ما هو جهاز تعقيم المياه المالحة بالكلور؟ ما نوع الملح الذي يستخدمه جهاز تعقيم المياه المالحة بالكلور؟
مع تكثيف التلوث البيئي وتحسين متطلبات جودة المياه، أصبح طلب الناس على طرق معالجة المياه الآمنة والفعالة أكثر إلحاحًا. كجهاز تطهير مياه مستخدم على نطاق واسع،جهاز تعقيم المياه المالحةلقد جذبت هذه التقنية اهتمامًا متزايدًا. فهي تنتج غاز الكلور عن طريق التحليل الكهربائي لمياه البحر، والذي يستخدم في تعقيم وتطهير المسطحات المائية. كما أنها تستخدم على نطاق واسع في حمامات السباحة وتربية الأحياء المائية ومياه التبريد الصناعية وغيرها من المجالات.
إذن، ما هو جهاز تطهير المياه المالحة؟ وكيف يعمل؟ وما نوع الملح الذي يستخدمه هذا الجهاز؟ ستتناول هذه المقالة هذه القضايا بالتفصيل.
ما هو جهاز تطهير المياه المالحة؟
جهاز تعقيم المياه المالحة هو جهاز ينتج غاز الكلور عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول الماء المالح (محلول كلوريد الصوديوم)، والذي يستخدم على نطاق واسع في المسطحات المائية التي تحتاج إلى التطهير. وتتمثل وظيفته الأساسية في تحويل الملح العادي إلى هيبوكلوريت الصوديوم (كلوريد الصوديوم)، وهو مؤكسد قوي يمكنه قتل البكتيريا والفيروسات والطحالب والكائنات الحية الدقيقة الأخرى في الماء بشكل فعال، وبالتالي ضمان سلامة ونظافة جودة المياه.
مجموعة واسعة من التطبيقات
تُستخدم مولدات الكلور الملحي على نطاق واسع في العديد من المجالات نظرًا لكفاءتها العالية واقتصادها وحمايتها للبيئة:
● حمامات السباحة: إن استخدام مولدات الكلور في المياه المالحة في حمامات السباحة يمكن أن ينتج مطهرات بشكل مستمر، ويحافظ على المياه نظيفة وصحية، ويتجنب مشاكل الرائحة وتهيج الجلد الناجمة عن تطهير الكلور التقليدي.
● تربية الأحياء المائية: في تربية الأحياء المائية، يمكن لمولدات الكلور في المياه المالحة التحكم بشكل فعال في مسببات الأمراض والطحالب في الماء، وضمان استقرار جودة مياه تربية الأحياء المائية، وتحسين كفاءة تربية الأحياء المائية.
● مياه التبريد الصناعية: في المجال الصناعي، يتم استخدام مولدات الكلور بالمياه المالحة لتعقيم أنظمة مياه التبريد لمنع انسداد الأنابيب والمعدات بواسطة الأغشية الحيوية والطحالب، وإطالة عمر خدمة المعدات.
حماية البيئة والفوائد الاقتصادية
مولدات الكلور الملحي هي معدات معالجة مياه صديقة للبيئة تنتج هيبوكلوريت الصوديوم عن طريق التحليل الكهربائي لملح الطعام العادي. ليست هناك حاجة لشراء ونقل وتخزين الكلور السائل الخطير أو غيره من المطهرات الكيميائية، مما يقلل من مخاطر وتكلفة استخدام المواد الكيميائية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمولدات الكلور في المياه المالحة ضبط إنتاج الكلور تلقائيًا وفقًا للاحتياجات الفعلية، مما يتجنب إهدار الاستخدام المفرط للعوامل الكيميائية.
ما هو مبدأ عمل مولدات الكلور للمياه المالحة؟
يعتمد مبدأ عمل مولد الكلور في الماء المالح على عملية التحليل الكهربائي للماء المالح. في هذه العملية، تقوم الأقطاب الكهربائية في الخلية الكهربائية بتحليل كلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم) في الماء المالح (محلول كلوريد الصوديوم) إلى هيبوكلوريت الصوديوم (كلوريد الصوديوم) والهيدروجين (H2) عن طريق تطبيق الجهد، حيث يعتبر هيبوكلوريت الصوديوم المكون الرئيسي للمطهر.
المبادئ الأساسية لعملية التحليل الكهربائي
تتكون الخلية الكهربية لمولد الكلور في الماء المالح عادة من أنود وكاثود. أثناء عملية التحليل الكهربي، يخضع الماء المالح لتفاعل أكسدة-اختزال تحت تأثير الأقطاب الكهربائية. تكون عملية التفاعل المحددة على النحو التالي:
● تفاعل الأنود: عند الأنود (القطب الموجب)، تتأكسد أيونات الكلوريد (كل⁻) لتوليد الكلور (كل₂).
2Cl−→كل+2e−
● تفاعل الكاثود: عند الكاثود (القطب السالب)، يتم اختزال جزيئات الماء (H₂O) لتوليد أيونات الهيدروجين (H₂) وأيونات الهيدروكسيد (أوه⁻).
2HO+2e−→H+2OH−
يذوب غاز الكلور الناتج (كل₂) بسرعة في الماء ويتفاعل مع الماء لتوليد حمض هيبوكلوروز (حمض الهيدروكلوريك): كل+حـو→حمض الهيدروكلوريك+حمض الهيدروكلوريك
يتفكك حمض الهيبوكلوروز جزئيًا إلى هيبوكلوريت (كلوريد الصوديوم⁻) في الماء: حمض الهيدروكلوريك⇌+O
حمض الهيبوكلوروز وهيبوكلوريت كلاهما من المؤكسدات القوية التي يمكن أن تقتل البكتيريا والفيروسات والطحالب الموجودة في الماء بشكل فعال لتحقيق تطهير وتنقية المياه.
هيكل المعدات وطريقة التشغيل
المكونات الأساسية لمولد الكلور في المياه المالحة هي الخلية الكهروليتية ونظام التحكم في الطاقة ونظام إمداد المحلول الملحي. عادة ما تكون الأقطاب الكهربائية في الخلية الكهروليتية مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل (مثل سبائك التيتانيوم) لضمان عدم تآكلها أثناء التشغيل على المدى الطويل. نظام التحكم في الطاقة مسؤول عن توفير مصدر طاقة ثابت للتيار المستمر لعملية التحليل الكهربائي، مع مراقبة وضبط تيار التحليل الكهربائي لضمان أن يتوافق خرج الكلور مع الطلب على المياه.
● تصميم الخلية الكهروليتية: إن تصميم الخلية الكهروليتية له تأثير مهم على كفاءة وعمر خدمة المعدات. من أجل تحسين كفاءة التحليل الكهربائي، يتم تصميم الخلية الكهروليتية عادةً على هيئة هيكل متعدد الأقطاب الكهربائية لزيادة مساحة سطح القطب الكهربائي. في الوقت نفسه، من خلال تحسين مسار تدفق المياه، يتم ضمان مرور الماء المالح عبر القطب الكهربائي بالتساوي ويتم تنفيذ تفاعل التحليل الكهربائي بالكامل.
● نظام إمداد المحلول الملحي: نظام إمداد المياه المالحة مسؤول عن تزويد الخلية الكهروليتية بمحلول مائي مالح بتركيز مناسب. عادة، يكون تركيز الملح في المحلول الملحي للتحليل الكهربائي بين 3% و5%، مما يضمن كفاءة التحليل الكهربائي وتجنب التآكل المفرط للقطب الكهربائي.
● التحكم الآلي: تم تجهيز مولدات الكلور للمياه المالحة الحديثة في الغالب بأنظمة تحكم آلية، والتي يمكنها ضبط كمية الكلور المتولدة تلقائيًا وفقًا لنتائج اختبار جودة المياه للحفاظ على استقرار وسلامة جودة المياه.
تأثير هيبوكلوريت الصوديوم المطهر
يعد هيبوكلوريت الصوديوم الناتج أثناء عملية التحليل الكهربائي المكون المطهر الرئيسي لمولد الكلور في الماء المالح. بعد ذوبان هيبوكلوريت الصوديوم في الماء، تتشكل أيونات حمض الهيبوكلوروز وهيبوكلوريت. وهي شديدة الأكسدة ويمكنها تدمير جدران الخلايا والبروتينات للكائنات الحية الدقيقة، وتثبيط عملية التمثيل الغذائي لها، وفي النهاية قتل البكتيريا والفيروسات والطحالب.
● التعقيم واسع النطاق: يتمتع هيبوكلوريت الصوديوم بتأثير قوي في قتل البكتيريا المسببة للأمراض والفيروسات الشائعة في الماء، مثل الإشريكية القولونية، والمكورات العنقودية الذهبية، وفيروس شلل الأطفال، وما إلى ذلك.
● تأثير طويل الأمد: تأثير التطهير لهيبوكلوريت الصوديوم طويل الأمد، مما يمكنه الحفاظ على نظافة الماء لفترة طويلة ومنع التلوث الثانوي.
ما هو نوع الملح المستخدم في مولدات الكلور للمياه المالحة؟
تستخدم مولدات الكلور في المياه المالحة عادةً ملح الطعام العادي (كلوريد الصوديوم) كمادة خام. الملح مادة طبيعية ورخيصة ومتوفرة بسهولة. ومن خلال التحليل الكهربائي، يمكنه إنتاج ما يكفي من هيبوكلوريت الصوديوم لتطهير المياه.
معايير اختيار الملح الصالح للأكل
على الرغم من أن الملح المستخدم فيمولدات الكلور للمياه المالحةعادة ما يكون الملح العادي صالحًا للأكل، ومن أجل ضمان التشغيل الطبيعي وتأثير التطهير للمعدات، يجب ملاحظة النقاط التالية عند اختيار الملح:
● متطلبات النقاء: يجب أن يكون الملح المستخدم عبارة عن كلوريد صوديوم عالي النقاء، ويجب أن تكون النقاء بشكل عام أعلى من 99%. وكلما قلّت الشوائب، كان ذلك أفضل. وبشكل خاص، تجنب الملح الذي يحتوي على اليود الزائد أو عوامل منع التكتل، لأن هذه الشوائب قد تولد منتجات ثانوية غير مرغوب فيها أثناء عملية التحليل الكهربائي، مما يؤثر على كفاءة المعدات وسلامة جودة المياه.
● حجم الجسيمات: لضمان قدرة الملح على الذوبان بسرعة في الماء، يجب أن يكون الملح المختار عبارة عن جزيئات دقيقة أو مسحوق، مما يساعد على تحضير محلول ملحي موحد وضمان التقدم السلس لعملية التحليل الكهربائي.
استهلاك الملح والمحافظة عليه
أثناء تشغيل مولد الكلور للمياه المالحة، يرتبط استهلاك الملح بشكل مباشر بإنتاج الكلور للمعدات وكمية المياه المعالجة. بشكل عام، يلزم حوالي 1.5 جرام من الملح لإنتاج 1 جرام من هيبوكلوريت الصوديوم. لذلك، يحتاج مستخدم المعدات إلى فحص وتجديد المحلول الملحي بانتظام لضمان التشغيل المستمر للمعدات.
● تجديد الملح بشكل منتظم: بالنسبة للمعدات ذات الاستخدام المكثف، يجب تجديد الملح مرة واحدة في الأسبوع أو الشهر لضمان استقرار تركيز المحلول الملحي وتجنب انقطاع عملية التحليل الكهربائي.
● تنظيف الخلية الكهروليتية: أثناء عملية التحليل الكهربائي، قد تترسب كمية صغيرة من الشوائب على سطح القطب، مما يؤثر على كفاءة التحليل الكهربائي للمعدات. لذلك، فإن التنظيف المنتظم للخلية الكهروليتية يعد إجراء صيانة ضروريًا.
تأثير مولد الكلور في المياه المالحة على البيئة
يتطلب استخدام مولدات الكلور في المياه المالحة كمية كبيرة من الملح. وقد يؤدي الاستخدام طويل الأمد إلى زيادة تركيز الملح في الماء تدريجيًا، مما يتسبب في تأثيرات معينة على البيئة المحيطة بالمعدات. لذلك، عند اختيار الموقع واستخدام المعدات، يجب مراعاة تأثيرها المحتمل على البيئة لتجنب الاستخدام على نطاق واسع في المناطق الحساسة بيئيًا أو المناطق التي تعاني من نقص المياه.