เครื่องกำเนิดโซเดียมไฮโปคลอไรต์

เครื่องกำเนิดโซเดียมไฮโปคลอไรต์ทำงานบนกระบวนการทางเคมีด้วยไฟฟ้าซึ่งใช้น้ำ เกลือทั่วไป และไฟฟ้าเพื่อผลิตโซเดียมไฮโปคลอไรต์ (NaOCl) สารละลายน้ำเกลือ (หรือน้ำทะเล) ถูกทำให้ไหลผ่านเซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์ ซึ่งกระแสไฟตรงจะถูกส่งผ่านซึ่งนำไปสู่การสลายด้วยไฟฟ้า สิ่งนี้ทำให้เกิดโซเดียมไฮโปคลอไรต์ทันทีซึ่งเป็นสารฆ่าเชื้อที่แรง จากนั้นจึงฉีดลงในน้ำในความเข้มข้นที่ต้องการเพื่อฆ่าเชื้อในน้ำ หรือเพื่อป้องกันการก่อตัวของสาหร่ายและคราบจุลินทรีย์

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดโซเดียมไฮโปคลอไรต์

ในอิเล็กโทรไลเซอร์ กระแสจะถูกส่งผ่านแอโนดและแคโทดในสารละลายเกลือ ซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี จึงทำการอิเล็กโทรไลซ์สารละลายโซเดียมคลอไรด์

ส่งผลให้คลอรีน (Cl₂) เกิดก๊าซที่ขั้วบวก ในขณะที่โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และไฮโดรเจน (H₂) ก๊าซถูกผลิตขึ้นที่แคโทด

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์ไฟฟ้าคือ

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + ฮ₂

คลอรีนจะทำปฏิกิริยากับไฮดรอกไซด์ต่อไปเพื่อสร้างโซเดียมไฮโปคลอไรต์ (NaOCl) ปฏิกิริยานี้สามารถทำให้ง่ายขึ้นในลักษณะต่อไปนี้

คล₂+ 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂อ

สารละลายที่สร้างขึ้นมีค่า pH ระหว่าง 8 ถึง 8.5 และความเข้มข้นของคลอรีนเทียบเท่าสูงสุดที่น้อยกว่า 8 กรัม/ลิตร มีอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานมากซึ่งเหมาะสำหรับการจัดเก็บ

หลังจากเติมสารละลายลงในน้ำแล้ว ไม่จำเป็นต้องแก้ไขค่า pH เนื่องจากมักจำเป็นในโซเดียมไฮโปคลอไรต์ที่ผลิตโดยวิธีเมมเบรน สารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรต์จะทำปฏิกิริยาสมดุลเกิดเป็นกรดไฮโปคลอรัส

NaClO + H₂O = NaOH + HClO

ในการผลิตคลอรีนเทียบเท่ากับ 1 กก. โดยใช้เครื่องกำเนิดโซเดียมไฮโปคลอไรต์ในสถานที่ ต้องใช้เกลือ 4.5 กก. และไฟฟ้า 4 กิโลวัตต์ชั่วโมง สารละลายสุดท้ายประกอบด้วยโซเดียมไฮโปคลอไรท์ประมาณ 0.8% (8 กรัม/ลิตร)

ลักษณะเฉพาะของเครื่องกำเนิดโซเดียมไฮโปคลอไรต์

1. เรียบง่าย:ต้องใช้น้ำ เกลือ และไฟฟ้าเท่านั้น
2. ปลอดสารพิษ:เกลือทั่วไปซึ่งเป็นสารหลักไม่มีพิษและง่ายต่อการเก็บรักษา เครื่องผลิตคลอรีนด้วยไฟฟ้าให้พลังของคลอรีนโดยไม่มีอันตรายจากการจัดเก็บหรือจัดการกับวัตถุอันตราย
3. ราคาถูก:จำเป็นต้องใช้น้ำ เกลือทั่วไป และไฟฟ้าเท่านั้นสำหรับการอิเล็กโทรไลซิส ต้นทุนการดำเนินการทั้งหมดของเครื่องอิเล็กโทรคลอริเนเตอร์นั้นน้อยกว่าวิธีคลอรีนทั่วไป
4. ง่ายต่อการใช้ยาเพื่อให้ได้ความเข้มข้นมาตรฐาน:โซเดียมไฮโปคลอไรต์ที่ผลิตในสถานที่นั้นไม่ย่อยสลายเหมือนโซเดียมไฮโปคลอไรต์ที่ขายในท้องตลาด ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องปรับเปลี่ยนขนาดยาในแต่ละวันตามความแรงของสารละลายไฮโป
5. วิธีการฆ่าเชื้อที่ได้รับอนุมัติตามข้อบังคับเกี่ยวกับน้ำดื่ม– ทางเลือกที่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยน้อยกว่าสำหรับระบบที่ใช้ก๊าซคลอรีน
6. อายุการใช้งานยาวนานเมื่อเปรียบเทียบกับอิเล็กโทรไลซิสของเซลล์เมมเบรน
7. การผลิตโซเดียมไฮโปคลอไรต์ในสถานที่ทำให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถผลิตเฉพาะสิ่งที่จำเป็นและเมื่อจำเป็น
8. ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม:เมื่อเทียบกับโซเดียมไฮโปคลอไรท์ 12.5% การใช้เกลือและน้ำช่วยลดการปล่อยคาร์บอนถึง 1 ใน 3 สารละลายไฮโปที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า 1% ที่ผลิตโดยระบบของเรานั้นไม่เป็นอันตรายและถือว่าไม่เป็นอันตราย สิ่งนี้แปลเป็นการลดการฝึกอบรมด้านความปลอดภัยและความปลอดภัยของพนักงานที่ดีขึ้น

ถังปฏิกิริยาการสร้างโซเดียมไฮโปคลอไรต์: โซเดียมไฮโปคลอไรต์ที่สร้างขึ้นในสถานที่ทำงานด้วยความช่วยเหลือของน้ำเกลือสังเคราะห์หรือน้ำทะเลมีประสิทธิภาพมากในการปกป้องอุปกรณ์จากการเติบโตของคราบจุลินทรีย์อินทรีย์และควบคุมสาหร่ายและกุ้ง เครื่องผลิตคลอรีนด้วยไฟฟ้าขนาดกะทัดรัดที่ผลิตโดย FHC เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการฆ่าเชื้อโรคในน้ำในช่วงที่เกิดภัยพิบัติ เช่น แผ่นดินไหว น้ำท่วม หรือโรคระบาด เครื่องผลิตคลอรีนด้วยไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาสำหรับการฆ่าเชื้อโรคในน้ำดื่มตาม "จุดใช้งาน" ในชนบทและหมู่บ้าน

ข้อดีของเครื่องผลิตโซเดียมไฮโปคลอไรต์นอกสถานที่

แม้ว่าการพิจารณาด้านเศรษฐกิจเป็นข้อได้เปรียบหลักในการใช้โซเดียมไฮโปคลอไรต์ที่ผลิตในสถานที่มากกว่าการใช้คลอรีนรูปแบบอื่นๆ แต่ข้อได้เปรียบทางเทคนิคมีมากกว่า

ต่อไปนี้เป็นปัญหาบางส่วนที่เกี่ยวข้องกับการใช้โซเดียมไฮโปคลอไรต์เหลวเกรดเชิงพาณิชย์ เหล่านี้มีความเข้มข้นสูง (10-12%) ของคลอรีนที่ใช้งานอยู่ ผลิตโดยก๊าซคลอรีนที่มีฟองในโซดาไฟ (โซเดียมไฮดรอกไซด์) พวกเขาเรียกอีกอย่างว่าคลอรีนเหลว

การกัดกร่อน การกัดกร่อนเนื่องจากไฮโปคลอไรต์ที่ผลิตในเชิงพาณิชย์เป็นเรื่องที่น่ากังวลเนื่องจากมีผลกระทบต่ออุปกรณ์ สารละลายไฮโปคลอไรต์ 10 ถึง 15% มีความก้าวร้าวมากเนื่องจากค่า pH และความเข้มข้นของคลอรีนสูง เนื่องจากลักษณะที่ก้าวร้าว สารละลายไฮโปคลอไรต์จะใช้ประโยชน์จากพื้นที่ที่อ่อนแอในระบบท่อไฮโปคลอไรต์และอาจทำให้เกิดการรั่วไหล ดังนั้นการใช้เครื่องผลิตโซเดียมไฮโปคลอไรต์ในสถานที่จึงเป็นทางเลือกที่ชาญฉลาด

การเกิดตะกรันแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นข้อกังวลอีกประการหนึ่งเมื่อใช้ไฮโปคลอไรต์เหลวเกรดเชิงพาณิชย์สำหรับการทำคลอรีน ไฮโปคลอไรต์เหลวเกรดเชิงพาณิชย์มีค่า pH สูง เมื่อนำสารละลายไฮโปคลอไรต์ที่มีค่า pH สูงผสมกับน้ำเจือจาง จะทำให้ค่า pH ของน้ำผสมเพิ่มขึ้นสูงกว่า 9 แคลเซียมในน้ำจะทำปฏิกิริยาและตกตะกอนออกมาเป็นเกล็ดแคลเซียมคาร์บอเนต รายการต่างๆ เช่น ท่อ วาล์ว และโรทามิเตอร์อาจขยายใหญ่ขึ้นและทำงานไม่ถูกต้องอีกต่อไป ขอแนะนำว่าไม่ควรเจือจางไฮโปคลอไรต์เหลวเกรดเชิงพาณิชย์และควรใช้ท่อที่เล็กที่สุดซึ่งอัตราการไหลจะอนุญาตในระบบ

การผลิตก๊าซ ข้อกังวลอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับไฮโปคลอไรต์เกรดเชิงพาณิชย์คือการผลิตก๊าซ ไฮโปคลอไรต์จะสูญเสียความแข็งแรงเมื่อเวลาผ่านไปและสร้างก๊าซออกซิเจนเมื่อสลายตัว อัตราการสลายตัวจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้น อุณหภูมิ และตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะ

ความปลอดภัยส่วนบุคคลการรั่วไหลเล็กน้อยในท่อจ่ายไฮโปคลอไรต์จะส่งผลให้น้ำระเหยและปล่อยก๊าซคลอรีนออกมา

การก่อตัวของคลอเรตประเด็นสุดท้ายที่น่ากังวลคือความเป็นไปได้ของการก่อตัวของคลอเรตไอออน โซเดียมไฮโปคลอไรต์จะสลายตัวเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อสร้างคลอเรตไอออน (ClO3-) และออกซิเจน (O₂). การสลายตัวของสารละลายไฮโปคลอไรต์ขึ้นอยู่กับความแรงของสารละลาย อุณหภูมิ และการมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะ

การสลายตัวของโซเดียมไฮโปคลอไรต์เชิงพาณิชย์สามารถเกิดขึ้นได้สองวิธีหลัก:
ก). การก่อตัวของคลอเรตเนื่องจาก pH สูง 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3
ข). การสูญเสียการระเหยของคลอรีนเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

ดังนั้นสำหรับความแรงและอุณหภูมิใดๆ ก็ตาม ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าจะมีค่าคลอรีนที่มีอยู่ต่ำกว่าผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า เนื่องจากอัตราการสลายตัวจะสูงกว่า มูลนิธิวิจัย American Water Works Association (AWWARF) สรุปว่าการสลายตัวของสารฟอกขาวเข้มข้น (NaOCl) เป็นแหล่งที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดของการผลิตคลอเรต ไม่แนะนำให้ใช้คลอเรตที่มีความเข้มข้นสูงในน้ำดื่ม

ตารางเปรียบเทียบคลอรีน

ตอนนี้น้ำยาฆ่าเชื้อในอุดมคติคืออะไร?

• ก๊าซคลอรีน— อันตรายเกินไปที่จะจัดการและไม่ปลอดภัยในบริเวณที่อยู่อาศัย ส่วนใหญ่ไม่สามารถใช้งานได้
• ผงฟอกขาว— แคลเซียมไฮโปคลอไรต์มีประสิทธิภาพ แต่กระบวนการผสม การตกตะกอน และการกำจัดกากตะกอนทั้งหมดนั้นยุ่งเหยิงและยุ่งยากมาก ทำให้พื้นที่ทั้งหมดสกปรก นอกจากนี้ ผงฟอกสียังดูดซับความชื้นในช่วงมรสุมหรือในสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้นและปล่อยก๊าซคลอรีนออกมา ทำให้พลังการฟอกสีสูญเสียความแข็งแรง
• น้ำยาฟอกขาว— คลอรีนเหลวหรือโซเดียมไฮโปคลอไรต์มีประสิทธิภาพมาก อยู่ในรูปของเหลวจึงง่ายต่อการจัดการ แต่คลอรีนเหลวที่มีขายตามท้องตลาดไม่เพียงแต่มีราคาแพงเท่านั้น แต่ยังสูญเสียความแข็งแรงในช่วงเวลาหนึ่งและกลายเป็นน้ำ อันตรายจากการรั่วไหลเป็นปัญหาทั่วไป
• เครื่องคลอรีนด้วยไฟฟ้า—มีประสิทธิภาพมาก ประหยัด ปลอดภัย และง่ายต่อการเตรียมและใช้งาน นี่เป็นเทคโนโลยีล่าสุดที่ถูกนำมาใช้ในหลายประเทศ