر می ‌تواند منجر به بهبود محسوس در کیفیت ظاهری آب تصفیه شده شود، به ویژه در طعم، بو و حتی رنگ آب. بسیاری از شرکت های آب با شکایاتی درباره طعم کلر یا بوهای شبیه بوی سفید کننده در آب آشامیدنی مواجه اند. با جایگزینی بخشی از کلر با دی اکسید کلر، میزان کلر آزاد مورد نیاز (که آن طعم و بو را ایجاد می ‌کند) کاهش می یابد. دی اکسید کلر بوی متفاوتی دارد و در غلظت های پایین مصرفی (معمولاً زیر 1 میلی گرم بر لیتر) معمولاً بوی قوی در آب باقی نمی گذارد. مهم تر اینکه، دی اکسید کلر در اکسید کردن ترکیبات مولد طعم و بو در آب خام بسیار موثر است. برای مثال ترکیبات تولید شده توسط جلبک ها مانند ژئوسمین و MIB یا سایر آلاینده های آلی می‌توانند بوهای خاکی یا گلی در آب ایجاد کنند که کلر به تنهایی ممکن است در حذف موثر آن ها ناتوان باشد. دی اکسید کلر بسیاری از این ترکیبات را تجزیه می ‌کند و در نتیجه آب، طعم تمیزتری پیدا می ‌کند. همچنین این ماده فلزاتی مانند آهن و منگنز را که می ‌توانند به آب طعم فلز گونه یا رنگ زرد یا قهوه ای بدهند اکسید کرده و باعث کاهش رنگ و بهبود شفافیت می‌شود. بنابراین تصفیه ترکیبی به مسائل زیبایی شناختی آب نیز می ‌پردازد؛ هم با جلوگیری از برخی طعم های کلری (از طریق استفاده کمتر از کلر) و هم با حذف فعال ترکیبات مولد بو. مصرف کنندگان اغلب متوجه می ‌شوند که آبی که با ترکیب کلر/دی اکسید کلر تصفیه شده تازه تر مزه می ‌دهد و مشکلات بو کمتری نسبت به حالت کلرزنی سنتی دارد.

حفظ باقی ‌مانده گندزدا در سیستم ‌های توزیع

یکی از جنبه های حیاتی تصفیه آب آشامیدنی، حفظ باقی مانده گندزدا در سراسر سیستم توزیع برای جلوگیری از رشد مجدد میکروبی است. به طور سنتی برای این منظور از کلر استفاده می ‌شود چون اگر آب تقاضای پایین داشته باشد، کلر می‌ تواند مدت طولانی در لوله ها پایدار بماند. در یک راهبرد کلرزنی ترکیبی، کلر همچنان معمولاً بار اصلی حفظ باقی مانده در توزیع را بر عهده دارد. با این حال حضور دی اکسید کلر در خط تصفیه می‌ تواند این کار را تقویت کند. اول اینکه دی اکسید کلر با حمله سریع به میکروب ها و مواد قابل اکسید در تصفیه خانه، مصرف فوری کلر را کاهش می دهد، در نتیجه مقدار بیشتری کلر آزاد در زمان خروج آب از تصفیه خانه باقی می ماند. دوم اینکه خود دی اکسید کلر نیز می‌ تواند یک باقی مانده (اغلب چند دهم میلی گرم بر لیتر) را به شبکه منتقل کند. هرچند ClO2 سریع تر تجزیه می‌ شود و حداکثر تا 0.8 میلی گرم بر لیتر محدود شده است، حتی باقی مانده کوتاه مدت ClO2 می ‌تواند یک سد اضافی بلافاصله پس از تصفیه ایجاد کند و کلر حفاظت طولانی مدت شبکه توزیع بر عهده می گیرد. در صورت مدیریت صحیح، باقی مانده ترکیبی اطمینان حاصل می‌کند که نقاط انتهایی شبکه یا مناطقی با زمان ماند بالا همچنان محافظت شوند. یک ملاحظه مهم آن است که باید هم کلر و هم دی اکسید کلر (و کلریت) در شبکه پایش شوند تا در محدوده های مقرراتی باقی بمانند. هدف عملیاتی وجود یک حضور ضد میکروبی پایدار است: کلرزنی ترکیبی می ‌تواند حفظ باقی مانده حفاظتی را آسان تر کند بدون آنکه نیاز به دوز بیش از حد کلر باشد، و بدین ترتیب ایمنی را حفظ کرده و در عین حال مصرف مواد شیمیایی را به حداقل می رساند.

پیچیدگی عملیاتی و ملاحظات ایمنی

اجرای یک سامانه گندزدایی دوگانه همراه با پیچیدگی عملیاتی و ملاحظات ایمنی بیشتر است. بهره برداران باید تجهیزات مربوط به دو ماده شیمیایی را نگهداری کنند: سامانه های کلرزنی استاندارد (مانند دستگاه های کلرزن گازی یا پمپ های تزریق هیپوکلریت) و یک مولد دی اکسید کلر. تولید دی اکسید کلر معمولاً شامل اختلاط کلریت سدیم با یک منبع کلر یا اسید تحت شرایط کنترل شده است. اپراتورها نیاز به آموزش دارند تا این فرآیند را با ایمنی انجام دهند، زیرا دی اکسید کلر در غلظت های بالا می تواند منفجر شود و واکنش تولید آن باید با دقت کنترل گردد. دستورالعمل های ایمنی برای جلوگیری از نشت گاز و تهویه مناسب در اطراف تجهیزات ClO2 ضروری است. کار با گاز کلر یا حتی هیپوکلریت غلیظ نیز نیازمند تمهیدات ایمنی قوی است، اما این ها در صنعت به خوبی شناخته شده اند. افزودن ClO2 به معنای پایش اضافی نرخ تزریق مواد شیمیایی، ابزار دقیق پیچیده تر مانند آنالایزر های ClO2 و پایشگر های کلریت و برنامه ریزی اضطراری برای هر دو ماده است. از دید عملیاتی، حفظ نسبت دوز و ترتیب تزریق صحیح مهم است معمولاً دی اکسید کلر ابتدا (پیش کلرزنی) و سپس کلر اضافه می ‌شود، زیرا این توالی نتایج بهتری به همراه دارد و سطح کلریت را کاهش می دهند. بنابراین کنترل فرآیند پیچیده تر بوده و نیازمند تنظیم دقیق بر اساس تغییرات آب خام است. همه این عوامل مهارت و دقت عملیاتی بیشتری از سوی اپراتور می طلبد. اگرچه رویکرد ترکیبی مزایای قابل توجهی ارائه می ‌دهد، اما همچنین نیاز به تعهد به استانداردهای سخت گیرانه ایمنی و دقت عملیاتی دارد تا اطمینان حاصل شود هر دو گندزدا به شکل موثر و بدون حادثه استفاده شوند.