Natrio hipochlorito generatorius

Natrio hipochlorito generatorius veikia elektrochlorinimo cheminiame procese, kurio metu natrio hipochloritui (NaOCl) gaminti naudojamas vanduo, įprasta druska ir elektra. Sūrymo tirpalas (arba jūros vanduo) tekėja per elektrolizatoriaus elementą, kur teka nuolatinė srovė, kuri veda į elektrolizę. Taip akimirksniu susidaro natrio hipochloritas, kuris yra stipri dezinfekavimo priemonė. Tada jis įpilamas į vandenį reikiamos koncentracijos, kad būtų galima dezinfekuoti vandenį arba užkirsti kelią dumblių susidarymui ir biologiniam užsiteršimui.

Veikimo principasNatrio hipochlorito generatorius

Elektrolizatoriuje srovė praeina per anodą ir katodą druskos tirpale. kuris yra geras elektros laidininkas, todėl elektrolizuojamas natrio chlorido tirpalas.

Dėl to susidaro chloras (Cl₂) prie anodo susidaro dujos, o natrio hidroksidas (NaOH) ir vandenilis (H₂) prie katodo susidaro dujos.

Elektrolitinėje ląstelėje vykstančios reakcijos yra

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + H₂

Chloras toliau reaguoja su hidroksidu ir susidaro natrio hipochloritas (NaOCl). Šią reakciją galima supaprastinti tokiu būdu

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O

Sukurto tirpalo pH vertė yra nuo 8 iki 8,5, o maksimali ekvivalentinė chloro koncentracija yra mažesnė nei 8 g/l. Jis turi labai ilgą galiojimo laiką, todėl jį galima laikyti.

Suleidus tirpalą į vandens srautą, pH vertės koreguoti nereikia, kaip dažnai reikia natrio hipochlorito, gaminamo membraniniu metodu. Natrio hipochlorito tirpalas reaguoja pusiausvyros reakcijoje, todėl susidaro hipochloro rūgštis

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

Norint pagaminti 1 kg chloro ekvivalentą naudojant vietoje įrengtą natrio hipochlorito generatorių, reikia 4,5 kg druskos ir 4 kilovatvalandžių elektros energijos. Galutinį tirpalą sudaro maždaug 0,8 % (8 gramai/litre) natrio hipochlorito.

Natrio hipochlorito generatoriaus charakteristikos

1. Paprasta:Reikalingas tik vanduo, druska ir elektra
2. Ne toksiškas:Paprastoji druska, kuri yra pagrindinė medžiaga, yra netoksiška ir lengvai laikoma. Elektrochlorintuvas suteikia chloro galią be pavojaus laikyti ar tvarkyti pavojingas medžiagas.
3. Žema kaina:elektrolizei reikia tik vandens, valgomosios druskos ir elektros. Bendra elektrochlorinimo įrenginio eksploatavimo kaina yra mažesnė nei įprastinių chloravimo metodų.
4. Lengva dozuoti norint gauti standartinę koncentraciją:Vietoje susidaręs natrio hipochloritas nesuyra kaip komercinis natrio hipochloritas. Todėl dozės nereikia keisti kasdien, atsižvelgiant į hipo tirpalo stiprumą.
5. Patvirtintas dezinfekcijos metodas, atitinkantis geriamojo vandens taisykles– chloro dujų sistemų alternatyva su mažiau saugos reikalavimų.
6. Ilgas tarnavimo laikas, palyginti su membraninių ląstelių elektrolize
7. Gaminant vietoje natrio hipochloritą operatorius gali gaminti tik tai, ko reikia, ir tada, kai to reikia.
8. Saugus aplinkai:Palyginti su 12,5 % natrio hipochlorito, druskos ir vandens naudojimas sumažina anglies emisiją iki 1/3. Mūsų sistemos gaminamas mažesnės nei 1 % koncentracijos hipo tirpalas yra nepiktybinis ir laikomas nepavojingu. Tai reiškia, kad sumažėja saugos mokymas ir pagerėjo darbuotojų sauga.

Natrio hipochlorito susidarymo reakcijos rezervuaras: natrio hipochloritas, susidarantis vietoje naudojant sintetinį sūrymą arba jūros vandenį, labai efektyviai apsaugo įrangą nuo mikroorganinių teršalų augimo ir dumblių bei vėžiagyvių kontrolės. Kompaktiški FHC gaminami elektrochlorintuvai idealiai tinka vandens dezinfekcijai nelaimių, tokių kaip žemės drebėjimai, potvyniai ar epidemijos, metu. Elektrochlorintuvai skirti kaimo ir kaimo geriamojo vandens „naudojimo vietoje“ dezinfekcijai.

Vietinio natrio hipochlorito generatoriaus privalumai

Nors ekonominis sumetimas yra pagrindinis pranašumas naudojant vietoje pagamintą natrio hipochloritą, palyginti su kitų chlorinimo formų naudojimu, techniniai pranašumai yra dar didesni.

Toliau pateikiamos kelios problemos, susijusios su komercinio skysto natrio hipochlorito naudojimu. Juose yra didelė aktyvaus chloro koncentracija (10-12%). Jie gaminami burbuliuojant dujas chlorą kaustinėje sodoje (natrio hidroksidas). Jie taip pat paprastai vadinami skystuoju chloru.

Korozija Korozija dėl komerciniu būdu pagaminto hipochlorito kelia susirūpinimą dėl jo poveikio įrangai. 10–15 % hipochlorito tirpalas yra labai agresyvus dėl didelio pH ir chloro koncentracijos. Dėl savo agresyvaus pobūdžio hipochlorito tirpalas išnaudos visas susilpnėjusias hipochlorito vamzdynų sistemos vietas ir gali sukelti nuotėkį. Taigi natrio hipochlorito generatorius yra protingas pasirinkimas.

Kalcio karbonato nuosėdų susidarymas yra dar vienas rūpestis, kai chloravimui naudojamas komercinis skystas hipochloritas. Komercinio lygio skystas hipochloritas turi aukštą pH. Kai aukšto pH hipochlorito tirpalas sumaišomas su skiedimo vandeniu, sumaišyto vandens pH pakyla iki daugiau nei 9. Vandenyje esantis kalcis sureaguos ir nusodins kalcio karbonato nuosėdų pavidalu. Tokie elementai kaip vamzdžiai, vožtuvai ir rotametrai gali padidėti ir nebeveikti tinkamai. Rekomenduojama, kad komercinės klasės skystas hipochloritas nebūtų skiedžiamas, o sistemoje būtų naudojami mažiausi vamzdynai, kuriuos leis srautas.

Dujų gamyba Kitas rūpestis, susijęs su komerciniu hipochloritu, yra dujų gamyba. Hipochloritas laikui bėgant praranda stiprumą ir skaidydamasis išskiria deguonies dujas. Skilimo greitis didėja didėjant koncentracijai, temperatūrai ir metaliniams katalizatoriams.

Asmeninė sauga Dėl nedidelio nuotėkio hipochlorito tiekimo linijose gali išgaruoti vanduo ir, savo ruožtu, išsiskirtų chloro dujos.

Chloro susidarymas Paskutinė susirūpinimą kelianti sritis yra chlorato jonų susidarymo galimybė. Natrio hipochloritas laikui bėgant suyra, sudarydamas chlorato jonus (ClO3-) ir deguonį (O₂). Hipochlorito tirpalo skilimas priklauso nuo tirpalo stiprumo, temperatūros ir metalinių katalizatorių.

Komercinio natrio hipochlorito skaidymas gali būti sukurtas dviem pagrindiniais būdais:
a). Chloratų susidarymas dėl aukšto pH, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
b). Chloro išgaravimo nuostoliai dėl temperatūros padidėjimo.

Todėl, esant bet kokiam stiprumui ir temperatūrai, per tam tikrą laikotarpį didesnio stiprumo produktas galiausiai bus mažesnis turimo chloro stiprumo nei mažesnio stiprumo produktas, nes jo skilimo greitis yra didesnis. Amerikos vandens darbų asociacijos tyrimų fondas (AWWARF) padarė išvadą, kad koncentruoto baliklio (NaOCl) skilimas yra labiausiai tikėtinas chlorato gamybos šaltinis. Didelė chlorato koncentracija geriamajame vandenyje nepatartina.

Chloro palyginimo diagrama

Kokia yra ideali dezinfekavimo priemonė?

• Chloro dujos— Per daug pavojinga tvarkyti ir nesaugu gyvenamosiose vietose. Dažniausiai jie nepasiekiami.
• Balinimo milteliai— Kalcio hipochloritas yra veiksmingas, tačiau visas dumblo maišymo, nusodinimo ir šalinimo procesas yra labai nepatogus ir sudėtingas. Dėl to visas plotas purvinas. Be to, balinimo milteliai sugeria drėgmę per musoną arba drėgnoje aplinkoje ir išskiria chloro dujas, todėl balinimo galia praranda savo stiprumą.
• Skystas baliklis— Skystas chloras arba natrio hipochloritas yra labai efektyvūs. Tai yra skysto pavidalo, todėl labai lengva tvarkyti. Tačiau parduodamas skystas chloras yra ne tik brangus, bet per tam tikrą laiką praranda savo stiprumą ir tampa vandeniu. Išsiliejimo pavojus yra dažna problema.
• Elektrochlorinatorius– Labai efektyvus, ekonomiškas, saugus, lengvai paruošiamas ir naudojamas. Tai naujausia technologija, naudojama daugumoje šalių.