[发明专利]消毒副产物减少型高效次氯酸钠发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及在水处理工程进行利用的次氯酸钠发生装置，更加详细内容是在现场对盐水进行电分解，生产遮焰溶液，无需另外的液化氯储存设备或防灾设施，是有关以高压气体安全管理法的非规制对象，可确保安装及运营柔软性的现场发生型氯消毒装置-消毒副产物减少型的高效次氯酸钠发生装置。

背景技术

在净水厂投入的氯是为了控制微生物及管网上的微生物，在净水厂内注入氯是必须的，也是非常重要的。

但是，现有的液化气体状态的氯具有致命的有毒性及安全性问题点，对盐水进行电分解，定量注入次氯酸钠的系统正快速替代现有氯消毒相关设备。

向来以普通有隔膜方式的次氯酸钠发生装置上的有隔膜电解槽如图1及图2所示，根据阳离子交换膜(16)，区划为阳极室(12)与阴极室(14)，阳极室(12)安装阳极，阴极室(14)安装阴极而构成。另外，阳极室(12)与阴极室(14)各自与阳极水储存槽(20)及阴极水储存槽(30)进行连接。

此种阳极室(12)循环向阳极水储存槽(20)流入的饱和氯化钠水溶液，阴极室(14)循环向阴极水储存槽(30)流入的纯水。另外，阳极水与阴极水流入有隔膜电解槽进行循环时，如果向阳极与阴极供应直流电流，在有隔膜电解槽内部实现电解反应。

通过电解反应，阳极中，氯离子(Cl-)通过电分解反应形成氯(Cl2)，通过阳离子交换膜(16)，在阳极室(12)，钠离子(Na+)传入阴极室(14)。另外，阴极中，通过水(H2O)的电分解反应形成氢气(H2)与氢氧化电离子(OH-)，氢氧化电离子(OH-)与从阳极传入的钠离子(Na+)相遇，生成氢氧化钠(NaOH)。

2Cl-→Cl2+2e-(阳极反应)

H2O+2e-→1/2H2+OH-(阴极反应)

像这样，在阳极室生成的氯气(Cl2)与在阴极室生成的氢氧化钠(NaOH)在气液接触部位(40)相遇生成次氯酸钠(NaOCl)。

Cl2+2NaOH→NaOCl+NaCl+H2O(气液接触反应)

但是，利用此种有隔膜方式的次氯酸钠发生装置时，阳极中，通过电解反应的副反应生成氧(O2)，发生氢离子(H+)，通过与存在于氯化钠水溶液中的氯离子(Cl-)相遇形成盐酸(HCl)的反应，pH会降低。另外，阴极中，如上述相同，生成的氢氧化钠(NaOH)，pH会增加。

H2O→2H++1/2O2+2e-(阳极副反应)

因此，如果减少副反应，提高对氯的电流效率，相对来说，pH会小幅度下降，增加氯的发生量。但是，如果增加对氯的电流效率时，由于氯性状的一部分会以次氯酸(HOCl)的形状融化到阳极水里，所以减少移送到气液接触部位(40)的氯气(Cl2)的量，也是会降低效率的(pH1时，Cl2∶HOCl＝80∶20，pH2时，Cl2∶HOCl＝30∶70，pH3时，Cl2∶HOCl＝10∶90)。

所以，为了提高次氯酸钠的生成效率，提高对氯的电流效率，同时有必要最大限度降低阳极水的pH。

另外，根据气液反应生成次氯酸钠时，如上述气液接触反应式所示，以化学量论比Cl2∶NaOH＝1∶2进行反应。但是，氢氧化钠(NaOH)的量不足时，根据再酸化反应，形成副产物-氯酸(ClO3-)。所以，为了减少此种副产物的发生，需要符合化学量论上的物质收支，此时，需要增加注入氢氧化钠(NaOH)。

像这样，在现有工程中，由于为了提高阳极的氯发生效率，在气液接触反应上符合物质平衡，需要增加注入盐酸(HCl)与氢氧化钠(NaOH)的药品，所以具有使用化学药品的危险性及高费用的缺点。

发明内容

本发明作为根据有隔膜电解槽，生成次氯酸钠的次氯酸钠发生装置，提高阳极的氯发生效率，在气液接触时，符合物质平衡，提供可将副产物-氯酸(ClO3-)的发生进行最小化的消毒副产物减少型高效次氯酸钠发生装置。

本发明作为供应向有隔膜方式的次氯酸钠发生装置利用盐生成的化学药品，提供安全性及经济性优秀的消毒副产物减少型高效次氯酸钠发生装置。