[发明专利]用于生产次氯酸钠或次氯酸的装置和通用的水处理系统

说明书

背景技术

为了处理在建筑物、房屋、社区、一般工业、贮留池和游泳池的水系统中循环的水以使得其可饮用，常用的是借助于机械计量泵添加不同化学品。

这些系统要求严格并且需要几乎每天监督。维护困难并且需要合格人员。另外，它们需要生产、运输和储存危险化学品。

历年来，用于饮用水处理的市场上出现了不同技术。我们可以将它们分为几类。

第一类看来最大，其包括使用将罐分成两个室的离子交换膜的系统。

第一室容纳石墨电极(阳极)，其将浸渍于被盐(下文中NaCl)饱和的溶液中。

第二室容纳通常由钛制成的第二电极(阴极)。第二室仅用于两个电极之间的电交换。第二室不浸渍于盐水中，而是浸渍于水中。

向电极发送低电压电流以进行电解。该电解期间，NaCl将被分解成两部分(HOCl和OCl^-)以形成气态形式的次氯酸(HOCl)。然后，该气体通过文丘里效应被吸气，并且与待处理的水混合。

该操作原理出于数个原因而非常受限：

第一：为了将电解期间形成的气体排出，需要在管线系统上提供文丘里系统。该系统降低管线直径，因此其流率显著。

第二：在水池上或者游泳池上，当法兰安装在管线上时，不再保持水流率，因此不再正确地过滤待过滤的水。实际上，为了水的精确体积和流率，装置设计期间选择泵的排量和过滤器直径。如果这些参数改变，则过滤效率降低。

第三：该形式生产的气体危险，必须立即注入水中。如果水的流动降低或者几乎为零并且如果电解继续进行，但是系统不具有安全装置，则生产的气体可以分散到空气中，对于使用者具有明显的毒性风险。

第四：使罐中的阳极与阴极隔离的膜非常脆。所述膜将不耐受硬水。这是一些生产商推荐在上游使用水软化剂设定在0度TH下的原因。其他生产商在其系统中直接引入软化剂。该设备限制待处理的水的流率。其他生产商推荐用将捕获钙离子的阴离子树脂填充的筒。甚至更降低了待处理的水的流率。

第五：这些系统中的大多数使用用于阳极的石墨电极。石墨具有非常短的工作寿命(平均6个月)。结果，系统的用途受限。在这些条件下系统不再是自动的。

第二类涉及电解氯化(d'électrochloration)系统，其从水池或者游泳池的水稀释的精确浓度的NaCl开始生产次氯酸。这些系统限于使用循环泵的水池、蓄水池或者游泳池，不能直接处理水。

操作原理如下：

将盐直接倾入待处理的水中，根据构成电极的板的表面积和向电极发送的电流，NaCl浓度在2g至7g每升待处理的水之间变化。在使得氯化钠通过已知电化学反应分解的条件下，使含盐的水经过已知类型的这些电极，以获得保持使水消毒的活性氯水平所需要的次氯酸钠的量。因此，过滤周期期间连续产生消毒剂。消毒剂对细菌和其他微生物起作用，破坏它们并且使水安全。

另一方面，这些系统不能用于处理用于消耗的水，这是由于其NaCl含量太高。它们也不可以用于处理各种回路(如建筑物、工业环境如冷却塔或者社区、或者加热回路中的冷水系统和热水系统)中的水。高的NaCl浓度会迅速腐蚀这些装置的管线或者金属部件。

该操作原理出于数个原因而受限：

首先：水池中的载荷大(100m³水池为约500kg)。该载荷昂贵，使用该技术的专业人员必须储存大量的NaCl托盘。

其次：NaCl为极具腐蚀性产品，含NaCl的水将逐渐损坏浸渍于水中的元件。对于衬有混凝土的水池，衬里将逐渐被破坏。游泳池中其边缘将被破坏。金属部件如螺纹也将非常迅速地劣化。对于例如用于游泳池的保护罩、其部件如发动机的轴或者板也将劣化。

第三类涉及使用两个独立罐的系统。

第一罐用饱和NaCl水填充，其中进行电解以生产次氯酸。然后，将该次氯酸泵出并且注入用于储存的第二密闭密封罐。然后，第二泵将吸气作为强力消毒剂的该产物，并且将其注入待处理的水回路。