Xử lý nước hồ bơi bằng điện phân muối là phương pháp vượt trội và ít sử dụng đến hóa chất đồng thời mang đến sự thân thiện với môi trường.
ĐIỆN PHÂN MUỐI LÀ GÌ?
Trong định nghĩa hóa học, điện phân là phương pháp thúc đẩy các phản ứng hóa học bằng dòng điện một chiều, giúp phân tách các nguyên tố hóa học và tạo ra các hợp chất mới. Điện phân đóng vai trò rất quan trọng trong việc phân tách các chất, thường ứng dụng nhiều trong ngành khai quặng. Có hai phương pháp điện phân chính là điện phân nóng chảy và điện phân dung dịch. Về cơ bản, điện cực dương (Anot) đóng vai trò hút các điện tử Anio và xảy ra quá trình oxy hóa, còn điện cực âm (Katot) là nơi các kation (-) đổ về và xảy ra quá trình khử.
Nguyên lý điện phân muối.
Điện phân muối là quá trình phân tách các hợp chất có trong nước muối nồng độ 0,5% tạo ra chất khử Clo (Cl-) ở cực âm và Natri (Na+) ở cực dương. Ngoài ra, điện phân muối còn tạo ra một số các chất phụ khác đóng vai trò thiết yếu trong quá trình xử lý nước hồ bơi.
XỬ LÝ NƯỚC HỒ BƠI BẰNG ĐIỆN PHÂN MUỐI NHƯ THẾ NÀO?
Trong xử lý nước hồ bơi thì điện phân muối được đánh giá là phương pháp thân thiện với môi trường mà không cần dùng đến hóa chất. Về cơ bản, điện phân sẽ sinh ra các sản phẩm khử Clorine mà không cần phải dùng đến hóa chất Clo xử lý nước hồ bơi.
Minh họa quá trình điện phân xử lý nước.
Để hiểu rõ hơn quá trình này, ta sẽ tìm hiểu qua một loạt các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình điện phân. Đầu tiên, cần bỏ một lượng muối tinh hay muối công nghiệp có khối lượng khoảng 5 - 6kg/m3 hòa vào nước trong bể tạo thành dung dịch muối loãng có nồng độ khoảng 0,5%. Sau đó một thiết bị điện phân sẽ được kết nối với bể, sinh ra các phản ứng hóa học. Cụ thể phương trình điện phân muối như sau:
Dung dịch muối tạo ra các chất Clo, Natri hydroxit và khí Hydro: 2NaCl + 2H2O => Cl2 + 2NaOH + H2
Khí Clo phản ứng với Natri Hydroxit tạo ra Natri Hypochloride, muối và nước: 2Cl + 2NaOH => NaOCl + NaCl + H2O
Natri Hypochloride là chất kém bền và dễ tan trong nước tạo thành Axit hypochlorous: NaOCl + H2O => HOCl + NaOH
Axit hypochlorous tiếp tục bị phân hóa thành: HOCl => HCl + O
Những sản phẩm dư còn lại trong các phương trình phản ứng sẽ tiếp tục phản ứng và kết tủa lại tạo thành muối và nước (các thành phần ban đầu): NaOH + HCl => NaCl + H2O
Phương trình điện phân muối.
ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN MUỐI
Ưu điểm:
Khử trùng hiệu quả vì hợp chất HOCl có tính khử trùng mạnh hơn OCl- 100 lần.
Chi phí hàng ngày thấp vì chỉ cần mua muối từ 3 - 6 tháng 1 lần và muối công nghiệp rất rẻ (khoảng 800 đồng/kg).
Dễ dàng vận hành và bảo trì: Chỉ cần một người nắm vững được quy trình là có thể vận hành việc xử lý hồ bơi một cách đơn giản.
Dễ dàng thu mua muối ăn: Không như Clo, muối ăn rất dễ dàng mua được vì là nguyên liệu thiết yếu của đời sống.
An toàn cho người sử dụng: Người bơi sẽ không phải chịu các ảnh hưởng đến sức khỏe do hóa chất gây ra, không gây mùi khó chịu và đặc trưng do Clo gây ra.
Quá trình điện phân sẽ làm tăng nồng độ pH do tăng các chất bazo NaOH. Trường hợp này ta có thể cân bằng bằng cách sử dụng axit HCl loãng.
Điện phân cũng gây khó khăn cho quá trình điều chỉnh chất lượng nước. Do Clo không bền nên phải điều chỉnh độ pH và chất kết tủa một cách thủ công nên không thích hợp cho những bể bơi lớn và công cộng.
Clo sinh ra trong quá trình điện phân thường không bền, do đó nước trong bể dễ bị dơ nếu máy không vận hành thường xuyên và sinh ra tảo. Lúc đó phương pháp điện phân sẽ không đủ mạnh để lọc, do đó phải kết hợp với Clo dạng bột mới hiệu quả.
Chi phí đầu tư máy móc cho phương pháp xử lý nước này thường khá cao.
