HomeΆρθρα

Απολύμανση πόσιμου νερού και επεξεργασία λυμάτων και αποβλήτων με ηλεκτροχλωρίωση

Απολύμανση πόσιμου νερού και επεξεργασία λυμάτων και αποβλήτων με ηλεκτροχλωρίωση

Είμαστε γνώστες κλασικών μεθόδων οξείδωσης με βασικούς παράγοντες το χλώριο και το όζον χωρίς να παραβλεφθεί η UV ακτινοβολία που έχει τελευταία διαδοθεί.

Tο χλώριο όμως, είναι το πλέον διαδεδομένο οξειδωτικό για την απολύμανση του νερού και των επεξεργασμένων λυμάτων και αποβλήτων, υπό την μορφή διαλυμένου αερίου χλωρίου στο νερό, σύμφωνα με την εξίσωση

Cl2 +H2O <->  HCl και συνοδεύεται με την παράλληλη αντίδραση HCL0  <-> C10+ H2.   Η παραπάνω ισορροπία εξαρτάται από το pH.  Όταν αυτό έχει τιμή ˂2 το χλώριο βρίσκεται σε μοριακή μορφή ενώ με τιμή 5 το χλώριο απαντάται σε μορφή HCL0 ενώ σε τιμή  ˃10 όλο το χλώριο βρίσκεται σε μορφή ιόντων C10.

Η καλύτερη αντιβακτηριδιακή μορφή του χλωρίου είναι όταν το συναντάμε σε μορφή HCLO, δηλαδή ελεύθερο ενεργό χλώριο, που είναι πολύ δραστικό αν και όχι μετρήσιμο.

Το χλώριο επίσης αντιδρά με τα νιτρικά και την αμμωνία για την απομάκρυνση του αζώτου.

Παράγονται έτσι:

  • Μονοχλωραμίνες
  • Διχλωραμίνες
  • Τριχλωραμίνες
  • Άζωτο και υδροχλωρικό

Η ηλεκτρολυτική απονιτροποίηση εφαρμόζεται με άριστα αποτελέσματα για την αφαίρεση αμμωνίας και αζώτου.

Η Ηλεκτρολυτική μέθοδος απονιτροποίησης δεν απαιτεί δεξαμενές αερόβιας νιτροποίησης όπως στην περίπτωση της βιολογικής επεξεργασίας (νιτροποιητικά εύτροφα  βακτηρίδια), και δεν επηρεάζεται από:

  • Θερμοκρασία
  • pH
  • Διαλυμένο οξυγόνο (D.O.)
  • Συγκεντρώσεις τοξικών

Το όζον (Ο2) είναι ο πλέον δυνατός οξειδωτικός παράγων για την επεξεργασία του πόσιμου νερού, και παράγεται κατά την διάρκεια ηλεκτρόλυσης διαλύματος NaCL κάτω από υψηλό ηλεκτρικό δυναμικό. Η παρουσία [ΟΗ] κατά την ηλεκτρόλυση ελευθερώνει το μόριο του όζοντος. Αυτή η αντίδραση είναι λιγότερο επιλεκτική λόγω της κινητικής των αντιδράσεων που είναι μεταβλητές και εξαρτώνται από το προϊόν της οξείδωσης.

Η δράση του όζοντος είναι άκρως ακαριαία αλλά και αποτελεσματική.

Το διοξείδιο του χλωρίου [CLO2] είναι παράγωγο του χλωρίου και πολύ μεγάλου βαθμού οξειδωτικό, σύμφωνα με την εξίσωση

ClO2 +5e   ->   Cl +202-

To διοξείδιο του χλωρίου είναι αργό στην αντίδραση του με το νερό και ανάλογα με τη χρήση προκαλεί οξείδωση (πλεονάζων CL02 ) ή χλωρίωση (ανεπάρκεια CL02 ).

Είναι επίσης ευαίσθητο στην φωτοχημική μεταλλαγή.

Το γνωστό σε όλους υποχλωριώδες Νάτριο (NaOCL), με την εμπορική ονομασία ΧΛΩΡΙΝΗ, όταν διαλυθεί στο νερό διαχωρίζεται σε:

NaOCL <->  C10 + Na+

 

Το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2)είναι εξίσου ένα δυνατό οξειδωτικό που διασπάται στο νερό με βάση την ακόλουθη εξίσωση:

H2O + H2O  <->  HO2 + H3O+

Ο συνδυασμός με το όζον προκαλεί μια αργή αντίδραση που επιδρά με τα ιόντα HO2 παράγοντας υδροξειλικές ρίζες ΟΗο σύμφωνα με την αντίδραση: 2032Ο2  ->  20Ηο +302.

ΗΛΕΚΤΡΟΧΛΩΡΙΩΣΗ

H ηλεκρτοχλωρίωση είναι μια νέα τεχνική που επιτρέπει την παραγωγή Υποχλωριώδους από διάλυμα χλωριούχου νατρίου (ΝaCL), ακόμα και επιτόπου της εφαρμογής με ειδικό εξοπλισμό. Η βασική αντίδραση που σημειώνεται είναι:

2NaCl + H2O <-> NaCl  + NaClO + H2

Δημιουργούνται βασικές αντιδράσεις στο Ανόδιο (+) και στο Καθόδιο (-) και άλλες παράλληλες αντιδράσεις, όπως οξείδωση των ΟΗ στην άνοδο και αναγωγή του ClO στην κάθοδο.

Οι ηλεκτροχημικές αντιδράσεις κατά την ηλεκτρόλυση άλμης και οργανικών ουσιών, εξαρτώνται από:

  • Συγκέντρωση οργανικών
  • Συγκέντρωση NaCl
  • pH διαλύματος
  • Ισχύ ηλεκτρικού ρεύματος (Volts, amperes)

Oι ρίζες ΟΗ, Ο και Cl0H έχουν μικρό χρόνο ζωής, είτε μετασχηματιζόμενες είτε οξειδώνοντας τρίτα στοιχεία, κάτι που λέγεται ΑΜΕΣΗ ΟΞΕΙΔΩΣΗ, ενώ τα αρχικώς Cl2, O2  και δευτερευόντως Cl02,O3  και H2O2 που παράγονται από την καταστροφή των ριζών, έχουν μεγάλο χρόνο ζωής και διαχέονται μεταφερόμενα μακριά από τα ηλεκτρόδια, συνεχίζοντας την οξειδωτική τους δράση που λέγεται ΕΜΜΕΣΗ ΟΞΕΙΔΩΣΗ.

Το Υποχλωριώδες που παράγεται από την Ηλεκτρόλυση, είναι το μόνο ΑΒΛΑΒΕΣ για τον άνθρωπο απολυμαντικό, αφού τα συνήθη παράγωγα της χλωρίνης έχουν βρεθεί καρκινογόνα για τον οργανισμό του ανθρώπου και υπάρχει η τάση της κατάργησης τους.

Θεωρείται ακόμα και φάρμακο αφού σε μορφή spray χρησιμοποιείται για την επούλωση των πληγών και για δερματικές παθήσεις. Άρα δεν υπάρχει λόγος της απαγόρευσης της χρήσης του κατευθείαν στον άνθρωπο.

Σήμερα έχουν εκδοθεί αριθμοί ECHA (European Chemical Association) για χρήση απολύμανσης επιφανειών και χώρων και  για απολύμανση νερού  ενώ θεωρείται ΕΞΟΛΟΘΡΕΥΤΗΣ για τους ιούς και τον COVID-19. Σε αρκετές χώρες (ΗΠΑ, Mεγάλη Βρετανία, Βιετνάμ, Ρουμανία κλπ) χρησιμοποιείται ευρέως ως φάρμακο και ως απολυμαντικό σε μορφή spray αλλά και σε συσκευές νέφωσης (FOGGING) και σε τούνελ απολύμανσης.

Μηχάνημα παραγωγής HOCL

 

Μηχάνημα απολύμανσης πόσιμου νερού  σε οικισμό στην Κάρυστο (πειραματικό)

Παν. Χ. Μεταξάτος

Πολ. Μηχανικός – Υγειονολόγος

ΕΛΙΚΩΝΟΣ 12 15234 ΧΑΛΑΝΔΡΙ

τηλ. 2106839483,4 κιν. 6944310084

E-mail: info@hydrema.gr