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Application du NaClO dans le traitement de l'eau

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Application du NaClO dans le traitement de l'eau

20/11/2024

I. Propriétés de NaClO
L'hypochlorite de sodium est un composé inorganique dont la formule chimique est NaClO. Il possède de fortes propriétés oxydantes et est facilement soluble dans l'eau et l'alcool. Le NaClO solide est une poudre blanche et les produits industriels généraux sont des liquides incolores ou jaune clair. La teneur en chlore efficace est de 10 à 12 % et son odeur est piquante. La solution de NaClO [contenant plus de 5 % de chlore efficace] est un produit chimique dangereux et doit être stockée et utilisée conformément aux exigences pertinentes pour un fonctionnement sûr.

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II. Le rôle de NaClO
(1) Effet de la désinfection
Le mécanisme de désinfection du NaClO est principalement le suivant :
L'une d'elles est que le NaClO est hydrolysé en acide hypochloreux dans l'eau, puis l'acide hypochloreux se décompose pour générer un nouvel oxygène écologique. La forte propriété oxydante de l'oxygène écologique dénature les protéines des bactéries et des virus, tuant ainsi les micro-organismes pathogènes :
NaClO+H2O=NaOH+HClO
HClO=HCl+{O}
Deuxièmement, l'acide hypochloreux peut non seulement réagir avec la paroi cellulaire, mais aussi, en raison de sa petite molécule et de son absence de charge, il peut envahir la cellule et oxyder la protéine, détruisant sa phosphate déshydrogénase, provoquant un désordre dans son métabolisme du sucre et provoquant la mort :
R-NH-R+HClO=RNC+H2O
Le dosage du désinfectant NaClO doit être déterminé en fonction de l'objet de la désinfection, de la qualité de l'eau, du degré de pollution et de l'effet de désinfection souhaité. Dans des circonstances normales, le dosage pour la désinfection technique de l'approvisionnement en eau est de 1 à 3 mg/L ; le dosage pour la désinfection technique de l'eau recyclée est de 5 à 10 mg/L ; le dosage pour la désinfection des eaux usées des hôpitaux est de 30 à 50 mg/L pour les effluents de traitement primaire, de 15 à 25 mg/L pour les effluents de traitement secondaire ; et de 15 à 20 mg/L pour la désinfection des piscines. Le dosage spécifique doit être ajusté en fonction de la situation réelle.
(2) Effets oxydants et coagulants, élimination des algues, fer et manganèse
Les désinfectants au chlore ont généralement un effet coagulant en raison de leurs fortes propriétés oxydantes. Plus précisément, la fonction coagulante d'oxydation du NaClO oxyde principalement la matière organique dans l'eau et la convertit en une forme facile à floculer, améliorant ainsi l'efficacité du travail des unités de traitement ultérieures. Cependant, cet effet coagulant est plus couramment utilisé dans le traitement de l'eau, mais est relativement moins utilisé dans le traitement des eaux usées.
Pour l'eau brute contenant des algues, le NaClO a un effet d'élimination des algues, qui peut détruire la paroi cellulaire des algues et inhiber leur croissance. Mais en fait, son effet d'élimination des algues est relativement limité. De plus, le NaClO a également la capacité d'oxyder les substances à base de fer et de manganèse, ce qui peut jouer un rôle dans l'élimination ultérieure par floculation et précipitation. Cependant, comme pour l'effet d'élimination des algues, sa capacité d'oxydation du fer et du manganèse est faible et la valeur de pH requise est élevée.
(3) Effets de décoloration et de blanchiment
Les effets de décoloration et de blanchiment du NaClO reposent principalement sur ses propriétés d'oxydation. Il est généralement utilisé en combinaison avec la coagulation et la sédimentation. Il peut décomposer efficacement les pigments et la matière organique dans l'eau. Par exemple, il peut oxyder le fer dans l'eau de divalent à trivalent, puis précipiter le fer trivalent par coagulation pour achever la décoloration de l'eau, ou oxyder une partie de la matière organique colorée dans l'eau, puis la coaguler et la précipiter pour jouer un rôle de décoloration. Cependant, cet effet est également affecté par la valeur du pH. Une valeur de pH trop basse ou trop élevée réduira son efficacité de décoloration.
(4) Le rôle du nettoyage des membranes
L'encrassement des membranes est un problème technique qui n'a pas encore été bien résolu. Les micro-organismes et leurs métabolites sont des facteurs importants qui provoquent l'encrassement des membranes lors du traitement des membranes. Dans le système membranaire, le NaClO peut éliminer efficacement les polluants organiques et inorganiques à la surface de la membrane pour maintenir la perméabilité et l'efficacité du traitement de la membrane.
Le nettoyage au NaClO consiste principalement à nettoyer et à entretenir le système membranaire par oxydation, stérilisation, décomposition et élimination des polluants afin de garantir son fonctionnement normal et l'efficacité du traitement. En fonctionnement réel, il est nécessaire de sélectionner raisonnablement la concentration, le temps de nettoyage et la méthode de NaClO en fonction des conditions et des exigences spécifiques pour obtenir le meilleur effet de nettoyage.
III. Préparation de NaClO
La réaction chimique pour la production industrielle à grande échelle de NaClO est :
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO +H2O
La teneur effective en chlore de son NaClO fini est de 10 à 13 %.
De plus, le NaClO peut être produit par électrolyse d'eau salée diluée. Le principe de fonctionnement est le suivant :
NaCl+H2O→NaClO+H2↑
Réaction de l'électrode :
Anode : 2Cl--2e→Cl2
Cathode : 2H++2e→H2
Réaction en solution : 2NaOH+Cl2→NaCl+NaClO+H2O
La concentration de NaClO produite par électrolyse est généralement de 0,6 à 0,9 %. En général, pour chaque kg de chlore efficace produit, environ 3 à 4,5 kg de sel sont consommés.
IV. Dosage de NaClO
Le dosage doit être déterminé en tenant compte de facteurs tels que la qualité de l'eau brute, le niveau de contamination microbienne, les objectifs de traitement et les coûts économiques. Le dosage le plus approprié peut être obtenu par une optimisation progressive grâce au processus scientifique de tests en laboratoire, de tests pilotes et de mise en service sur site.
Les méthodes de dosage du NaClO comprennent le dosage continu, le dosage intermittent et le dosage par impulsions. Le choix spécifique de la méthode de dosage nécessite une réflexion complète et détaillée basée sur les scénarios d'application et les besoins réels.
L'effet désinfectant du NaClO est considérablement affecté par la valeur du pH. Dans un environnement acide, le NaClO peut présenter le meilleur effet désinfectant. Par conséquent, lors du processus d'ajout de NaClO, il est nécessaire de surveiller de près et de réguler raisonnablement la valeur du pH de la masse d'eau pour garantir un effet désinfectant maximal.
Une fois le NaClO ajouté à la masse d'eau, il faut un certain temps pour que le mélange et la réaction soient complets, afin d'atteindre l'objectif de désinfection souhaité. En fonctionnement réel, des mesures telles que l'optimisation de la conception du mélangeur, le réglage du débit d'eau et le réglage précis de la position du point de dosage peuvent être prises pour garantir que le NaClO et la masse d'eau sont entièrement mélangés et réagissent efficacement.
Afin d'assurer la stabilité et l'efficacité du processus de dosage de NaClO, un système de surveillance complet peut être établi pour surveiller les indicateurs de dosage et de qualité de l'eau (tels que la teneur en chlore résiduel, le nombre total de bactéries, etc.) en temps réel et fournir des commentaires et des ajustements en temps opportun en fonction des résultats de la surveillance.
V. Stockage de NaClO
En tant que substance chimique, le NaClO ne convient pas au stockage à long terme sous forme solide ou en solution, et ses conditions de stockage doivent être strictement contrôlées dans un environnement à l'abri de la lumière et à basse température. Dans le processus de production électrolytique de la solution de NaClO, il est recommandé d'adopter une stratégie de production et d'utilisation immédiates pour réduire le temps de stockage. Lorsque la température est inférieure à 30 °C, la perte quotidienne de chlore efficace dans la solution de NaClO est comprise entre 0,1 et 0,15 mg/L ; lorsque la température ambiante dépasse 30 °C, la perte quotidienne de chlore efficace peut augmenter jusqu'à 0,3 à 0,7 mg/L. Compte tenu de cela, si une certaine quantité de réserves de NaClO doit être conservée pour une utilisation d'urgence, il est recommandé que la durée de stockage en été ne dépasse pas 24 heures et en hiver ne dépasse pas une semaine.
VI. Conclusion
En tant que désinfectant chimique important, le NaClO joue un rôle irremplaçable dans le traitement de l'eau et dans d'autres domaines. La maîtrise de ses principales caractéristiques et le contrôle scientifique et rationnel du processus de dosage sont d'une grande importance pour garantir la sécurité de la qualité de l'eau et améliorer l'efficacité de la désinfection. À l'avenir, avec les progrès continus de la science et de la technologie et les exigences croissantes en matière de protection de l'environnement, le processus de dosage du NaClO continuera d'être optimisé et amélioré pour mieux s'adapter à divers scénarios et besoins d'application complexes et changeants.