مولد هيبوكلوريت الصوديوم

يعمل مولد هيبوكلوريت الصوديوم على المعالجة الكيميائية بالكلور الكهربائي التي تستخدم الماء والملح الشائع والكهرباء لإنتاج هيبوكلوريت الصوديوم (NaOCl). يتدفق المحلول الملحي (أو ماء البحر) عبر خلية محلل كهربي ، حيث يتم تمرير التيار المباشر الذي يؤدي إلى التحليل الكهربائي. ينتج عن هذا هيبوكلوريت الصوديوم على الفور وهو مطهر قوي. يتم بعد ذلك وضع جرعات في الماء بالتركيز المطلوب لتطهير المياه ، أو لمنع تكون الطحالب والقاذورات الحيوية.

مبدأ التشغيلمولد هيبوكلوريت الصوديوم

في المحلل الكهربائي ، يمر التيار عبر القطب الموجب والكاثود في محلول الملح. وهو موصل جيد للكهرباء ، وبالتالي التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم.

ينتج عن هذا الكلور (Cl₂) غاز يتم إنتاجه عند الأنود ، بينما يتم إنتاج هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) والهيدروجين (H₂) يتم إنتاج الغاز عند الكاثود.

التفاعلات التي تحدث في الخلية الإلكتروليتية هي

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + ح₂

يتفاعل الكلور أيضًا مع الهيدروكسيد لتكوين هيبوكلوريت الصوديوم (NaOCl). يمكن تبسيط هذا التفاعل بالطريقة التالية

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂ا

يحتوي المحلول المتولد على قيمة pH تتراوح بين 8 و 8.5 ، وأقصى تركيز مكافئ للكلور أقل من 8 جم / لتر. لها عمر افتراضي طويل للغاية مما يجعلها مناسبة للتخزين.

بعد إدخال المحلول في تدفق الماء ، لا يلزم تصحيح قيمة الأس الهيدروجيني ، كما هو مطلوب غالبًا في هيبوكلوريت الصوديوم الذي تنتجه طريقة الغشاء. يتفاعل محلول هيبوكلوريت الصوديوم في تفاعل متوازن ، مما ينتج عنه حمض هيبوكلوروس

كلوريد الصوديوم + ح₂O = هيدروكسيد الصوديوم + حمض الهيدروكلوريك

لإنتاج ما يعادل 1 كجم من الكلور باستخدام مولد هيبوكلوريت الصوديوم في الموقع ، يلزم 4.5 كجم من الملح و 4 كيلوواط / ساعة من الكهرباء. يتكون المحلول النهائي من حوالي 0.8٪ (8 جرام / لتر) هيبوكلوريت الصوديوم.

خصائص مولد هيبوكلوريت الصوديوم

1. بسيط:مطلوب فقط الماء والملح والكهرباء
2. غير سام:الملح الشائع وهو المادة الرئيسية غير سام وسهل التخزين. يوفر المكلور الكهربائي قوة الكلور دون التعرض لخطر تخزين أو التعامل مع المواد الخطرة.
3. تكلفة منخفضة:يحتاج التحليل الكهربائي فقط إلى الماء والملح الشائع والكهرباء. التكلفة الإجمالية لتشغيل Electrochlorinator أقل من طرق الكلورة التقليدية.
4. جرعة سهلة للحصول على تركيز قياسي:لا يتحلل هيبوكلوريت الصوديوم المتولد في الموقع مثل هيبوكلوريت الصوديوم التجاري. لذلك ، لا يلزم تعديل الجرعة بشكل يومي بناءً على قوة محلول نقص السكر في الدم.
5. طريقة تطهير معتمدة تتوافق مع أنظمة مياه الشرب- بديل بمتطلبات أمان أقل للأنظمة القائمة على غاز الكلور.
6. عمر خدمة طويل، بالمقارنة مع التحليل الكهربائي لخلية الغشاء
7. يتيح إنتاج هيبوكلوريت الصوديوم في الموقع للمشغل إنتاج ما هو مطلوب فقط وعند الحاجة إليه.
8. آمن على البيئة:بالمقارنة مع 12.5٪ هيبوكلوريت الصوديوم ، فإن استخدام الملح والماء يقلل من انبعاث الكربون إلى 1/3. يعتبر محلول نقص السكر الذي يقل تركيزه عن 1٪ الذي ينتجه نظامنا حميدًا ويعتبر غير خطير. هذا يترجم إلى انخفاض التدريب على السلامة وتحسين سلامة العمال.

خزان تفاعل توليد هيبوكلوريت الصوديوم: يعتبر هيبوكلوريت الصوديوم المتولد في الموقع بمساعدة محلول ملحي اصطناعي أو مياه البحر فعالاً للغاية في حماية المعدات من نمو الأوساخ العضوية الدقيقة والتحكم في الطحالب والقشريات. تعتبر أجهزة الكلور الكهربائية المدمجة التي تصنعها FHC مثالية لتطهير المياه أثناء الكوارث مثل الزلازل أو الفيضانات أو الأوبئة. أجهزة المعالجة بالكلور مصممة لتطهير مياه الشرب في المناطق الريفية والقرية.

مزايا مولد هيبوكلوريت الصوديوم في الموقع

على الرغم من أن الاعتبار الاقتصادي هو الميزة الرئيسية في استخدام هيبوكلوريت الصوديوم الناتج في الموقع على استخدام أشكال أخرى من الكلورة ، إلا أن المزايا التقنية أكبر.

فيما يلي بعض المشاكل المرتبطة باستخدام هيبوكلوريت الصوديوم السائل من الدرجة التجارية. هذه تحتوي على تركيز عالٍ (10-12٪) من الكلور النشط. يتم إنتاجها عن طريق غاز الكلور الفقاعي في الصودا الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم). يطلق عليهم أيضًا اسم الكلور السائل.

التآكل: يعد التآكل الناجم عن هيبوكلوريت المنتج تجاريًا مصدر قلق بسبب تأثيره على الجهاز. يعتبر محلول هيبوكلوريت بنسبة 10 إلى 15٪ عدوانيًا جدًا نظرًا لارتفاع درجة الحموضة وتركيز الكلور. بسبب طبيعته العدوانية ، سوف يستغل محلول الهيبوكلوريت أي مناطق ضعيفة في نظام أنابيب الهيبوكلوريت وقد يتسبب في حدوث تسريبات. لذا فإن استخدام مولد هيبوكلوريت الصوديوم في الموقع يعد خيارًا حكيمًا.

القياس يشكل تكوين مقياس كربونات الكالسيوم مصدر قلق آخر عند استخدام هيبوكلوريت سائل تجاري من أجل الكلورة. يحتوي هيبوكلوريت السائل التجاري على درجة حموضة عالية. عندما يتم خلط محلول هيبوكلوريت عالي الحموضة مع الماء المخفف ، فإنه يرفع الرقم الهيدروجيني للمياه المختلطة إلى ما فوق 9. سوف يتفاعل الكالسيوم الموجود في الماء ويترسب كمقياس لكربونات الكالسيوم. قد تتوسع عناصر مثل الأنابيب والصمامات ومقاييس الدوران ولم تعد تعمل بشكل صحيح. يوصى بعدم تخفيف هيبوكلوريت السائل من الدرجة التجارية واستخدام أصغر خطوط الأنابيب ، التي يسمح بها معدل التدفق ، في النظام.

إنتاج الغاز هناك قلق آخر بشأن هيبوكلوريت من الدرجة التجارية وهو إنتاج الغاز. تفقد هيبوكلوريت قوتها بمرور الوقت وتولد غاز الأكسجين أثناء تحللها. يزداد معدل التحلل مع زيادة التركيز ودرجة الحرارة والمحفزات المعدنية.

السلامة الشخصية: قد يؤدي التسرب الصغير في خطوط تغذية الهيبوكلوريت إلى تبخر الماء وبالتالي إطلاق غاز الكلور.

تشكل الكلورات مجال الاهتمام الأخير هو إمكانية تكوين أيونات الكلورات. يتحلل هيبوكلوريت الصوديوم بمرور الوقت ليشكل أيون الكلورات (ClO3-) والأكسجين (O₂). يعتمد تحلل محلول هيبوكلوريت على قوة المحلول ودرجة الحرارة ووجود المحفزات المعدنية.

يمكن إنشاء تحلل هيبوكلوريت الصوديوم التجاري بطريقتين رئيسيتين:
أ). تكوين الكلورات بسبب ارتفاع الرقم الهيدروجيني ، 3NaOCl = 2NaOCl + NaClO3.
ب). فقدان تبخر الكلور بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

لذلك ، لأي قوة ودرجة حرارة معينة ، على مدار فترة زمنية ، سيكون المنتج ذو القوة الأعلى أقل في نهاية المطاف في قوة الكلور المتاحة من المنتج الأقل قوة ، نظرًا لأن معدل تحلله أكبر. خلصت مؤسسة أبحاث جمعية أعمال المياه الأمريكية (AWWARF) إلى أن تحلل المبيض المركز (NaOCl) هو المصدر الأكثر احتمالًا لإنتاج الكلورات. لا ينصح بتركيز عالي من الكلورات في مياه الشرب.

مخطط مقارنة الكلور

الآن ، ما هو المطهر المثالي؟

• غاز الكلور- من الخطورة جدًا التعامل معها وغير آمنة في المناطق السكنية. في معظم الأحيان ، لا يكونون متوفرين.
• مسحوق التبييض- هيبوكلوريت الكالسيوم فعال ، لكن عملية الخلط والترسيب والتخلص من الحمأة بأكملها شديدة الفوضى ومرهقة. هذا يجعل المنطقة بأكملها متسخة. علاوة على ذلك ، فإن مسحوق التبييض يمتص الرطوبة أثناء الرياح الموسمية أو في المناطق الرطبة ويطلق غاز الكلور ، مما يجعل قوة التبييض تفقد قوتها.
• محلول التبيض- الكلور السائل - أو هيبوكلوريت الصوديوم فعال جدا. هذا في شكل سائل لذلك من السهل جدًا التعامل معه. لكن الكلور السائل المتاح تجارياً ليس مكلفاً فقط ولكنه يفقد قوته على مدى فترة من الزمن ويصبح ماء. خطر الانسكاب مشكلة شائعة.
• كلور كهربائي- فعالة للغاية واقتصادية وآمنة وسهلة التحضير والاستخدام. هذه هي أحدث التقنيات التي يتم تبنيها في معظم الدول.