電気塩素処理とは、塩水に電流を流して次亜塩素酸塩を生成するプロセスです。このプロセスにより水は消毒され、飲料水やプールなど、人体にとって安全な使用が可能になります。
プロセス
電気塩素処理のプロセスは、塩素アルカリ処理 (非分割セル内)に基づいた単純なアプリケーションです。
塩水を電気分解して塩素溶液を生成します。最初のステップは、塩水から固形物を除去することです。次に、塩水は電解セルの厚みが徐々に薄くなるチャネルを通過します。チャネルの片側は陰極、もう一方は陽極です。低電圧の直流電流が印加されると、電気分解が起こり、次亜塩素酸ナトリウムと水素ガス（H 2）が生成されます。溶液はタンクへと送られ、そこで密度の低さに基づいて水素ガスが分離されます。[ 1 ]使用されるのは水と塩化ナトリウムのみです。簡略化された化学反応は次のとおりです。
- NaCl + H 2 O + エネルギー → NaOCl + H 2
つまり、水中の塩化ナトリウム（食塩） にエネルギーが加えられ、次亜塩素酸ナトリウムと水素ガスが生成されます。
反応は分割されていないセル内で起こり、NaOH は Cl 2と同じ溶液中に存在するため、
- 2 NaCl + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2 + Cl 2
Cl 2は次亜塩素酸塩と塩化物に不均化する
- Cl 2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H 2 O
次亜塩素酸塩溶液が生成されます。
海水
企業は、コストが低いことから、このプロセスに海水を使用する場合があります。使用される水は通常、汽水または塩水（つまり、塩分濃度が0.5%を超える溶液）です。これらの場合、供給水に汚染化学物質が混入する可能性があります。低電圧の直流電流は、電気塩素処理を依然として行います。余分な化学物質はそのまま残り、簡単に廃棄できます。[ 2 ]
製品
この工程で得られる次亜塩素酸ナトリウムは、0.7%から1%の塩素濃度を含有します。1%未満の塩素濃度は、非常に効果的な消毒剤ではあるものの、無害な化学物質とみなされます。生成される次亜塩素酸ナトリウムのpHは6～7.5の範囲で、酸性またはアルカリ性に関して比較的中性です。このpH範囲では、次亜塩素酸ナトリウムは比較的安定しています。[ 3 ]
アプリケーション
飲料水
水処理施設は、コレラ、腸チフス、赤痢といった水質汚染による健康被害に対処するため、長年にわたり技術を進化させてきました。水処理施設では塩素処理が導入され始めました。塩素処理はこれらの病気の蔓延と初期汚染を事実上撲滅し、ライフ誌から「おそらく2000年代における最も重要な公衆衛生上の進歩」と評されるほどの効果をもたらしました。[ 4 ] [ 3 ]
電気塩素処理は、このプロセスの進化における次のステップです。環境毒素を生成せずに飲料水を塩素処理します。他の塩素処理技術とは異なり、電気塩素処理では、安全に管理する必要がある水素以外の汚泥や副産物は生成されません。非常に有毒で腐食性の高い塩素ガスを取り扱う必要がないため、塩素処理装置のオペレーターにとってより安全です。放出される水素は可燃性で爆発性があるため、リスク評価が必要です。[ 3 ]
プール
水泳者がプールに入ると、最大10億個の微生物が水中に混入します。塩素処理は、耳の感染症や水虫など、水泳者に有害な微生物をすべて殺菌します。このプロセスにおける電気塩素処理の利点は次のとおりです。[ 3 ]
- 皮膚や軟組織を刺激しません。
- 低濃度でも活性です。
- 化学薬品の寿命が長くなり、交換の必要性が少なくなります。
- 簡単に測定できます。
参考文献
- ^ “DSpace@UNITEN: Electrochlorination system” . 2017年3月18日. 2017年3月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年1月31日閲覧。
- ^ 「Water Engineers」 2011年9月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年10月18日閲覧。
- ^ a b c d「Encee Chlorination」 。 2011年10月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年10月18日閲覧。
- ^ 「世界を変えた100の出来事：#46：浄水」 Life誌、1997年秋号。2007年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。