電解食鹽水制次氯酸鈉與消毒原理電解食鹽水制次氯酸鈉與消毒原理 一、概述 目前，從水體消毒的種類來說，有氯氣、次氯酸鈉、漂白粉、二氧化氯、三氯異氰尿酸、雙氧水、臭氧等 藥劑和方式，此外還有碘水、高價氧化水、紫外線消毒等一些手段。 在所有的消毒劑中，盡管氯氣最為經濟，但是，由于氯氣運輸、管儲方面的不安全；而且在投加上氣 體同水體的溶解性較低，氯氣瓶氣壓不斷變化，存在投加計量不夠準確的問題；加之，氯氣等氣體的極強 擴散性對環(huán)境存在毒害作用，游離氯的高活性同許多有機物容易形成諸如三氯甲烷、四氯化碳、二惡因等 一類致癌的氯代有機化合物，造成環(huán)境的第二次污染，故而，取消液氯的主張越來越多，也日益受到人們 的關注。在國外，諸如美國、德國、日本等發(fā)達國家就相當限制氯氣的使用，尤其是公用場所和自來水廠主要 以使用次氯酸鈉液體來進行消毒。氯氣主要用于大型污水處理中最后的尾水排放消毒。 眾所周知，次氯酸鈉液是一種非天然存在的強氧化劑。它的殺菌效力同氯氣相當，屬于真正高效、廣 譜、安全的強力滅菌、殺病毒藥劑。已經廣泛用于包括自來水、中水、工業(yè)循環(huán)水、游泳池水、醫(yī)院污水 等各種水體的消毒和防疫消殺。 同其他消毒劑相比較，次氯酸鈉液非常具有優(yōu)勢。它清澈透明，互溶于水，徹底解決了象氯氣、二氧 化氯、臭氧等氣體消毒劑所存在的難溶于水而不易做到準確投加的技術困難，消除了液氯、二氧化氯、臭 氧等藥劑時常具有的跑、泄、漏、毒等安全隱患，消毒中不產生有害健康和損害環(huán)境的副反應物，也沒有 漂白粉使用中帶來的許多沉淀物。正因為有這些特性，所以，它消毒效果好，投加準確，操作安全，使用 方便，易于儲存，對環(huán)境無毒害、不產生第二次污染，還可以任意環(huán)境工作狀況下投加。 但是，由于次氯酸鈉液不易久存（有效時間大約為一年），加之從工廠采購需大量容器，運輸繁瑣不 便，而且工業(yè)品存在一些雜質，溶液濃度高也更容易揮發(fā)，因此，次氯酸鈉多以發(fā)生器現(xiàn)場制備的方式來 生產，以便滿足配比投加的需要。 單就次氯酸鈉發(fā)生器來說，國家已于 1990 年 1 月 12 日發(fā)布了 GB 12176-1990 國家標準。是一種已經 認可、技術非常成熟、工作十分穩(wěn)定、并有權威資料可查詢的產品。諸多實際應用已經證明，次氯酸鈉發(fā) 生器是一種運行成本很低、藥物投加準確、消毒效果極佳的設備。目前，次氯酸鈉發(fā)生器作為一種安全實 效的常規(guī)水處理設備已引起全社會各個部門的高度重視。
二、次氯酸鈉發(fā)生器工作原理 次氯酸鈉發(fā)生器是一套由低濃度食鹽水通過通電電極發(fā)生電化學反應以后生成次氯酸鈉溶液的裝置。 通電后 H2O 在陰極表面放電生成 OH-和 H2 ，Cl-則在陽極表面放電生成 Cl2，然后 Cl2與 OH-反應生成 CLO-。 電極反應：陽極：2Cl- - 2e → Cl2 陰極：2H+ + 2e → H2 溶液反應： 2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O 其總反應表達如下：NaCl + H2O → NaClO + H2↑ 工作時，首先接通電源，將普通鹽通過加鹽口加入化鹽裝置，啟動自配水開關，設備自動把鹽化開， 化成 25%濃度的鹽水；設備工作時，經配兌好的鹽水按設定流量和干凈的水一起通過由陰陽極組成的夾層 式電解槽 ，次氯酸鈉生成器開始工作。這樣，整個設備就生產出了標準的次氯酸鈉液體。 三、次氯酸鈉的消毒及氧化原理 次氯酸鈉的滅菌殺病毒原理大致有如下三種作用方式： 次氯酸的作用、新生氧作用和氯化作用。 次氯酸鈉消殺最主要的作用方式是通過它的水解形成次氯酸，次氯酸再進一步分解形成新生態(tài)氧[O]， 新生態(tài)氧的極強氧化性使菌體和病毒上的蛋白質等物質變性，從而致死病源微生物。其實，氯氣消毒的原 理也主要是以產生出次氯酸，然后釋放出新生態(tài)氧[O]的方式。
根據化學測定，PPM 級濃度的次氯酸鈉在水里幾乎是完全水解成次氯酸，其效率高于 99.99%。其過程可 用化學方程式簡單表示如下： NaClO + H2O ＝ HClO + NaOH HClO → HCl + [O] 其次，次氯酸在殺菌、殺病毒過程中，不僅可作用于細胞壁、病毒外殼，而且因次氯酸分子小，不帶電 荷，還可滲透入菌（病毒）體內，與菌（病毒）體蛋白、核酸、和酶等有機高分子發(fā)生氧化反應，從而殺 死病原微生物。 R-NH-R + HClO → R2NCl + H2O 同時，次氯酸產生出的氯離子還能顯著改變細菌和病毒體的滲透壓，使其細胞喪失活性而死亡。 此外，次氯酸鈉還能夠分解蔬菜、水果等農副產品上所殘存的微量農藥。絕大多數(shù)農藥都是由有機物組 成的，次氯酸鈉所釋放出來的新態(tài)氧能氧化分解掉這些物質。這無疑對現(xiàn)代農業(yè)、果蔬包裝業(yè)的發(fā)展具有 重大推動作用。 還有值得肯定的是，由于次氯酸鈉發(fā)生器所生產的消毒液中不象氯氣、二氧化氯等消毒劑在水中產生游 離氯，所以一般難以形成因存在游離氯而生成不利于人體健康的致癌物質；也不象臭氧那樣只要空氣中存 在很微弱的量（0.001mg/m3）便會對生命造成損傷和毒害；而且，還不會象氯氣同水反應會最后形成鹽酸 那樣，對金屬管道造成嚴重腐蝕。 |
