УДК 628.2 628.3

Установки по производству гипохлорита натрия серии Альфа

О.Н.Новиков

РЕФЕРАТ

Разработано современное энергосберегающее и экологичное оборудование для производства гипохлорита. В частности электролизер Альфа -ГПХ генератор активного хлора синтезирует гипохлорит из раствора хлорида натрия. При этом достигается полная конверсия и хлор не выделяется в окружающую среду. В растворе гипохлорита отсутствуют хлораты и перхлораты, токсичность низкая. Другой модуль Альфа-ПД прямого действия синтезирует активных хлор непосредственно в потоке воды при наличии и даже в отсутствии хлоридов в воде.

Ключевые слова: Альфа, очистка воды, очистка сточных вод, сток, очистные сооружения, промышленный сток, электрохимическая, электрод,  очистка стоков , деструкция, электролиз, хлор, гипохлорит

Дезинфекция стоков - одна из основных задач системы коммунальной канализации. Эффективное функционирование ее - основа безопасности населения. Хлораторные на очистных сооружениях часто сами становятся источником повышенной опасности, так как нередки аварии с газообразным хлором. Можно заменить хлор на безопасную поваренную соль, достаточно оснастить очистные нашим модулем. При этом не только улучшается безопасность, но и экономится дорогостоящий и очень сложный в обращении и транспортировке хлор.

Установки типа Альфа предназначены для производства непосредственно на месте потребления  дезинфицирующего раствора гипохлорита натрия (ГПХН). Электролизеры фирмы ООО "Экологическая группа" работают на растворах поваренной соли и производят активный хлор. Есть и электролизер прямого действия он не дорог в приобретении  и эксплуатации.  Принцип работы гипохлоритных установок связан с электрохимическим преобразованием солевого раствора в гипохлорит натрия, проходящего систему электродных блоков. Концентрация образующегося гипохлорита натрия 5 - 6 г/куб. дм; содержание активного хлора в получаемом гипохлорите - 5-10 г/л; удельный расход электроэнергии на получение 1 кг активного хлора - 5,1-5,3 кВт-ч.; удельный расход поваренной соли - 4,7 - 3,5 кг/кг. В основе конструкции металлические электроды: анод - из графита с покрытием, катод - из стали.

Гипохлорит натрия получают электролизом раствора поваренной соли низкой концентрации (4-5%).

При электролизе на электродах при пропускании электрического тока через растворы или расплавы электролитов протекают окислительно-восстановительные реакции. Электрохимический способ получения  гипохлорита натрия (NaClO) основан на получении хлора путем электролиза водного раствора хлорида натрия (NaCl) и его взаимодействии со щелочью в одном и том же аппарате - электролизере. В данном случае, когда в качестве электролита используется раствор поваренной соли, сущность процесса заключается в следующем:

На аноде идет разряд ионов хлора (процесс окисления):

2Cl^- =Cl₂ + 2e^- (1)

Выделяющийся хлор растворяется в электролите (NaCl) с образованием хлорноватистой и соляной кислот:

Cl₂ + H₂O = HClO +HCl

На катоде происходит разряд молекул воды (процесс восстановления):

H₂O + e^- = OH^- + H⁺(2)

Атомы водорода после рекомбинации выделяются из раствора в виде газа, оставшиеся же в растворе ионы OH- образуют возле катода с ионами Na+ щелочь. Вследствие перемешивания анолита с католитом происходит взаимодействие хлорноватистой кислоты со щелочью с образованием гипохлорита натрия:

HClO + NaOH = NaClO + H₂O(3)

Если все количество щелочи, образующееся на катоде, будет поступать к аноду, то процесс электролиза протекает только с образованием раствора гипохлорита натрия. Получающийся гипохлорит натрия в значительной степени диссоциирует с образованием ионов ClO^- , которые способны к дальнейшему анодному окислению с образованием хлорат-иона СlO₃^-:

6СlO^-+6OH^- -6e^-=6H₂O +4Cl^- +2ClO₃^-+ 1,5O₂(4)

Концентрация ионов гипохлорита СlO- существенно влияет на дальнейший ход электролиза. Ионы ClO- разряжаются при значительно меньших потенциалах анода, чем ионы Сl-, поэтому уже при незначительных концентрациях гипохлорита натрия на аноде начинается совместный разряд ионов Сl- и СlO-. Образование хлората может протекать и химическим путем по реакции:

2HClО+ClO^- = ClO₃^-+2Cl^- + 2H⁺(5)

Получаемый раствор гипохлорита натрия достаточно стоек и может длительное время храниться без значительного разложения при соблюдении следующих факторов, влияющих на его стойкость:
1. низкая температура ( не более 20 ⁰С)
2. исключение воздействия света
3. отсутствие ионов тяжелых металлов
4. значение водородного показателя рН не менее 10

Разряд ионов Сl- приводит к образованию гипохлорита натрия с постепенно увеличивающейся концентрацией, а разряд ионов СlO- уменьшает его концентрацию. При достаточной длительности электролиза скорости этих двух процессов становятся одинаковыми  и дальнейший рост концентрации образующегося гипохлорита натрия прекратится. Поэтому задачей получения гипохлорита натрия является осуществление процесса электролиза в таких условиях, при которых равновесная концентрация гипохлорита натрия наступала бы как можно позднее. Очевидно, что этим условиям будут благоприятствовать все факторы, облегчающие разряд ионов Сl- и затрудняющие разряд ионов CIО-.

Получаемый электрохимическим способом раствор гипохлорита натрия находит широкое применение для обеззараживания питьевой воды, промышленных и сточных вод, а также в других технологических процессах, где требуется гарантированное качество воды по микробиологическим показателям.  гипохлорит натрия по своей бактерицидной эффективности равноценного действию жидкого хлора, хлорной извести и подобных хлорагентов. По сравнению с такими традиционно используемыми дезинфектантами как, хлор диоксид хлора и жавелевая вода получаемый электрохимическим методом  гипохлорит натрия имеет ряд преимуществ это:

-экологическая безопасность при производстве (100% поглощение хлора);

-соответствие самым строгим стандартам и рекомендациям в области охраны окружающей среды, в частности в черте города;

-независимость  от поставок обеззараживающих веществ;

-отсутствие потребности хранения опасных веществ таких как хлор;

-эксплуатационные затраты примерно в 1,5 раза меньше чем при использовании жидкого хлора.

Технические данные

Электролизной установки Альфа-ГПХ

 Электролизная установка для получения растворов гипохлоритов включает:

• 1. Электролизеры с электродными блоками
• 2. Выпрямитель
• 3. Емкости для приготовления раствора
• 4. Насос дозирующий
• 5. Трубопроводная и запорная арматура.

Все поставляется комплектно, на рамной конструкции, мобильные установки малой мощности снабжены колесными парами. Монтаж их на месте выполняется за 8 часов. Также предлагаем стационарные установки контейнерного типа большой мощности.

Для дезинфекции достаточна концентрация гипохлорита натрия 5 мг/л. Если вырабатывается в сутки 5 кг гипохлорита, то этим количеством можно дезинфицировать, очистить от органических веществ, железа, сернистых примесей 1000 куб.м воды/сутки.

В отличие от хлора, при равной эффективности, гипохлорит исключает выбросы хлора в атмосферу, не требует при хлораторной такого опасного объекта, как складов для хранения баллонов с хлором. Технология расходует недорогую соль и электроэнергию. Предпочтительно применение  такой технологии на удаленных объектах с автономным жизнеобеспечением.

Установка по производству гипохлорита прямым электролизом серии Альфа-9

Рис.1 Электролизер прямого действия

Установки типа Альфа предназначены для производства непосредственно на месте потребления  дезинфицирующего раствора гипохлорита натрия (ГПХ). Электролизеры фирмы ООО “Экологическая группа” производят активный хлор. Принцип работы связан с равномерным преобразованием хлорид-анионов, имеющихся в воде, в активный хлор. Превращение происходит на поверхности электродов электродного блока. 

В комплект входит блок питания и управления, кабель, электродный блок с защитным корпусом.  Электродный блок помещается в лоток с проточной водой на выпуске воды из аэротэнка. При подаче электрического потенциала от блока питания на электроды происходит электролиз, разрядка хлорид-анионов на аноде и образование активного хлора. Активный хлор образуется в атомарном виде и обладает максимальным дезинфицирующим действием. Благодаря тому, что вся обрабатываемая вода проходит между пластин электролизера, обрабатывается весь объем стока равномерно. Электродный блок размещается на открытом воздухе, не требуется вентиляции. Блок питания и управления размещается в отапливаемом помещении,  с его помощью устанавливают заданный ток и соответствующую производительность электродного блока по атомарному хлору и гипохлориту.

Концентрация гипохлорита достигает 10 мг/л, что вполне достаточно даже для дезинфекции неочищенного стока.  Удельный расход электроэнергии на получение 1 кг активного хлора - 6,1–9,3 кВт-ч. В основе конструкции рамная решетка для размещения электродов на диэлектрических изоляторах.  Используются нерастворимые электроды:  анод – из упрочненного графита с покрытием, катод – из стали. Получаемый электрохимическим способом раствор гипохлорита эффективно обеззараживает сточную и питьевую воду, там, где требуется гарантированное качество воды по микробиологическим показателям. ГПХ по своей бактерицидной эффективности равноценнен действию жидкого хлора, хлорной извести и подобных им хлорагентов. По сравнению с такими, традиционно используемыми дезинфекантами, как хлор, диоксид хлора и жавелевая вода, получаемый электрохимическим методом гипохлорит имеет ряд преимуществ это:

-экологическая безопасность при производстве;

-соответствие самым строгим стандартам и рекомендациям в области охраны окружающей среды, в частности в черте города;

-независимость  от поставок обеззараживающих веществ;

-отсутствие потребности хранения опасных веществ, таких как хлор;

- автоматическое поддержание заданного уровня концентрации ионов гипохлорита в воде;

 -эксплуатационные затраты примерно в 18 раз меньше чем при использовании жидкого хлора;

 -полный контроль концентрации  дезинфициирующего агента (активного хлора) по величине  стабилизированного тока;

Технические данные

Электролизной установки прямого электролиза

Электролизная установка прямого электролиза включает:

Электродный блок из рамной конструкции из нержавеющей стали (210 мм ширина, 195 мм высота, 410 мм длина, 7 графитовых модифицированных и 6 электродов из нержавеющей стали), кожух высотой 356 мм; Выпрямитель (Напряжение питания трёхфазное ~380 В, действующий ток 42 А, реверс тока для снятия осадка с электродов, стабилизация по току, таймер), мощность 1,2 кВт; Кабель для подключения атмосферостойкий общей длиной 50 м; Паспорт и инструкция по эксплуатации.

СПЕЦИФИКАЦИЯ

Сроки изготовления и поставки: 100 рабочих дней. Гарантия 12 месяцев.

Дезинфицируем установками Альфа быстро и мобильно!

Материалы, опубликованные на сайте защищены согласно закону об авторских правах Закон РФ от 9 июля 1993 г. N 5351-I "Об авторском праве и смежных правах" (с изменениями от 19 июля 1995 г., 20 июля 2004 г.) и не могут быть использованы без разрешения автора. 

Ключевые слова: Альфа, очистка воды, очистка сточных вод, сток, очистные сооружения, промышленный сток, электрохимическая, электрод,  очистка стоков , деструкция, электролиз, хлор, гипохлорит