Nātrija hipohlorīta ģenerators

Nātrija hipohlorīta ģenerators darbojas elektrohlorēšanas ķīmiskajā procesā, kurā nātrija hipohlorīta (NaOCl) ražošanai izmanto ūdeni, vārāmo sāli un elektrību. Sālījuma šķīdumam (vai jūras ūdenim) plūst caur elektrolizatora elementu, kur tiek nodota līdzstrāva, kas noved pie elektrolīzes. Tas uzreiz rada nātrija hipohlorītu, kas ir spēcīgs dezinfekcijas līdzeklis. Pēc tam to ievada ūdenī vajadzīgajā koncentrācijā, lai dezinficētu ūdeni vai novērstu aļģu veidošanos un bioloģisko piesārņojumu.

Darbības principsNātrija hipohlorīta ģenerators

Elektrolizatorā strāva tiek izvadīta caur anodu un katodu sāls šķīdumā. kas ir labs elektrības vadītājs, tādējādi elektrolizējot nātrija hlorīda šķīdumu.

Tā rezultātā rodas hlors (Cl₂) pie anoda tiek ražota gāze, savukārt nātrija hidroksīds (NaOH) un ūdeņradis (H₂) pie katoda tiek ražota gāze.

Reakcijas, kas notiek elektrolītiskajā šūnā, ir

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + H₂

Hlors tālāk reaģē ar hidroksīdu, veidojot nātrija hipohlorītu (NaOCl). Šo reakciju var vienkāršot šādi

Cl₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O

Izveidotā šķīduma pH vērtība ir no 8 līdz 8,5, un maksimālā ekvivalentā hlora koncentrācija ir mazāka par 8 g/l. Tam ir ļoti ilgs glabāšanas laiks, kas padara to piemērotu uzglabāšanai.

Pēc šķīduma ievadīšanas ūdens plūsmā nav nepieciešama pH vērtības korekcija, kā tas bieži tiek prasīts nātrija hipohlorītā, kas ražots ar membrānas metodi. Nātrija hipohlorīta šķīdums reaģē līdzsvara reakcijā, kā rezultātā veidojas hipohlorskābe

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

Lai ražotu 1 kg hlora ekvivalentu, izmantojot uz vietas esošo nātrija hipohlorīta ģeneratoru, ir nepieciešami 4,5 kg sāls un 4 kilovatstundas elektroenerģijas. Galīgais šķīdums sastāv no aptuveni 0,8% (8 grami/litrā) nātrija hipohlorīta.

Nātrija hipohlorīta ģeneratora raksturojums

1. Vienkārši:Nepieciešams tikai ūdens, sāls un elektrība
2. Nav toksisks:Mērsāls, kas ir galvenā viela, nav toksisks un viegli uzglabājams. Elektrohlorētājs nodrošina hlora jaudu, neradot briesmas glabāt vai apstrādāt bīstamus materiālus.
3. Lēts:elektrolīzei nepieciešams tikai ūdens, vārāmais sāls un elektrība. Elektrohlorēšanas iekārtas kopējās ekspluatācijas izmaksas ir mazākas nekā parastajām hlorēšanas metodēm.
4. Viegli dozējams, lai iegūtu standarta koncentrāciju:Uz vietas radītais nātrija hipohlorīts nesadalās tāpat kā komerciālais nātrija hipohlorīts. Tāpēc deva nav jāmaina katru dienu, pamatojoties uz hipo šķīduma stiprumu.
5. Apstiprināta dezinfekcijas metode, kas atbilst dzeramā ūdens noteikumiem– alternatīva ar mazākām drošības prasībām sistēmām, kuru pamatā ir hlora gāze.
6. Ilgs kalpošanas laiks, salīdzinot ar membrānas šūnu elektrolīzi
7. Nātrija hipohlorīta ģenerēšana uz vietas ļauj operatoram ražot tikai to, kas ir nepieciešams un kad tas ir nepieciešams.
8. Drošs videi:Salīdzinot ar 12,5% nātrija hipohlorītu, sāls un ūdens izmantošana samazina oglekļa emisiju līdz 1/3. Mūsu sistēmas ražotais hipošķīdums, kura koncentrācija ir mazāka par 1%, ir labdabīgs un uzskatāms par nekaitīgu. Tas nozīmē samazinātu drošības apmācību un uzlabotu darbinieku drošību.

Nātrija hipohlorīta ģenerēšanas reakcijas tvertne: nātrija hipohlorīts, kas ražots uz vietas, izmantojot sintētisku sālījumu vai jūras ūdeni, ir ļoti efektīvs, lai aizsargātu aprīkojumu no mikroorganisku piesārņojuma augšanas un kontrolētu aļģes un vēžveidīgos. Kompaktie FHC ražotie elektrohlorētāji ir ideāli piemēroti ūdens dezinfekcijai tādu katastrofu laikā kā zemestrīces, plūdi vai epidēmijas. Elektrohlorētāji ir paredzēti dzeramā ūdens dezinfekcijai laukos un ciematos “lietošanas vietās”.

Uz vietas esošā nātrija hipohlorīta ģeneratora priekšrocības

Lai gan ekonomiskie apsvērumi ir galvenā priekšrocība, izmantojot uz vietas ražotu nātrija hipohlorītu salīdzinājumā ar citiem hlorēšanas veidiem, tehniskās priekšrocības ir vēl lielākas.

Tālāk ir norādītas dažas no problēmām, kas saistītas ar komerciāla līmeņa šķidrā nātrija hipohlorīta lietošanu. Tajos ir augsta aktīvā hlora koncentrācija (10-12%). Tos iegūst, burbuļojot hloru kaustiskajā sodā (nātrija hidroksīds). Tos parasti sauc arī par šķidro hloru.

Korozija Komerciāli ražotā hipohlorīta izraisītā korozija rada bažas, jo tas ietekmē iekārtu. 10 līdz 15% hipohlorīta šķīdums ir ļoti agresīvs tā augstā pH un hlora koncentrācijas dēļ. Tā kā hipohlorīta šķīdums ir agresīvs, tas izmantos visas hipohlorīta cauruļvadu sistēmas novājinātās vietas un var izraisīt noplūdes. Tāpēc nātrija hipohlorīta ģeneratora izmantošana uz vietas ir saprātīga izvēle.

Kalcija karbonāta nogulšņu veidošanās ir vēl viena problēma, ja hlorēšanai tiek izmantots komerciālas kvalitātes šķidrais hipohlorīts. Komerciālajam šķidrajam hipohlorītam ir augsts pH līmenis. Ja augsta pH hipohlorīta šķīdumu sajauc ar atšķaidīšanas ūdeni, tas paaugstina sajauktā ūdens pH līdz virs 9. Ūdenī esošais kalcijs reaģēs un izgulsnēs kā kalcija karbonāta nogulsnes. Tādi priekšmeti kā caurules, vārsti un rotametri var palielināties un vairs nedarboties pareizi. Komerciālās kvalitātes šķidro hipohlorītu ieteicams neatšķaidīt un sistēmā izmantot mazākos cauruļvadus, ko pieļauj plūsmas ātrums.

Gāzes ražošana Vēl viena problēma saistībā ar komerciālā līmeņa hipohlorītu ir gāzes ražošana. Hipohlorīts laika gaitā zaudē spēku un sadaloties rada skābekļa gāzi. Sadalīšanās ātrums palielinās līdz ar koncentrāciju, temperatūru un metāla katalizatoriem.

Personiskā drošība Neliela noplūde hipohlorīta padeves līnijās izraisītu ūdens iztvaikošanu un, savukārt, hlora gāzes izdalīšanos.

Hlorāta veidošanās Pēdējā problēma ir hlorāta jonu veidošanās iespēja. Nātrija hipohlorīts laika gaitā sadalās, veidojot hlorāta jonu (ClO3-) un skābekli (O₂). Hipohlorīta šķīduma noārdīšanās ir atkarīga no šķīduma stipruma, temperatūras un metāla katalizatoru klātbūtnes.

Komerciālā nātrija hipohlorīta sadalīšanos var izveidot divos galvenajos veidos:
a). Hlorātu veidošanās augsta pH dēļ, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
b). Hlora iztvaikošanas zudumi temperatūras paaugstināšanās dēļ.

Tāpēc jebkurai noteiktai stiprībai un temperatūrai noteiktā laika periodā augstākas stiprības produkta pieejamā hlora stiprums galu galā būs zemāks nekā zemākas stiprības produktam, jo tā sadalīšanās ātrums ir lielāks. American Water Works Association Research Foundation (AWWARF) secināja, ka koncentrētā balinātāja (NaOCl) sadalīšanās ir visticamākais hlorāta ražošanas avots. Augsta hlorāta koncentrācija dzeramajā ūdenī nav ieteicama.

Hlora salīdzināšanas diagramma

Tagad, kurš ir ideāls dezinfekcijas līdzeklis?

• Hlora gāze— Pārāk bīstami rīkoties un nav droši dzīvojamos rajonos. Lielāko daļu laika tie nav pieejami.
• Balināšanas pulveris— Kalcija hipohlorīts ir efektīvs, taču viss dūņu sajaukšanas, nostādināšanas un likvidēšanas process ir ļoti netīrs un apgrūtinošs. Tas padara visu laukumu netīru. Turklāt balināšanas pulveris uzsūc mitrumu musonu laikā vai mitrā vidē un izdala hlora gāzi, liekot balinātājam zaudēt spēku.
• Šķidrais balinātājs— Šķidrais hlors vai nātrija hipohlorīts ir ļoti efektīvs. Tas ir šķidrā veidā, tāpēc to ir ļoti viegli apstrādāt. Taču komerciāli pieejamais šķidrais hlors ir ne tikai dārgs, bet arī laika gaitā zaudē spēku un kļūst par ūdeni. Izšļakstīšanās risks ir izplatīta problēma.
• Elektrohlorētājs— Ļoti efektīvs, ekonomisks, drošs un viegli sagatavojams un lietojams. Šī ir jaunākā tehnoloģija, kas tiek pieņemta lielākajā daļā valstu.