Гипохлорит натрия - NaClO, получают хлорированием водного раствора сухого натра (NaOH) или электроидом раствора сухого натрия (NaCl). Молекулярная масса NaClO (по международным атомным массам 1971 г.) - 74,44. Промышленностью выпускается в виде водных растворов различной концентрации.
Водные растворы гипохлорита натрия (ГХН) стали использоваться для дезинфекции с самого зарождения хлорной промышленности. Благодаря высокой антибактериальной активности и широкому спектру действия на различные микроорганизмы, это дезинфицирующее средство находит применение во многих направлениях человеческой деятельности, в том числе и при обработке воды.
РАСТВОРЫ ГИПОХЛОРИТА НАТРИЯ: основные свойства и использование при обработке воды
|
Гипохлорит натрия - NaClO, получают хлорированием водного раствора сухого натра (NaOH) или электроидом раствора сухого натрия (NaCl). Молекулярная масса NaClO (по международным атомным массам 1971 г.) - 74,44. Промышленностью выпускается в виде водных растворов различной концентрации. Водные растворы гипохлорита натрия (ГХН) стали использоваться для дезинфекции с самого зарождения хлорной промышленности. Благодаря высокой антибактериальной активности и широкому спектру действия на различные микроорганизмы, это дезинфицирующее средство находит применение во многих направлениях человеческой деятельности, в том числе и при обработке воды. Дезинфицирующее действие ГХН основано на том, что при растворении в воде он точно так же, как хлор при растворении в воде, образует хлорноватистую кислоту, которая оказывает непосредственное окисляющее и дезинфицирующее действие. NaClO+H2O-NaOH+HСlO Реакция является равновесной, и образование хлорноватистой кислоты зависит от величины рН и температуры воды. В РФ состав и свойства ГХН, выпускаемого промышленностью, или получаемого непосредственно у потребителя в электрохимических установках, должен соответствовать требованиям, предъявляемым в (3,4). Основные характеристики растворов ГХН, регламентируемые этими документами, приведены в таб.1. Таблица 1. Основные физико-химические показатели растворов гипохлорита натрия, выпускаемых в РФ (3, 4)
Примечания:
В соответствии с (3-5) растворы гипохлорита натрия различных марок применяют: раствор марки А по (3) - в химической промышленности, для обеззараживания питьевой воды и воды плавательных бассейнов, для дезинфекции и отбелки; раствор марки Б по (3) - в витаминной промышленности, как окислитель для отбеливания ткани; раствор марки А по (4) - для обеззараживания природных и сточных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении, дезинфекции воды рыбохозяйственных водоемов, дезинфекции в пищевой промышленности, получения отбеливающих средств; раствор марки Б по (4) - для дезинфекции территорий, загрязненных фекальными сбросами, пищевыми и бытовыми отходами; обеззараживании сточных вод; раствор марки В, Г по (4) - для дезинфекции воды рыбохозяйственных водоемов; раствор марки Э по (4) - для дезинфекции аналогично марка А по (4), а также дезинфекции в медико-санитарных учреждениях, предприятиях общественного питания, объектах ГО и др., а также обеззараживание питьевой воды, стоков и отбеливания. Необходимо отметить, что для изготовления растворов гипохлорита натрия марок АБ по (3) и растворов марки А по (4) не допускается применение абгазного хлора от хлорпотребляющих органических и неорганических производств, а также едкого натра, полученного ртутными методами. Растворы марки Б по (4) получают из абгазного хлора стадии снижения производства хлора органических и неорганических производств и диафрагменного или ртутного едкого натра. Растворы марок В и Г по (4) получают из абгазного хлора стадии снижения производства хлора и диафрагменного едкого натра с добавлением стабилизирующей добавки - цитраля сорта "Парфюмерный" по (6). Растворы марки Э по (4) получают электролизом раствора поваренной соли. Требования безопасности и охраны окружающей среды при работе с растворами гипохлорита натрия Растворы гипохлорита натрия по (3) и марок А, Б, В, и Т по (4) являются сильными окислителями, при попадании на кожу могут вызвать ожоги, а при попадании в глаза - слепоту. Раствор гипохлорита натрия марки Э по (4) оказывает умеренно раздражающее действие на кожные покровы и слизистые оболочки. Кумулятивными,. кожно-резорбтивными свойствами и сенсибилизирующим действием не обладает; по уровню токсичности этот раствор относится к малоопасным веществам 4го класса опасности по (7). При нагревании выше 35оС гипохлорит натрия разлагается с образованием хлоратов и выделением хлора и кислорода. ПДК хлора в воздухе рабочей зоны 1 мг/м3 ; в воздухе населенных мест 0,1 мг/м3 максимальная разовая и 0,03 мг/м3 среднесуточная (7). Гипохлорит натрия негорюч и невзрывоопасен. Однако гипохлорит натрия по (3) и марок А, Б, В, и Г по (4) в контакте с органическими горючими веществами (опилки, ветошь и др.) в процессе высыхания может вызвать их самовозгорание. При попадании на окрашенные предметы гипохлорит натрия всех марок может вызвать их обесцвечивание. Помещение для производства и применения гипохлорита натрия по (3) и марок А, Б, В и Г по (4) должны быть оборудованы принудительной приточно-вытяжной вентиляцией. Оборудование должно быть герметичным. Индивидуальная защита персонала должна осуществляться с применением специальной одежды в соответствии с (8) и индивидуальных средств защиты: противогазов марки Б или БКФ по (9), перчаток резиновых и очков защитных по (10). При попадании раствора гипохлорита натрия на кожные покровы необходимо обмыть их обильной струей воды в течение 10-12 мин., при попадании брызг продукта в глаза следует немедленно промыть их обильным количеством воды и направить пострадавшего к врачу. Разлитый продукт по (3) и марок А, Б, В, и Г по (4) необходимо смыть большим количеством воды. При проливе гипохлорита натрия марки Э (4) необходимо собрать его при помощи тряпки или смыть водой и протереть. Ткань промыть водой. Сточные воды, содержащие гипохлорит натрия, должны направляться на станцию нейтрализации. Гипохлорит натрия в полиэтиленовых и стеклянных емкостях должен храниться в неотапливаемых вентилируемых складских помещениях. Гипохлорит натрия не допускается хранить с органическими продуктами, горючими материалами и кислотами. Использование растворов гипохлорита натрия при обработке воды Многолетняя практика использования растворов гипохлорита натрия для обработки воды, как в нашей стране, так и за рубежом показывает, что эти реагенты могут использоваться в широком диапазоне: Для обработки природных и сточных вод в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения, для дезинфекции воды в плавательных бассейнах и водоемах различного назначения, при обработке бытовых и промышленных сточных вод и др. В связи с тем, что этой проблеме посвящены многие тома публикаций, ниже рассматриваются сведения, приведенные в обзорных материалах (1, 11, 12). Использованиерастворов ГХН для обработки питьевой воды Использование растворов гипохлорита натрия предпочтительно на стадии предварительного окисления и для стерилизации воды перед подачей ее в распределительную сеть. Обычно в систему водоочистки растворы ГХН вводят после разбавления примерно в 100 раз. При этом, помимо снижения концентрации активного хлора, снижается также величина рН (с 12-13 до 10-11), что способствует повышению дезинфицирующей способности раствора. Помимо значения рН на дезинфицирующие свойства раствора оказывают температура и содержание свободного активного хлора. В табл. 2 приведены данные по избытку свободного активного хлора, необходимому для полной стерилизации при различных температурах, времени воздействия и величине рН питьевой воды. При обработке питьевой воды остаточное содержание активного хлора допускается в пределах 0,3-0,5 мг/дм 3 . При этом доза активного хлора, вносимая в воду, может быть значительно выше и зависит от хлорпоглощаемости воды (табл. 3). Таблица 2. Данные по избытку активного хлора, необходимые для полной стерилизации питьевой воды, при различных температурных, времени воздействия и величине рН (1)
Таблица 3. Некоторые данные об использовании гипохлорита натрия при обработке воды (11)
Использование растворов ГХН для обработки воды плавательных бассейнов Использование растворов ГХН для дезинфекции воды плавательных бассейнов и прудов позволяет получать чистую прозрачную воду, лишенную водорослей и бактерий. При обработке бассейнов растворами ГХН необходимо тщательно контролировать содержание активного хлора в воде. Важное значение имеет также поддержание РН на определенном уровне, обычно 7,4-8,0, а еще лучше 7,6-7,8.Регулирование рН осуществляется введением специальных добавок, например, соляной кислоты. Как и в случае обработки питьевой воды, содержание остаточного хлора в воде плавательных бассейнов должно находиться на уровне 0,3-0,5 мг/дм 3 . Надежное обеззараживание в течение 30 мин. Обеспечивают растворы, содержащие 0,1-0,2% гипохлорита натрия. При этом содержание активного хлора в зоне дыхания не должно превышать 0,1 мг/м 3 в публичных плавательных бассейнах и 0,031 мг/м 3 в спортивных бассейнах. Следует отметить, что замена газообразного хлора гипохлоритом натрия приводит к снижению выделения хлора в воздух и, кроме того, позволяет легче поддерживать остаточное количество хлора в воде. Использование растворов ГХН для обработки сточных вод Гипохлорит натрия широко применяется для обработки бытовых и промышленных сточных вод для разрушения животных и растительных микроорганизмов; устранения запахов (особенно образующихся из серосодержащих веществ); обезвреживания промышленных стоков, в том числе содержащих цианистые соединения. Он может быть использован также для обработки воды, содержащей аммоний, фенолы и гуминовые вещества. В последнем случае могут образовываться хлороформ, дихлор - и трихлоруксусная кислоты, хлоральгураты и некоторые другие вещества, концентрация которых в воде значительно ниже. Гипохлорит натрия также используется для обезвреживания промышленных стоков от цианистых соединений; для удаления сточных вод ртути, а также для обработки охлаждающей конденсаторной воды на электростанциях (в последнем случае используется мало концентрированный гипохлорит натрия марки Э по (1). Некоторые данные о необходимом содержании активного хлора в воде, при использовании для ее обработки растворов гипохлорита натрия приведены в табл. 3. Конкретная доза раствора ГХН при обработке воды определяется исходя из данных этой таблицы и свойств применяемого раствора (см. табл.1). Раствор гипохлорита натрия используется также и во многих других отраслях народного хозяйства, но эти случаи применения в данном обзоре не рассматриваются. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАСТВОРОВ ГИПОХЛОРИТА НАТРИЯ Исследованию подвергались три образца растворов гипохлорита натрия. Образец №1 - импортный раствор ГХН представленный для испытания фирмой "ДиЭл Проспектен".Изготовитель - фирма "Bayer" (Германия).Ориентировочный срок изготовления: июнь-июль 2001 года. Образец №2 - раствор марки А по (3) из партии, изготовленной ОАО "Синтез" по технологии компании "ДиЭл Проспектен" 5 сентября 2001 года. Образец №3 - раствор, полученный хлорированием промышленного раствора едкого натра, по содержанию активного хлора превышающий марку А по (4). Изготовлен в период между 5 и 8 сентября 2001 года. 2.1.Определение исходного состава растворов гипохлорита натрия. В соответствии с (3) определялись следующие основные характеристики сравниваемых растворов:
Для более полной характеристики исследуемых растворов ГХН дополнительно определялись: Результаты определения основных показателей качества исследованных растворов приведены в табл.4. 2.2.Определение скорости разложения растворов ГХН Определение скорости разложения гипохлоритных растворов определялась двумя способами:
Результаты определения скорости разложения растворов ГХН при комнатной температуре приведены в табл.5. Данные о скорости разложения растворов ГХН всех трех образцов при температуре 55 оС приведены в табл.6. К сожалению, испытания образца №3 были прекращены преждевременно (отключение электроэнергии из-за аварии на электрораспределительной подстанции).Однако полученные данные позволили рассчитать процент раствора ГХН №3 за период испытаний 3часа, то есть, около 4месяцев хранения при комнатной температуре (данные приведены в табл. 4 в скобках). Таблица 5. Экспериментальные данные о скорости разложения гипохлорита натрия при комнатной температуреТаблица 5. Экспериментальные данные о скорости разложения гипохлорита натрия при комнатной температуре
Таблица 6. Данные о скорости разложения гипохлорита натрия при температуре 55 о С
Примечание: В скобках указана величина разложения в пересчете на длительность испытаний в 3 часа. Оценка исходного качества импортного раствора ГХН Оценка исходного содержания активного хлора (АХ) и хлорида натрия в импортном растворе ГХН производилась из следующих соображений:
Принимая, что разложение гипохлорита натрия происходит, в основном, по реакции 2NaClO -2NaCl+O2 можно оценить исходное содержание в исходном растворе ГХН хлорида натрия из следующих соображений.На 1г-моль NaClO (74,5) при его разложении образуется 1г-моль хлорида натрия (58,5). Таким образом коэффициент пересчета составляет 0,785. Отсюда исходное содержание хлорида натрия в продукте составляет 179-0,785*0,69*74,5/51,5*60=179-47=132 г/дм 3 Полученные величины близки к значениям активного хлора и хлорида натрия в растворе гипохлорита натрия, изготовленном на ОАО "Скоропусковский опытный завод" (см.табл. 4). ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ Сравнение качества исследованных растворов ГХН Прежде всего обращает на себя внимание резкое различие между образцами растворов №1 и №2 по внешнему виду. Светложелтый импортный продукт соответственно имеет высокий коэффициент светопропускаемости (98%), а продукт производства ОАО "Синтез", представляющий собой слабопрозрачную жидкость темнокрасного цвета, имеет коэффициент светопропускаемости 31%. Как следует из данных, приведенных в табл.4, это напрямую связано с содержанием в растворах железа. По данным (2) предельно допускаемое содержание железа в растворах ГХН не должно превышать 0,005 мг/дм 3 .Поэтому раствор производства ОАО "Синтез", хотя он по этому показателю соответствует требованиям действующего нормативного документа (см. Табл. 1), далее отстает от требований, предъявляемых к гипохлориту натрия как к химическому продукту, имеющему высокие служебные свойства. Раствор гипохлорита натрия производства ОАО СОЗ (образец№3) по данному показателю близок к импортному: цвет - светложелтый, коэффициент светопропускания - 88%. Содержание железа в этом растворе составляет 0,0047 мг/дм 3 , что соответствует требованиям, приведенным в (г). Присутствие в растворе ГХН железа снижает его стабильность. Об этом в частности, свидетельствуют данные о скоростях разложения исследованных растворов ГХН, приведенных в табл. 5 и 6.Их значения для образцов №1 и 3 значительно ниже, чем для образца №2, но очень близки между собой. Из этого можно сделать однозначный вывод о том, что требования к растворам ГХН по (3) значительно уступают требованиям к служебным свойствам растворов, требуемых промышленность и основаны на возможностях технологий, принятых на предприятиях - изготовителях бывшего СССР и находившихся, как известно, на низком уровне. Исходное содержание активного хлора в образцах растворов ГХН №1 и 3 меньше чем в образце №2. При этом содержание в них хлорида натрия соответствует стехиометрическому. В то же время в образце №2, в котором содержание активного хлора примерно в 1,16 раза больше, чем в образцах №1 и 3, содержание хлорида натрия в 1,21 раза выше стехиометрического соотношения (177 г/ дм 3 вместо 146 г/ дм 3), что дополнительно свидетельствует о низком уровне культуры производства, в частности, отсутствии контроля за уровнем температуры технологического процесса. Таким образом, можно сделать вывод, что гипохлорит натрия, изготовленный на СОЗ по технологии компании "ДиЭл Проспектен" (образец №3) практически аналогичен импортному продукту _ гипохлориту натрия фирмы "Bayer" (Германия). Более того, несмотря на отсутствие специальных консервирующих добавок гипохлорит натрия (образец №3) является более стабильным, чем немецкий и срок его гарантированного хранения превосходит немецкий на два - три месяца. Исследовательская группа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
- Серебрение воды в бассейне (обработка серебром) Мифы
- Диатомитовые фильтры
- Хрустальная свежесть бассейна
- Гипохлорит кальция и гипохлорит натрия - сравнение
- Борьба с хлораминами
- Коагулянты,флокулянты
- Дезинфекция воды. Хлорирование и «хлорные» дезинфектанты.
- Применение гипохлорита натрия
- Альгитинн: свобода от "зелени"
- Жесткость воды
- Обеззараживание воды УФ-облучением
- Хлорирование воды в бассейнах
- Озонирование в водоподготовке
- Выбор способа химической обработки воды
- Коагулирование, флокуляция.
- Уничтожение водорослей
- Регулирование уровня PH (ph) воды в бассейне