Nátrium-hipoklorit generátor

A nátrium-hipoklorit generátor elektroklórozási kémiai folyamaton dolgozik, amely vizet, konyhasót és elektromosságot használ a nátrium-hipoklorit (NaOCl) előállításához. A sóoldatot (vagy tengervizet) egy elektrolizáló cellán keresztül áramoltatják, ahol egyenáramot vezetnek át, amely elektrolízishez vezet. Ez azonnal nátrium-hipokloritot termel, amely erős fertőtlenítőszer. Ezt azután vízbe adagolják a szükséges koncentrációban a víz fertőtlenítésére, vagy az algaképződés és a bioszennyeződés megelőzésére.

Működési elveNátrium-hipoklorit generátor

Az elektrolizátorban az áramot a sóoldatban lévő anódon és katódon vezetik át. amely jó elektromos vezető, így elektrolizálja a nátrium-klorid oldatot.

Ez klórt (Cl₂) gáz keletkezik az anódon, míg nátrium-hidroxid (NaOH) és hidrogén (H₂) gáz keletkezik a katódon.

Az elektrolitikus cellában lezajló reakciók az

2 NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + H₂

A klór tovább reagál a hidroxiddal, és nátrium-hipokloritot (NaOCl) képez. Ez a reakció a következő módon egyszerűsíthető

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O

A keletkezett oldat pH-értéke 8 és 8,5 között van, a maximális ekvivalens klórkoncentráció pedig kevesebb, mint 8 g/l. Nagyon hosszú eltarthatósági idővel rendelkezik, így tárolásra alkalmas.

Az oldat vízáramba juttatása után nincs szükség pH-érték korrekcióra, mint a membrános eljárással előállított nátrium-hipokloritnál. A nátrium-hipoklorit oldat egyensúlyi reakcióban reagál, hipoklórsavat eredményezve

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

1 kg ekvivalens klór előállításához egy helyszíni nátrium-hipoklorit generátorral 4,5 kg sóra és 4 kilowattóra elektromos áramra van szükség. A végső oldat körülbelül 0,8% (8 gramm/liter) nátrium-hipokloritból áll.

A nátrium-hipoklorit generátor jellemzői

1. Egyszerű:Csak víz, só és villany szükséges
2. Nem mérgező:A konyhasó, amely a fő anyag, nem mérgező és könnyen tárolható. Az elektroklórozó biztosítja a klór erejét a veszélyes anyagok tárolásának vagy kezelésének veszélye nélkül.
3. Alacsony költségű:csak víz, konyhasó és elektromosság szükséges az elektrolízishez. Az elektroklórozó teljes működési költsége alacsonyabb, mint a hagyományos klórozási eljárásoké.
4. Könnyen adagolható a standard koncentráció eléréséhez:A helyszínen előállított nátrium-hipoklorit nem bomlik le, mint a kereskedelmi forgalomban kapható nátrium-hipoklorit. Ezért az adagolást nem kell naponta módosítani a hipo-oldat erőssége alapján.
5. Engedélyezett, az ivóvízre vonatkozó előírásoknak megfelelő fertőtlenítési módszer– kevesebb biztonsági követelményt támasztó alternatíva a klórgáz alapú rendszerekhez képest.
6. Hosszú élettartam, összehasonlítva a membráncella elektrolízisével
7. A nátrium-hipoklorit helyszíni előállítása lehetővé teszi a kezelő számára, hogy csak azt állítsa elő, amelyre szükség van, és amikor szükséges.
8. Környezetbarát:A 12,5%-os nátrium-hipoklorithoz képest a só és a víz használata 1/3-ára csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást. A rendszerünk által előállított 1%-nál kisebb koncentrációjú hipo-oldat jóindulatú és nem minősül veszélyesnek. Ez csökkenti a biztonsági képzést és javítja a munkavállalók biztonságát.

Nátrium-hipoklorit-képző reakciótartály: A szintetikus sóoldat vagy tengervíz segítségével a helyszínen előállított nátrium-hipoklorit nagyon hatékonyan védi a berendezést a mikroorganikus szennyeződések növekedésétől, valamint az algák és rákfélék elleni védekezésben. Az FHC által gyártott kompakt elektroklórozók ideálisak a víz fertőtlenítésére katasztrófák, például földrengések, áradások vagy járványok idején. Az elektroklórozókat az ivóvíz vidéki és falusi „használati ponton” történő fertőtlenítésére tervezték.

A helyszíni nátrium-hipoklorit generátor előnyei

Bár a gazdasági megfontolások jelentik a fő előnyt a helyszínen előállított nátrium-hipoklorit használatánál a klórozás egyéb formáival szemben, a műszaki előnyök még nagyobbak.

Az alábbiakban felsorolunk néhány, a kereskedelmi minőségű folyékony nátrium-hipoklorit használatával kapcsolatos problémát. Ezek nagy koncentrációban (10-12%) tartalmaznak aktív klórt. Ezeket úgy állítják elő, hogy klórgázt permeteznek nátronlúgban (nátrium-hidroxid). Általában folyékony klórnak is nevezik.

KorrózióA kereskedelemben előállított hipoklorit okozta korrózió aggodalomra ad okot a berendezésre gyakorolt hatása miatt. A 10-15%-os hipokloritoldat magas pH-értéke és klórkoncentrációja miatt nagyon agresszív. Agresszív természete miatt a hipokloritoldat kihasználja a hipoklorit csőrendszer gyengített területeit, és szivárgást okozhat. Tehát bölcs megoldás a helyszíni nátrium-hipoklorit generátor használata.

Vízkőképződés A kalcium-karbonát lerakódás további aggodalomra ad okot, ha kereskedelmi minőségű folyékony hipokloritot használnak klórozáshoz. A kereskedelmi minőségű folyékony hipoklorit magas pH-val rendelkezik. Ha a magas pH-jú hipoklorit oldatot összekeverjük a hígítóvízzel, az a kevert víz pH-értékét 9 fölé emeli. A vízben lévő kalcium reakcióba lép és kalcium-karbonát-vízkő formájában kicsapódik. Az olyan elemek, mint a csövek, szelepek és rotaméterek, megnövekedhetnek, és már nem működnek megfelelően. Javasoljuk, hogy a kereskedelmi minőségű folyékony hipokloritot ne hígítsuk, és a legkisebb csővezetékeket használjuk, amelyeket az áramlási sebesség megenged.

Gáztermelés A kereskedelmi minőségű hipoklorit másik gondja a gáztermelés. A hipoklorit idővel veszít erejéből, és bomlás közben oxigéngázt termel. A bomlás sebessége nő a koncentrációval, a hőmérséklettel és a fémkatalizátorokkal.

Személyi biztonság Egy kis szivárgás a hipoklorit betápláló vezetékekben a víz elpárolgását és klórgáz felszabadulását eredményezné.

Klórátképződés Az utolsó aggodalomra okot adó terület a klorátion-képződés lehetősége. A nátrium-hipoklorit idővel lebomlik, és klorátiont (ClO3-) és oxigént (O) képez₂). A hipoklorit oldat lebomlása az oldat szilárdságától, a hőmérséklettől és a fémkatalizátorok jelenlététől függ.

A kereskedelmi forgalomban kapható nátrium-hipoklorit lebontása két fő módon történhet:
a) Klorátok képződése a magas pH miatt, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
b). Klór párolgási veszteség a hőmérséklet emelkedése miatt.

Emiatt bármely adott szilárdság és hőmérséklet esetén egy bizonyos időn keresztül a nagyobb szilárdságú termék végül alacsonyabb klórszilárdságú lesz, mint az alacsonyabb szilárdságú termék, mivel a bomlási sebessége nagyobb. Az American Water Works Association Research Foundation (AWWARF) arra a következtetésre jutott, hogy a koncentrált fehérítő (NaOCl) bomlása a kloráttermelés legvalószínűbb forrása. Az ivóvízben nem javasolt a klór magas koncentrációja.

Klór összehasonlító táblázat

Most akkor melyik az ideális fertőtlenítőszer?

• Klór gáz— Kezelése túl veszélyes, lakott területeken pedig nem biztonságos. Legtöbbször nem elérhetők.
• Fehérítő por— A kalcium-hipoklorit hatásos, de az iszap keverésének, ülepítésének és ártalmatlanításának egész folyamata nagyon zavaros és körülményes. Ez az egész területet koszossá teszi. Ezenkívül a fehérítőpor monszun idején vagy nedves környezetben felszívja a nedvességet, és klórgázt bocsát ki, így a fehérítő erejét elveszíti.
• Folyékony fehérítő- A folyékony klór vagy a nátrium-hipoklorit nagyon hatékony. Ez folyékony formában van, így nagyon könnyen kezelhető. A kereskedelemben kapható folyékony klór azonban nemcsak drága, hanem egy idő után elveszíti erejét és vízzé válik. A kiömlés veszélye gyakori probléma.
• Elektroklórozó— Nagyon hatékony, gazdaságos, biztonságos, könnyen elkészíthető és használható. Ez a legtöbb országban alkalmazott legújabb technológia.