מחולל נתרן היפוכלוריט

מחולל נתרן היפוכלוריט עובד על תהליך כימי אלקטרוכלורציה המשתמש במים, מלח רגיל וחשמל לייצור נתרן היפוכלוריט (NaOCl). תמיסת המלח (או מי הים) נעשית לזרום דרך תא אלקטרוליזר, שבו מועבר זרם ישר שמוביל לאלקטרוליזה. זה מייצר נתרן היפוכלוריט באופן מיידי שהוא חומר חיטוי חזק. לאחר מכן מינון זה במים בריכוז הנדרש כדי לחטא מים, או כדי למנוע היווצרות אצות ועיוות ביולוגית.

עקרון ההפעלה שלמחולל נתרן היפוכלוריט

באלקטרוליזר, הזרם מועבר דרך האנודה והקתודה בתמיסת המלח. שהוא מוליך טוב של חשמל, ובכך אלקטרוליזה של תמיסת הנתרן כלורי.

כתוצאה מכך נוצר כלור (Cl₂גז מופק באנודה, בעוד נתרן הידרוקסיד (NaOH) ומימן (H₂) מיוצר גז בקתודה.

התגובות המתרחשות בתא האלקטרוליטי הוא

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + H₂

הכלור מגיב עוד יותר עם ההידרוקסיד ויוצר נתרן היפוכלוריט (NaOCl). ניתן לפשט תגובה זו באופן הבא

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O

לתמיסה שנוצרה ערך pH בין 8 ל-8.5, וריכוז כלור שווה ערך מקסימלי של פחות מ-8 גרם/ליטר. יש לו חיי מדף ארוכים מאוד מה שהופך אותו מתאים לאחסון.

לאחר מינון התמיסה לזרם המים, אין צורך בתיקון ערך pH, כפי שנדרש לרוב בנתרן היפוכלוריט המיוצר בשיטת הממברנה. תמיסת הנתרן היפוכלוריט מגיבה בתגובת איזון, וכתוצאה מכך נוצרת חומצה היפוכלורית

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

כדי לייצר 1 ק"ג שווה ערך של כלור באמצעות מחולל נתרן היפוכלוריט באתר, נדרשים 4.5 ק"ג מלח ו-4 קילוואט שעות חשמל. התמיסה הסופית מורכבת מכ-0.8% (8 גרם/ליטר) נתרן היפוכלוריט.

מאפיינים של מחולל נתרן היפוכלוריט

1. פָּשׁוּט:נדרשים רק מים, מלח וחשמל
2. לא רעיל:מלח רגיל שהוא החומר העיקרי אינו רעיל וקל לאחסון. כלור אלקטרו מספק את הכוח של כלור ללא סכנה של אחסון או טיפול בחומרים מסוכנים.
3. זול:רק מים, מלח רגיל וחשמל נחוצים לאלקטרוליזה. עלות התפעול הכוללת של אלקטרוכלורינר נמוכה משיטות הכלור הקונבנציונליות.
4. קל למינון לקבלת ריכוז סטנדרטי:נתרן היפוכלוריט שנוצר באתר אינו מתכלה כמו נתרן היפוכלוריט מסחרי. לכן, אין צורך לשנות את המינון על בסיס יומי בהתבסס על עוצמת תמיסת ההיפו.
5. שיטת חיטוי מאושרת התואמת את תקנות מי השתייה– חלופה עם פחות דרישות בטיחות למערכות מבוססות גז כלור.
6. חיי שירות ארוכים, בהשוואה לאלקטרוליזה של תא הממברנה
7. יצירת נתרן היפוכלוריט באתר מאפשרת למפעיל לייצר רק את הדרוש ומתי שצריך.
8. בטוח לאיכות הסביבה:בהשוואה ל-12.5% נתרן היפוכלוריט, השימוש במלח ומים מפחית את פליטת הפחמן ל-1/3. תמיסת ההיפו בריכוז של פחות מ-1% המיוצרת על ידי המערכת שלנו היא שפירה ונחשבת לא מסוכנת. זה מתורגם להפחתת הדרכות בטיחות ושיפור בטיחות העובדים.

מיכל תגובה ליצירת נתרן היפוכלוריט: נתרן היפוכלוריט שנוצר באתר בעזרת מי מלח סינתטיים או מי ים יעיל מאוד בהגנה על הציוד מפני צמיחת עכירות מיקרו אורגנית ושליטה על אצות וסרטנים. Electrochlorinators קומפקטי המיוצרים על ידי FHC הם אידיאליים לחיטוי מים במהלך אסונות כמו רעידות אדמה, שיטפונות או מגיפות. אלקטרוכלורינטורים מיועדים לחיטוי "נקודת שימוש" כפרית וכפרי של מי שתייה.

יתרונותיו של מחולל נתרן היפוכלוריט באתר

למרות שהשיקול הכלכלי הוא היתרון העיקרי בשימוש בנתרן היפוכלוריט שנוצר באתר על פני שימוש בצורות אחרות של כלור, היתרונות הטכניים גדולים אף יותר.

להלן כמה מהבעיות הקשורות לשימוש בנתרן היפוכלוריט נוזלי ברמה מסחרית. אלה בעלי ריכוז גבוה (10-12%) של כלור פעיל. אלה מיוצרים על ידי בעבוע גז כלור בסודה קאוסטית (Sodium Hydroxide). הם נקראים גם בדרך כלל כלור נוזלי.

קורוזיה הקורוזיה הנובעת מהיפוכלוריט המיוצר באופן מסחרי מעוררת דאגה בגלל השפעתה על הציוד. תמיסה של 10 עד 15% היפוכלוריט היא אגרסיבית מאוד בגלל ה-pH וריכוז הכלור הגבוהים שלה. בגלל אופיה האגרסיבי, תמיסת ההיפוכלוריט תנצל את כל האזורים המוחלשים במערכת הצנרת ההיפוכלוריט ועלולה לגרום לדליפות. אז שימוש במחולל נתרן היפוכלוריט באתר הוא אפשרות נבונה.

אבנית היווצרות אבנית סידן פחמתי היא דאגה נוספת בעת שימוש בהיפוכלוריט נוזלי בדרגה מסחרית להכלרה. להיפוכלוריט נוזלי בדרגה מסחרית יש pH גבוה. כאשר תמיסת היפוכלוריט ברמת ה-pH הגבוהה מעורבבת עם מי הדילול, היא מעלה את ה-pH של המים המעורבים למעל 9. הסידן במים יגיב ויתקע כאבנית סידן פחמתי. פריטים כגון צינורות, שסתומים ומדדי סיבוב עלולים להתרחב ולא לתפקד עוד כראוי. מומלץ שלא לדלל את ההיפוכלוריט הנוזלי בדרגה מסחרית ולעשות שימוש בצינורות הקטנים ביותר, קצב הזרימה יאפשר, במערכת.

ייצור גז דאגה נוספת עם היפוכלוריט בדרגה מסחרית היא הפקת גז. היפוכלוריט מאבד כוח עם הזמן ויוצר גז חמצן תוך כדי פירוקו. קצב הפירוק עולה עם ריכוז, טמפרטורה וזרזי מתכת.

בטיחות אישית דליפה קטנה בקווי הזנה של היפוכלוריט תגרום לאידוי המים ובתמורה לשחרור גז כלור.

היווצרות כלורט תחום הדאגה האחרון הוא האפשרות של היווצרות יוני כלורט. נתרן היפוכלוריט מתפרק עם הזמן ליצירת יון הכלורט (ClO3-) וחמצן (O₂). הפירוק של תמיסת ההיפוכלוריט תלוי בחוזק התמיסה, בטמפרטורה ובנוכחות של זרזי מתכת.

ניתן ליצור פירוק של נתרן היפוכלוריט מסחרי בשתי דרכים עיקריות:
א). היווצרות כלורטים עקב pH גבוה, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
ב). אובדן אידוי כלור עקב עליית טמפרטורה.

לכן, עבור כל חוזק וטמפרטורה נתונים, לאורך תקופה, תוצר החוזק הגבוה יותר יהיה בסופו של דבר נמוך יותר בחוזק הכלור הזמין מאשר התוצר בעל החוזק הנמוך יותר, מכיוון שקצב הפירוק שלו גדול יותר. קרן המחקר של איגוד מפעלי המים האמריקאי (AWWARF) הגיעה למסקנה שהפירוק של אקונומיקה מרוכזת (NaOCl) הוא המקור הסביר ביותר לייצור כלורט. ריכוז גבוה של כלורט אינו רצוי במי שתייה.

תרשים השוואת כלור

עכשיו, מהו חומר החיטוי האידיאלי?

• גז כלור- זה מסוכן מדי לטיפול ואינו בטוח באזורי מגורים. לרוב, הם אינם זמינים.
• אבקת הלבנה— סידן היפוכלוריט יעיל, אבל כל תהליך הערבוב, השקיעה והסילוק של הבוצה הוא מאוד מבולגן ומסורבל. זה הופך את כל האזור למלוכלך. יתרה מכך, אבקת ההלבנה סופגת לחות בזמן מונסון או בסביבה רטובה ופולטת גז כלור, מה שגורם לכוח ההלבנה לאבד את כוחו.
• מלבין נוזלי- כלור נוזלי -או נתרן היפוכלוריט יעיל מאוד. זה בצורה נוזלית ולכן קל מאוד לטפל בו. אבל הכלור הנוזלי הזמין מסחרית הוא לא רק יקר אלא מאבד את כוחו לאורך תקופה והופך למים. סכנת הדליפה היא בעיה נפוצה.
• אלקטרו כלורינר- יעיל מאוד, חסכוני, בטוח וקל להכנה ולשימוש. זוהי הטכנולוגיה העדכנית ביותר שמאומצת ברוב המדינות.