Обеззараживание воды гипохлоритом натрия
Проблема обеззараживания природных вод возникла в 80 – е годы XIX века после установления истинной причины появления водных инфекций. В настоящее время хорошо известно, что вода может быть источником распространения тяжелых инфекционных заболеваний и естественно, что профилактика этих заболеваний является одной из важнейших проблем в комплексе санитарно-гигиенических мероприятий проводимых на станциях водоподготовки и водоотведения. В статье мастер сантехник расскажет о применении гипохлорита натрия для обеззараживания воды.
Способы обеззараживания воды
В настоящее время существуют различные методы обеззараживания воды: ультрафиолетовое и ионизирующее излучение, озонирование, бромирование, хлорирование, серебрение, термообработка, микрофильтрование и др. Каждые из этих методов характеризуются своими достоинствами и недостатками.
Но наибольшее практическое применение получили методы обеззараживания газообразным хлором или веществами, содержащий активный хлор, которые дают гарантии потребителю, предусмотренными ТКП 45-4.01-31-2009 (02250) и ТКП 45-4.01-181-2009 (02250).
Однако хлор, как реагент, является сильно действующим ядовитым веществом (2 класс опасности ГОСТ 12.1.007-76), и его применение требует соблюдения «Правил по производству, транспортированию, хранению и потреблению хлора» (ПБ 09-594-03), в связи с чем затраты на обеспечение мер безопасности при использовании жидкого хлора многократно превышают затраты на само хлорирование. В случае его утечки существует опасность не только для обслуживающего персонала, но и для населения, проживающего на территории, прилегающей к водоочистному сооружению.
NaCL
Гипохлорит натрия, или натрий хлорноватистокислый (ГПХН) – это соединение неорганической природы с формулой NaOCl. В безводном состоянии выглядит как твердая масса из бесцветных кристаллов, не отличающаяся устойчивостью. В воде растворяется хорошо. В виде водного раствора с характерным хлорным запахом, а также значительным коррозионным воздействием.
Водные растворы Гипохлорит натрия весьма неустойчивы и со временем разлагаются даже при обычной температуре (со скоростью 0,08 до 0,1 % в сутки). На скорость распада ГПХН влияет воздействие солнечного света, наличие катионов тяжелых металлов и хлоридов щелочных металлов. При этом наличие в водном растворе сульфата магния или кальция, борной кислоты, силикатов и пр. замедляют процесс разложения ГПХН. Следует заметить, что наиболее устойчивы растворы с сильнощелочной средой (значение pH > 10).
История открытия и использования вещества
Микроэлемент стал известен в 18 веке, когда известный химик К. Шееле открыл элемент хлор. Позже Бертолле обнаружил, что при растворении газа в воде образуется кислотная смесь, которая оказывает отбеливающее и дезинфицирующее действие. Смесь была названа белильной жидкостью, централизовано основали ее массовое производство. Со временем стало ясно, что в данной форме хранить и транспортировать вещество неудобно, так как оно начинает быстро разлагаться под влиянием света, температуры, просто на открытом воздухе. Способ получения компонента был доработан и усовершенствован – едкий хлор стали пропускать через поташ. В результате получался стабильный KCLO. Соединение было названо жавелевой водой, стало активно использоваться в бытовых целях.
Единственный недостаток поташа – высокая цена. В начале 19 века А. Лабаррак заменил поташ на дешевую каустическую соду. Натрий гипохлорит NaCLO до сих пор активно применяется в разных хозяйственных отраслях.
Дезинфекционные свойства гипохлорита натрия
Физические параметры соединение имеет те же, что другие соли хлорноватистой кислоты. Визуально оно представлено кубическими кристаллами без цвета и запаха, аромат хлора едкий, но слабый. В воде соль растворяется хорошо в любых количествах, реакция среды получается щелочной. Плавятся кристаллы при 18-240С, замерзают в широком диапазоне температур – от -10С до -300С с учетом концентрации раствора. При нагревании на 300 С и более вещество разлагается с освобождением свободного хлора, при еще более высоких температурах разложение может сопровождаться взрывами.
Плотность гипохлорита натрия составляет 1250-1265 кг/м³. Кристаллы на открытом воздухе самопроизвольно плавятся и становятся жидкими. Цвет водного раствора бледно-зеленый, слабый характерный запах присутствует. Соединение начинает быстро разлагаться при внешних воздействиях, попадании в емкость посторонних предметов. Вероятно выделение токсичного хлора, опасного для органов зрения и кожи. Окисляющая реакция сильная.
Натрий гипохлорит из водного раствора выделяется выпариванием с образованием игольчатых кристаллов. С учетом условий среды при разложении могут образовываться различные вещества и продукты. В обычных условиях это соль с кислородом, при нагревании – соль поваренная и хлорат натрия. При действии кислот реакция сопровождается выделением свободного хлора. Окислительные свойства выражены со всеми восстановителями. Соли преобразуют сульфита с нитритами в сульфаты и нитраты, растворяют мышьяк и фосфор с образованием кислот, переводят аммиак в гидразин. Коррозионные свойства выраженные, поэтому вещество для обработки металлических изделий не используется. Главное действие – окисляющее.
Производство NaCL
Жавелевую воду получают в промышленных и лабораторных условиях, способы:
- Первый – хлор пропускается через гидроксид натрия раствор с получением конечного продукта. Это химический способ;
- Второй вариант – электрохимический. Он предполагает подвергание электролизу раствора NaCL либо морской воды. Оба решения находят свое повсеместное применение на производствах. Лабораторный синтез предполагает получение малых порций продукта. Он предполагает пропускание хлора через раствор каустика/карбоната натрия.
Применение гипохлорита натрия
Основными достоинствами технологии обеззараживания воды гипохлоритом натрия является безопасность его применения и значительное уменьшение воздействия на окружающую среду по сравнению с жидким хлором.
Предлагаемый метод отличается высокой степенью экологической и промышленной безопасности, не требует создания системы нейтрализации аварийных выбросов, мероприятий по охране окружающей среды и защите обслуживающего персонала.
Гипохлорит натрия обладает выраженным бактерицидным эффектом, под действием которого бактерии и вирусы, находящиеся в воде, погибают в результате окисления веществ, входящих в состав протоплазмы клеток, что при относительно низкой стоимости и простоте получения гипохлорита натрия обеспечивает его широкое применение для обеззараживания на различных объектах.
Обеззараживание питьевой воды
Дезинфекция насосных скважин и водонапорных башен, резервуаров и трубопроводов, предотвращение биологического обрастания в системах водяного обогрева и охлаждения.
Применение для удаления органических веществ из поверхностных вод при первичном хлорировании, при вторичном — обеспечение консервирующего и последействующего эффекта.
Здравоохранение
Дезинфекция и очистка хирургического инструмента, диализаторов, эндоскопов, обработка кожных покровов. Дезинфекция посуды, игрушек, пластмассовых и крашеных поверхностей, линолеума, санитарных хранилищ, помещений, одежды. Устранение неприятных запахов.
Обработка воды плавательных бассейнов и прудов
Дезинфекция воды плавательных бассейнов и прудов, борьба с водорослями и бактериями.
Обработка бытовых и промышленных сточных вод
Применение при обработке бытовых и промышленных сточных вод, для деструкции животных и растительных микроорганизмов, устранения запахов (особенно образующихся из серосодержащих веществ), обезвреживания промышленных стоков, в том числе содержащих цианистые соединения, удаления из сточных вод ртути, а также для обработки охлаждающей конденсаторной воды на электростанциях.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Методы обеззараживания воды разными методами