Обеззараживание воды гипохлоритом натрия

Трудности, связанные с хранением и транспортировкой на значительное расстояние токсичного хлора обусловили недостатки метода хлорирования воды.

Возможность утечки хлора на базисных складах водоочистных комплексов, размещенных вблизи населенных пунктов, осложняет, а иногда делает невозможным использование этого метода обеззараживания воды.

Одним из наиболее перспективных способов обеззараживания питьевых вод на водоочистных комплексах является использование гипохлорита натрия (NaC), получаемого на месте потребления путем электролиза растворов поваренной соли или минерализованных вод, содержащих не менее 50 мг/л хлоридов. Электрохимический способ получения гипохлорита натрия основан на получении хлора и его взаимодействии со щелочью в одном и том же аппарате - электролизере.

Промышленность серийно выпускается унифицированный ряд непроточных электролизных установок типа ЭН производительностью 1-100 кг активного хлора в сутки. Для небольших водоочистных установок рекомендуется электролизеры ВИЭСХ (0,1-0,2 кг/сут. хлора), а также электролизеры ЭН-1 и ЭН-5 производительностью 1 и 5 кг активного хлора в сутки. При необходимости можно осуществлять централизованное получение гипохлорита натрия на одном из пунктов с последующей поставкой его к отдельным потребителям. В этом случае могут применяться установки ЭН-25 или ЭН-100 производительностью 25 и 100 кг активного хлора в сутки. Число электролизеров должно быть не более трех, из которых один резервный.

1 -сборный бак; 2 - отвод раствора гипохлора к дозатору; 3,10 - отвод и подача охлаждающей воды;4 - отвод готового раствора; 5-регулирующий вентиль; 6 - бачок постоянного уровня; 7 - подача раствора поваренной соли; 8 - бак-дозатор; 9 - сифон; 11-электролизер

Электролизная установка непроточного типа состоит из следующих основных узлов: бака для растворения соли, электролизера с зонтом вытяжной вентиляции, бака-накопителя гипохлорида натрия, выпрямительного агрегата и элементов автоматики. Она работает следующим образом. В растворный бак загружают поваренную соль, заливают воду и с помощью насоса перемешивают до получения насыщенного (280-300 г/л) раствора поваренной соли. Затем раствор с помощью насоса передают в электролизер, где разбавляют водопроводной водой до рабочей концентрации (100-120 мг/л). Готовый раствор сливают в бак-накопитель, откуда дозируют в обрабатываемую воду. Технологические характеристики эликтролизеров непроточного типа приведены в таблице 1.

Показатель	Значения показателя для установки
	ЭН-1	ЭН-5	ЭН-25	ЭН -100
Производительность по активному хлору, кг/сут
Токовая нагрузка, А	60-70	60-70	120-140	400-450
Рабочее напряжение, В	40-42	40-42	55-65	220-230
Концентрация активного хлора в растворе, г/л	6-7	6-7	10-12	10-12
Расход на 1 кг активного хлора: Соли, кг	15-13	15-13	10-8	8-9
Электроэнергии, кВ-ч	6-7,5	6-7,5	8-9	10-12
Объем электролитической ванны, м^3	0,4	0,4		2,9
Производительность по активному хлору за 1 цикл, кг	0,33-0,25	2,4-2,6	10-12	25-33,3
Продолжительность 1 цикла, ч	0,75-0,9	7-8	10-12	5-6
Рекомендуемое число циклов в сутки	3-5			2-4

Эликтролизеры следует устанавливать в отдельном помещении. Допускается совместное расположение в одном помещении эликтролизера и бака-накопителя гипохлорита натрия. Раствор гипохлорита натрия должен поступать в бак-накопитель самотеком, для чего перепад высот между сливным патрубком эликтролизера и баком-накопителем должен быть не менее 0,1-0,2 м.

Обеззараживание воды на установках производительностью до 5 тыс. м³/сут может быть достигнуто прямым ее эликтролизом при исходном содержании хлоридов не менее 20 мг/л и жесткости до 7 мг экв/л. По Г.Л. Медришу, процесс протекает в два этапа: электрохимическое получение окислителей и их смешивание с обеззараживаемой водой. Одним из основных факторов прямого электролиза является вид применяемого анода; оптимальны платино-титановые аноды (ПТА) и оксидно-рутениевые аноды (ОРТА).

Промышленность серной выпускает установки прямого электролиза «Поток» с анодами из диоксида рутения и катодами из титана, которые чередуются с зазорами между пластинами 3мм. Установка состоит из электролизера, блок питания и замкнутого контура. Электролизер выполнен в форме параллелепипеда, внутри которого размещён пакет электродов. Кислотный контур предназначен для периодической промывки аппарата 3-5%-ный раствором кислоты для борьбы с катодным солеотложением. При одноразовом проходе под давлением обрабатываемой воды снизу вверх в межэлектродном пространстве электролизера обеспечивается её обеззараживание, величена остаточного хлора в воде через 30 минут контакта составляет 0,3-0,5 мг/л. В таблице 2 приведены параметры рабочей установки «Поток».

Таблица 2.

Параметры	Значения параметров при содержании хлоридов в исходной воде, мг/л
	20-50	50-100	100-200
Доза хлора, г/м^3
Производительность, м3/ч, при коэффициенте выхода хлора на току:
0,2	5-7	8-10	9-11
0,4	8-9	11-13	14-16
0,6	11-12	15-17	20-23
0,8	14-16	20-24	28-32
Напряжение, В	8-11	6-8	-
Анодная плотность тока, А/м^2		80-100
Межэлектродное рас­стояние, мм		3-5	4-6

Как показали расчеты и практика, обеззараживание подземных вод предпочтительно производить прямым эликтролизом в рамках применимости данного метода.

Дата добавления: 2014-01-07