[發明專利]消毒副產物減少型高效次氯酸鈉發生裝置

有效

• 申請號: 201280060461.7
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN104114496A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 鄭鵬逸;金正植;申賢秀;裵相植;李靖;李永宰
• 申請（專利權）人: 泰可源株式會社;韓國水資源公社
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/50;C25B1/26
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明涉及在水處理工程進行利用的次氯酸鈉發生裝置，更加詳細內容是在現場對鹽水進行電分解，生產遮焰溶液，無需另外的液化氯儲存設備或防災設施，是有關以高壓氣體安全管理法的非規制對象，可確保安裝及運營柔軟性的現場發生型氯消毒裝置-消毒副產物減少型的高效次氯酸鈉發生裝置。

背景技術

在凈水廠投入的氯是為了控制微生物及管網上的微生物，在凈水廠內注入氯是必須的，也是非常重要的。

但是，現有的液化氣體狀態的氯具有致命的有毒性及安全性問題點，對鹽水進行電分解，定量注入次氯酸鈉的系統正快速替代現有氯消毒相關設備。

向來以普通有隔膜方式的次氯酸鈉發生裝置上的有隔膜電解槽如圖1及圖2所示，根據陽離子交換膜(16)，區劃為陽極室(12)與陰極室(14)，陽極室(12)安裝陽極，陰極室(14)安裝陰極而構成。另外，陽極室(12)與陰極室(14)各自與陽極水儲存槽(20)及陰極水儲存槽(30)進行連接。

此種陽極室(12)循環向陽極水儲存槽(20)流入的飽和氯化鈉水溶液，陰極室(14)循環向陰極水儲存槽(30)流入的純水。另外，陽極水與陰極水流入有隔膜電解槽進行循環時，如果向陽極與陰極供應直流電流，在有隔膜電解槽內部實現電解反應。

通過電解反應，陽極中，氯離子(Cl-)通過電分解反應形成氯(Cl2)，通過陽離子交換膜(16)，在陽極室(12)，鈉離子(Na+)傳入陰極室(14)。另外，陰極中，通過水(H2O)的電分解反應形成氫氣(H2)與氫氧化電離子(OH-)，氫氧化電離子(OH-)與從陽極傳入的鈉離子(Na+)相遇，生成氫氧化鈉(NaOH)。

2Cl-→Cl2+2e-(陽極反應)

H2O+2e-→1/2H2+OH-(陰極反應)

像這樣，在陽極室生成的氯氣(Cl2)與在陰極室生成的氫氧化鈉(NaOH)在氣液接觸部位(40)相遇生成次氯酸鈉(NaOCl)。

Cl2+2NaOH→NaOCl+NaCl+H2O(氣液接觸反應)

但是，利用此種有隔膜方式的次氯酸鈉發生裝置時，陽極中，通過電解反應的副反應生成氧(O2)，發生氫離子(H+)，通過與存在于氯化鈉水溶液中的氯離子(Cl-)相遇形成鹽酸(HCl)的反應，pH會降低。另外，陰極中，如上述相同，生成的氫氧化鈉(NaOH)，pH會增加。

H2O→2H++1/2O2+2e-(陽極副反應)

因此，如果減少副反應，提高對氯的電流效率，相對來說，pH會小幅度下降，增加氯的發生量。但是，如果增加對氯的電流效率時，由于氯性狀的一部分會以次氯酸(HOCl)的形狀融化到陽極水里，所以減少移送到氣液接觸部位(40)的氯氣(Cl2)的量，也是會降低效率的(pH1時，Cl2∶HOCl＝80∶20，pH2時，Cl2∶HOCl＝30∶70，pH3時，Cl2∶HOCl＝10∶90)。

所以，為了提高次氯酸鈉的生成效率，提高對氯的電流效率，同時有必要最大限度降低陽極水的pH。

另外，根據氣液反應生成次氯酸鈉時，如上述氣液接觸反應式所示，以化學量論比Cl2∶NaOH＝1∶2進行反應。但是，氫氧化鈉(NaOH)的量不足時，根據再酸化反應，形成副產物-氯酸(ClO3-)。所以，為了減少此種副產物的發生，需要符合化學量論上的物質收支，此時，需要增加注入氫氧化鈉(NaOH)。

像這樣，在現有工程中，由于為了提高陽極的氯發生效率，在氣液接觸反應上符合物質平衡，需要增加注入鹽酸(HCl)與氫氧化鈉(NaOH)的藥品，所以具有使用化學藥品的危險性及高費用的缺點。

發明內容

本發明作為根據有隔膜電解槽，生成次氯酸鈉的次氯酸鈉發生裝置，提高陽極的氯發生效率，在氣液接觸時，符合物質平衡，提供可將副產物-氯酸(ClO3-)的發生進行最小化的消毒副產物減少型高效次氯酸鈉發生裝置。

本發明作為供應向有隔膜方式的次氯酸鈉發生裝置利用鹽生成的化學藥品，提供安全性及經濟性優秀的消毒副產物減少型高效次氯酸鈉發生裝置。