ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის გენერატორი

ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის გენერატორი მუშაობს ელექტროქლორირების ქიმიურ პროცესზე, რომელიც იყენებს წყალს, საერთო მარილს და ელექტროენერგიას ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის (NaOCl) წარმოებისთვის. მარილწყალში ხსნარი (ან ზღვის წყალი) მიედინება ელექტროლიზატორის უჯრედში, სადაც პირდაპირი დენი გადის, რაც იწვევს ელექტროლიზს. ეს წარმოქმნის ნატრიუმის ჰიპოქლორიტს მყისიერად, რომელიც არის ძლიერი სადეზინფექციო საშუალება. შემდეგ იგი დოზირებულია წყალში საჭირო კონცენტრაციით წყლის დეზინფექციისთვის ან წყალმცენარეების წარმოქმნისა და ბიო დაბინძურების თავიდან ასაცილებლად.

ოპერაციული პრინციპინატრიუმის ჰიპოქლორიტის გენერატორი

ელექტროლიზერში დენი გადის ანოდსა და კათოდში მარილის ხსნარში. რომელიც ელექტროენერგიის კარგი გამტარია, რითაც ელექტროლიზდება ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარი.

ეს იწვევს ქლორს (Cl₂) აირი წარმოიქმნება ანოდში, ხოლო ნატრიუმის ჰიდროქსიდი (NaOH) და წყალბადი (H₂) გაზი წარმოიქმნება კათოდზე.

რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს ელექტროლიტურ უჯრედში არის

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + H₂

ქლორი შემდგომში რეაგირებს ჰიდროქსიდთან და წარმოქმნის ნატრიუმის ჰიპოქლორიტს (NaOCl). ეს რეაქცია შეიძლება გამარტივდეს შემდეგი გზით

კლ₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂ო

გამომუშავებულ ხსნარს აქვს pH მნიშვნელობა 8-დან 8,5-მდე, ხოლო ქლორის მაქსიმალური ექვივალენტური კონცენტრაცია 8 გ/ლ-ზე ნაკლები. მას აქვს ძალიან დიდი შენახვის ვადა, რაც შესანახად შესაფერისს ხდის.

ხსნარის წყლის ნაკადში შეყვანის შემდეგ, არ არის საჭირო pH-ის მნიშვნელობის კორექტირება, როგორც ეს ხშირად საჭიროა მემბრანული მეთოდით წარმოქმნილ ნატრიუმის ჰიპოქლორიტში. ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის ხსნარი რეაგირებს ბალანსის რეაქციაში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ჰიპოქლორმჟავა

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

ადგილზე ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის გენერატორის გამოყენებით 1 კგ ქლორის ექვივალენტის წარმოებისთვის საჭიროა 4,5 კგ მარილი და 4 კილოვატსათი ელექტროენერგია. საბოლოო ხსნარი შედგება დაახლოებით 0,8% (8 გრამი/ლიტრი) ნატრიუმის ჰიპოქლორიტისგან.

ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის გენერატორის მახასიათებლები

1. მარტივი:საჭიროა მხოლოდ წყალი, მარილი და ელექტროენერგია
2. Არატოქსიკური:ჩვეულებრივი მარილი, რომელიც მთავარი ნივთიერებაა, არატოქსიკურია და ადვილად შესანახი. ელექტროქლორინატორი უზრუნველყოფს ქლორის სიმძლავრეს სახიფათო მასალების შენახვის ან დამუშავების საფრთხის გარეშე.
3. Დაბალი ფასი:ელექტროლიზისთვის საჭიროა მხოლოდ წყალი, ჩვეულებრივი მარილი და ელექტროენერგია. ელექტროქლორატორის მთლიანი საოპერაციო ღირებულება ნაკლებია, ვიდრე ჩვეულებრივი ქლორირების მეთოდები.
4. მარტივი დოზირება სტანდარტული კონცენტრაციის მისაღებად:ადგილზე წარმოქმნილი ნატრიუმის ჰიპოქლორიტი არ იშლება კომერციული ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის მსგავსად. ამიტომ, დოზის შეცვლა არ არის საჭირო ყოველდღიურად ჰიპო ხსნარის სიძლიერეზე დაყრდნობით.
5. დამტკიცებული სადეზინფექციო მეთოდი სასმელი წყლის რეგულაციების შესაბამისი- ალტერნატივა ნაკლები უსაფრთხოების მოთხოვნებით ქლორზე დაფუძნებული სისტემებისთვის.
6. ხანგრძლივი მომსახურების ვადამემბრანული უჯრედის ელექტროლიზთან შედარებით
7. ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის ადგილზე გამომუშავება ოპერატორს საშუალებას აძლევს შექმნას მხოლოდ ის, რაც საჭიროა და როცა საჭიროა.
8. უსაფრთხო გარემოსთვის:12,5% ნატრიუმის ჰიპოქლორიტთან შედარებით, მარილისა და წყლის გამოყენება ამცირებს ნახშირბადის გამოყოფას 1/3-მდე. ჩვენი სისტემის მიერ წარმოებული 1%-ზე ნაკლები კონცენტრაციის ჰიპო ხსნარი კეთილთვისებიანია და ითვლება არასაშიშად. ეს ნიშნავს უსაფრთხოების ტრენინგის შემცირებას და მუშაკთა უსაფრთხოების გაუმჯობესებას.

ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის წარმოქმნის რეაქციის ავზი: ნატრიუმის ჰიპოქლორიტი, რომელიც წარმოიქმნება ადგილზე სინთეზური მარილწყალში ან ზღვის წყლის დახმარებით, ძალიან ეფექტურია მოწყობილობის დაცვაში მიკროორგანული დაბინძურებისგან და წყალმცენარეებისა და კიბოსნაირების კონტროლში. FHC-ის მიერ წარმოებული კომპაქტური ელექტროქლორატორები იდეალურია წყლის დეზინფექციისთვის კატასტროფების დროს, როგორიცაა მიწისძვრა, წყალდიდობა ან ეპიდემია. ელექტროქლორატორები განკუთვნილია სასმელი წყლის სოფლისა და სოფლის „გამოყენების წერტილში“ დეზინფექციისთვის.

ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის გენერატორის უპირატესობები ადგილზე

მიუხედავად იმისა, რომ ეკონომიკური განხილვა არის მთავარი უპირატესობა ადგილზე წარმოქმნილი ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის გამოყენებისას ქლორირების სხვა ფორმების გამოყენებასთან შედარებით, ტექნიკური უპირატესობები კიდევ უფრო დიდია.

ქვემოთ მოცემულია რამდენიმე პრობლემა, რომელიც დაკავშირებულია კომერციული ხარისხის თხევადი ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის გამოყენებასთან. მათ აქვთ აქტიური ქლორის მაღალი კონცენტრაცია (10-12%). ისინი წარმოიქმნება კაუსტიკური სოდაში (ნატრიუმის ჰიდროქსიდი) გაზის ქლორის ბუშტუკებით. მათ ასევე ხშირად უწოდებენ თხევად ქლორს.

კოროზია კომერციულად წარმოებული ჰიპოქლორიტის გამო კოროზია შემაშფოთებელია მოწყობილობაზე მისი ზემოქმედების გამო. 10-დან 15%-მდე ჰიპოქლორიტის ხსნარი ძალიან აგრესიულია მისი მაღალი pH-ისა და ქლორის კონცენტრაციის გამო. მისი აგრესიული ბუნების გამო, ჰიპოქლორიტის ხსნარი გამოიყენებს ნებისმიერ დასუსტებულ ადგილს ჰიპოქლორიტის მილსადენის სისტემაში და შეიძლება გამოიწვიოს გაჟონვა. ასე რომ, ადგილზე ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის გენერატორის გამოყენება გონივრული ვარიანტია.

კალციუმის კარბონატის ფორმირება კიდევ ერთი შეშფოთებაა კომერციული კლასის თხევადი ჰიპოქლორიტის ქლორაციისთვის გამოყენებისას. კომერციული კლასის თხევადი ჰიპოქლორიტი აქვს მაღალი pH. როდესაც მაღალი pH ჰიპოქლორიტის ხსნარი შერეულია განზავების წყალთან, ის ამაღლებს შერეული წყლის pH-ს 9-ზე მაღლა. ისეთი ელემენტები, როგორიცაა მილები, სარქველები და როტამეტრები შეიძლება გაიზარდოს და გამართულად აღარ ფუნქციონირდეს. რეკომენდირებულია, რომ კომერციული ხარისხის თხევადი ჰიპოქლორიტი არ განზავდეს და სისტემაში გამოყენებული იქნას უმცირესი მილსადენები, რაც საშუალებას იძლევა ნაკადის სიჩქარე.

გაზის წარმოება კომერციული ხარისხის ჰიპოქლორიტის კიდევ ერთი საზრუნავი გაზის წარმოებაა. ჰიპოქლორიტი დროთა განმავლობაში კარგავს ძალას და დაშლისას წარმოქმნის ჟანგბადის გაზს. დაშლის სიჩქარე იზრდება კონცენტრაციასთან, ტემპერატურასთან და ლითონის კატალიზატორებთან ერთად.

პირადი უსაფრთხოება ჰიპოქლორიტის კვების ხაზებში მცირე გაჟონვა გამოიწვევს წყლის აორთქლებას და თავის მხრივ ქლორის გაზის გამოყოფას.

ქლორატის ფორმირება შეშფოთების ბოლო სფეროა ქლორატის იონების წარმოქმნის შესაძლებლობა. ნატრიუმის ჰიპოქლორიტი დროთა განმავლობაში იშლება და წარმოიქმნება ქლორატის იონი (ClO3-) და ჟანგბადი (O).₂). ჰიპოქლორიტის ხსნარის დეგრადაცია დამოკიდებულია ხსნარის სიძლიერეზე, ტემპერატურაზე და ლითონის კატალიზატორების არსებობაზე.

კომერციული ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის დაშლა შეიძლება შეიქმნას ორი ძირითადი გზით:
ა). ქლორატების წარმოქმნა მაღალი pH-ის გამო, 3NaOCl=2NaOCl+NaClO3.
ბ). ქლორის აორთქლების დაკარგვა ტემპერატურის ზრდის გამო.

ამიტომ, ნებისმიერი მოცემული სიძლიერისა და ტემპერატურისთვის, გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, უფრო მაღალი სიმტკიცის პროდუქტი საბოლოოდ იქნება უფრო დაბალი ქლორის სიძლიერით, ვიდრე დაბალი სიმტკიცის პროდუქტი, რადგან მისი დაშლის სიჩქარე უფრო დიდია. ამერიკის წყლის სამუშაოების ასოციაციის კვლევის ფონდმა (AWWARF) დაასკვნა, რომ კონცენტრირებული გაუფერულების (NaOCl) დაშლა ქლორატის წარმოების ყველაზე სავარაუდო წყაროა. ქლორატის მაღალი კონცენტრაცია არ არის მიზანშეწონილი სასმელ წყალში.

ქლორის შედარების სქემა

ახლა, რომელია იდეალური სადეზინფექციო საშუალება?

• ქლორის გაზი— საცხოვრებელ ადგილებში ზედმეტად სახიფათოა და არა უსაფრთხო. უმეტეს შემთხვევაში, ისინი არ არის ხელმისაწვდომი.
• მათეთრებელი ფხვნილი- კალციუმის ჰიპოქლორიტი ეფექტურია, მაგრამ ტალახის შერევის, ჩამოსხმის და განადგურების მთელი პროცესი ძალიან ბინძური და რთულია. ეს აბინძურებს მთელ ტერიტორიას. უფრო მეტიც, მათეთრებელი ფხვნილი შთანთქავს ტენიანობას მუსონის დროს ან სველ გარემოში და გამოყოფს ქლორის გაზს, რაც აფერხებს მათეთრებელ ძალას.
• თხევადი მათეთრებელი- თხევადი ქლორი - ან ნატრიუმის ჰიპოქლორიტი ძალიან ეფექტურია. ეს არის თხევადი ფორმით, ასე რომ ძალიან ადვილია დამუშავება. მაგრამ კომერციულად ხელმისაწვდომი თხევადი ქლორი არა მხოლოდ ძვირია, არამედ კარგავს ძალას გარკვეული პერიოდის განმავლობაში და ხდება წყალი. დაღვრის საფრთხე ჩვეულებრივი პრობლემაა.
• ელექტრო ქლორინატორი— ძალიან ეფექტური, ეკონომიური, უსაფრთხო და მარტივი მოსამზადებლად და გამოსაყენებლად. ეს არის უახლესი ტექნოლოგია, რომელიც მიღებულია უმეტეს ერებში.