Patent RU-69523-U1 (RU)
Title: Электролизная установка
IPC: C25B9/17
Filed: 2007-08-03
Granted: 2007-12-27
Abstract: Практика обеззараживания питьевой воды хлорированием, получившая в России начало и развитие в Петербурге в начале 20-х годов прошедшего столетия, практически решила проблему эффективного санитарного обеспечения водоснабжения населенных мест. Однако обеззараживание воды газообразным хлором, завозимым на водоочистные станции в баллонах и цистернах в сжиженном виде, имеет ряд недостатков, среди которых самым существенным является способность хлора в случае утечки поражать не только обслуживающий персонал, но и население прилегающей к водоочистной станции территории. Это обусловлено летучестью и ядовитыми свойствами хлора и представляет реальную опасность для городов и населенных пунктов. 
     В последние десятилетия во всем мире все шире применяется раствор гипохлорита натрия NaClO, содержащий активный хлор, равноценный по своим дезинфицирующим и стерилизующим качествам чистому хлору. Его применение практически снимает все опасные и вредные производственные факторы, присущие использованию жидкого и газообразного хлора сильнодействующего ядовитого вещества. 
     К достоинствам применения гипохлорита натрия относится возможность получения его непосредственно на месте потребления путем электролиза дешевого и доступного сырья - хлорида натрия (поваренной соли). При этом раствор гипохлорита натрия, получаемый электрохимическим методом (марка Э по ТУ 6-01-29-93) является наиболее чистым и малотоксичным продуктом (класс опасности - 4 по ГОСТ 12.1.007-76) и имеет самую высокую эффективность. 
     Разработанные и производимые установки получения гипохлорита натрия имеют различную производительность и различное назначение. Они могут быть использованы: 
     - для обеззараживания природных и сточных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении; 
     - для дезинфекции оборудования, помещений и сооружений в отраслях пищевой промышленности, в медико-санитарных учреждениях, предприятиях общественного питания, санаториях и домах отдыха, детских учреждениях, плавательных бассейнах и других объектах; 
     - для отбеливания; 
     - для предотвращения биообрастания в системах водяного обогрева и охлаждения. 
     В настоящее время наиболее перспективным методом является метод обеззараживания воды с использованием электролитического гипохлорита натрия, получаемого на месте потребления путем электролиза растворов хлоридов. 
     Технологические схемы электролизных установок могут быть как проточные, так и периодического действия. При использовании проточных электролизеров появляется возможность сократить затраты на обслуживание установок, т.к. здесь значительно легче управлять процессом. 
     В зависимости от вида используемого сырья электролизные установки можно разделить на установки для электролиза искусственно приготовленного раствора и для электролиза природных рассолов. 
     Расход поваренной соли у прямоточных установок, как правило, несколько больше, чем у периодического действия. Однако их изготовление и условия эксплуатации значительно проще. Поэтому такие установки зачастую используют на объектах небольшой пропускной способности, когда некоторый перерасход соли оправдан простотой их конструкции и обслуживания. 
     Достоинства электролитического гипохлорита натрия как эффективного бактерицидного агента, простота и надежность электролизных установок, а также заинтересованность потребителей в применении безопасного электрохимического метода обеззараживания воды привели к созданию огромного числа самых разнообразных по своей конструкции электролизеров. 
     Наиболее широкое распространение получили электролизные установки, работающие по нижеприведенной технологической схеме. 
     В емкости приготавливается насыщенный раствор поваренной соли, загружается соль и заливается водопроводной водой. Подача водопроводной воды в емкость осуществляется через поплавковый клапан, с помощью которого в емкости поддерживается постоянный уровень воды. Вода, проходя через слой поваренной соли и растворяя ее, насыщается хлоридом натрия. Для получения насыщенного раствора соли с содержанием NaCl 30 г/л слой соли над заборным фильтром (мертвый объем) должен быть не менее 15-20 см. По мере работы электролизной слой соли уменьшается и при уменьшении его до уровня мертвого объема необходимо произвести пополнение емкости. 
     Забор насыщенного раствора поваренной соли производится насосом-дозатором через трубопровод, расположенный на дне емкости. Приемное отверстие трубопровода с  
     целью предотвращения попадания загрязнений оборудовано фильтром. Насыщенный раствор поваренной соли поступает в трубопровод приготовления рабочего раствора поваренной соли, в который поступает и водопроводная вода для разбавления до заданной концентрации раствора поваренной соли. Контроль расхода водопроводной воды производится по счетчику воды или по ротаметру и регулируется клапаном или краном. 
     Приготовленный рабочий раствор поступает в проточный электролизер, состоящий из нескольких электролитических ячеек, в которых осуществляется электролиз, в результате которого образуется гипохлорит натрия заданной концентрации по хлору и водород. Электролизер подключен к источнику постоянного тока. Полученный гипохлорит натрия поступает в буферный резервуар, где происходит отделение водорода от гипохлорита. Из буферного резервуара гипохлорит натрия насосом-дозатором подается на хлорирование. Дозирование активного хлора осуществляется путем изменения скорости работы насосов. Выделяющийся при электролизе водород удаляется с помощью принудительной вентиляции за пределы помещения в атмосферу. 
     В процессе электролиза на электродах происходит нарастание солей жесткости, содержащихся в растворе поваренной соли. Для удаления солевых отложений предусматривается кислотная промывка электролизера. 
     Буферный резервуар оборудован аварийным переливным трубопроводом. Перелив осуществляется в производственную канализацию. 
     Электролизная установка снабжена элементами автоматики, отключающими выпрямительный агрегат при нарушении технологического режима работы.