Ein Natriumhypochlorit-Generator arbeitet nach dem Verfahren der Elektrochlorierung: Aus Wasser, gewöhnlichem Salz und Strom entsteht Natriumhypochlorit (NaOCl). Die Sole (oder Meerwasser) strömt durch eine Elektrolysezelle, in der Gleichstrom die Elektrolyse auslöst. Dabei entsteht unmittelbar Natriumhypochlorit, ein starkes Desinfektionsmittel. Es wird anschließend in der erforderlichen Konzentration in das Wasser dosiert, um dieses zu desinfizieren oder Algenbildung und Biofouling zu verhindern.
Im Elektrolyseur fließt der Strom über Anode und Kathode durch die Salzlösung, die den Strom gut leitet; so wird die Natriumchloridlösung elektrolysiert.
)-Gas, während an der Kathode Natriumhydroxid (NaOH) und Wasserstoff (H
)-Gas entstehen.
Das Chlor reagiert weiter mit dem Hydroxid zu Natriumhypochlorit (NaOCl). Vereinfacht lässt sich diese Reaktion so schreiben
Die erzeugte Lösung hat einen pH-Wert zwischen 8 und 8,5 und eine äquivalente Chlorkonzentration von höchstens unter 8 g/l. Sie ist sehr lange haltbar und damit gut lagerfähig.
Nach der Dosierung in den Wasserstrom ist keine pH-Korrektur nötig, wie sie bei Natriumhypochlorit aus dem Membranverfahren häufig verlangt wird. Die Natriumhypochloritlösung reagiert in einem Gleichgewicht und bildet unterchlorige Säure
Für 1 kg Chloräquivalent aus einem Natriumhypochlorit-Generator vor Ort werden 4,5 kg Salz und 4 Kilowattstunden Strom benötigt. Die fertige Lösung enthält rund 0,8 % (8 Gramm/Liter) Natriumhypochlorit.
Der Hauptstoff, gewöhnliches Salz, ist ungiftig und einfach zu lagern. Der Elektrochlorinator liefert die Wirkung von Chlor, ohne dass Gefahrstoffe gelagert oder gehandhabt werden müssen.
Für die Elektrolyse braucht es nur Wasser, gewöhnliches Salz und Strom. Die gesamten Betriebskosten eines Elektrochlorinators liegen unter denen herkömmlicher Chlorierungsverfahren.
Vor Ort erzeugtes Natriumhypochlorit zersetzt sich nicht wie handelsübliches Natriumhypochlorit. Die Dosierung muss deshalb nicht täglich an die Stärke der Lösung angepasst werden.
Zugelassenes Desinfektionsverfahren nach den Trinkwasservorschriften
– eine Alternative zu Chlorgasanlagen mit geringeren Sicherheitsauflagen.
Die Erzeugung von Natriumhypochlorit vor Ort erlaubt es dem Betreiber, nur so viel herzustellen, wie gebraucht wird, und genau dann, wenn es gebraucht wird.
Gegenüber 12,5-prozentigem Natriumhypochlorit senkt der Einsatz von Salz und Wasser den CO2-Ausstoß auf ein Drittel. Die von unserem System erzeugte Lösung mit unter 1 % Konzentration ist harmlos und gilt als nicht gefährlich. Das bedeutet weniger Sicherheitsschulungen und mehr Arbeitssicherheit.
Reaktionsbehälter der Natriumhypochlorit-Erzeugung: Vor Ort aus synthetischer Sole oder Meerwasser erzeugtes Natriumhypochlorit schützt Anlagen sehr wirksam vor mikrobiologischem Bewuchs und hält Algen und Krebstiere in Schach. Die kompakten Elektrochlorinatoren von FHC eignen sich ideal zur Wasserdesinfektion bei Katastrophen wie Erdbeben, Überschwemmungen oder Epidemien. Elektrochlorinatoren sind für die Trinkwasserdesinfektion am Verbrauchsort in ländlichen Gebieten und Dörfern ausgelegt.
Der wirtschaftliche Aspekt ist zwar der wichtigste Vorteil von vor Ort erzeugtem Natriumhypochlorit gegenüber anderen Formen der Chlorierung, die technischen Vorteile wiegen jedoch noch schwerer.
Die folgenden Probleme treten beim Einsatz von flüssigem Natriumhypochlorit in Industriequalität auf. Dieses enthält eine hohe Konzentration (10-12 %) an aktivem Chlor und wird hergestellt, indem Chlorgas in Natronlauge (Natriumhydroxid) eingeleitet wird. Üblich ist auch die Bezeichnung Flüssigchlor.
KorrosionDie Korrosion durch handelsüblich hergestelltes Hypochlorit ist ein Problem, weil sie die Anlagentechnik angreift. Eine 10- bis 15-prozentige Hypochloritlösung ist wegen ihres hohen pH-Werts und der hohen Chlorkonzentration sehr aggressiv. Aufgrund dieser Aggressivität findet die Hypochloritlösung jede Schwachstelle im Rohrleitungssystem und kann zu Leckagen führen. Ein Natriumhypochlorit-Generator vor Ort ist deshalb die klügere Wahl.
VerkalkungDie Bildung von Calciumcarbonat-Ablagerungen ist ein weiteres Problem beim Einsatz von flüssigem Hypochlorit in Industriequalität zur Chlorierung. Dieses hat einen hohen pH-Wert. Wird die stark alkalische Hypochloritlösung mit Verdünnungswasser gemischt, steigt der pH-Wert des Mischwassers über 9. Das im Wasser enthaltene Calcium reagiert und fällt als Calciumcarbonat aus. Rohre, Ventile und Schwebekörper-Durchflussmesser können verkalken und ihre Funktion verlieren. Es wird empfohlen, flüssiges Hypochlorit in Industriequalität nicht zu verdünnen und im System die kleinsten Rohrleitungen zu verwenden, die der Durchfluss zulässt.
GasbildungEin weiterer Punkt bei Hypochlorit in Industriequalität ist die Gasbildung. Hypochlorit verliert mit der Zeit an Stärke und setzt beim Zerfall Sauerstoff frei. Die Zerfallsrate steigt mit Konzentration, Temperatur und der Anwesenheit von Metallkatalysatoren.
ArbeitssicherheitEine kleine Leckage in den Hypochlorit-Zuleitungen führt dazu, dass das Wasser verdunstet und dabei Chlorgas frei wird.
ChloratbildungDer letzte kritische Punkt ist die mögliche Bildung von Chlorat-Ionen. Natriumhypochlorit zersetzt sich mit der Zeit zu Chlorat-Ionen (ClO3-) und Sauerstoff (O
). Wie schnell die Hypochloritlösung zerfällt, hängt von ihrer Konzentration, der Temperatur und der Anwesenheit von Metallkatalysatoren ab.
Der Zerfall von handelsüblichem Natriumhypochlorit verläuft im Wesentlichen auf zwei Wegen:
a). Bildung von Chloraten durch den hohen pH-Wert, 3NaOCl= 2NaOCl+NaClO3.
b). Chlorverlust durch Verdunstung bei steigender Temperatur.
Bei gegebener Konzentration und Temperatur hat das höher konzentrierte Produkt daher nach einiger Zeit weniger verfügbares Chlor als das schwächer konzentrierte, weil es schneller zerfällt. Die American Water Works Association Research Foundation (AWWARF) kam zu dem Schluss, dass der Zerfall von konzentriertem Bleichmittel (NaOCl) die wahrscheinlichste Quelle der Chloratbildung ist. Eine hohe Chloratkonzentration ist im Trinkwasser nicht wünschenswert.
| Produktform | pH-Stabilität | Verfügbares Chlor | Form |
|---|---|---|---|
| Cl₂-Gas | Niedrig | 100% | Gas |
| Natriumhypochlorit (handelsüblich) | 13+ | 5-10% | Flüssig |
| Calciumhypochlorit, granuliert | 11.5 | 20% | Fest |
| Natriumhypochlorit (vor Ort) | 8.7-9 | 0.8-1% | Flüssig |
Welches Desinfektionsmittel ist nun das richtige?
— Zu gefährlich in der Handhabung und in Wohngebieten nicht sicher. Meist ist es ohnehin nicht verfügbar.
— Calciumhypochlorit ist wirksam, aber das Anmischen, Absetzenlassen und Entsorgen des Schlamms ist sehr schmutzig und umständlich und verdreckt den ganzen Bereich. Zudem zieht Chlorkalk in der Regenzeit oder in feuchter Umgebung Feuchtigkeit, gibt Chlorgas ab und verliert dadurch an Stärke.
— Flüssigchlor bzw. Natriumhypochlorit ist sehr wirksam. Es liegt flüssig vor und ist daher leicht zu handhaben. Das handelsübliche Flüssigchlor ist jedoch nicht nur teuer, sondern verliert mit der Zeit seine Stärke und wird zu Wasser. Die Gefahr des Verschüttens ist ein verbreitetes Problem.
—Sehr wirksam, wirtschaftlich, sicher und einfach in Herstellung und Anwendung. Diese Technik setzt sich derzeit in den meisten Ländern durch.
Wir bieten Natriumhypochlorit-Generatoren, die sehr wirksam, preiswert, sicher und einfach in Herstellung und Anwendung sind. Wenn Sie weitere Informationen oder technische Unterstützung zum Natriumhypochlorit-Generator benötigen, sprechen Sie uns jederzeit an.