Инструкция по применению дезсредства гипохлорит натрия. Растворы гипохлорита натрия

Структурная формула

Молекулярная масса: 74.442

Гипохлори́т на́трия (натрий хлорноватистокислый) - NaOCl, неорганическое соединение, натриевая соль хлорноватистой кислоты. Тривиальное (историческое) название водного раствора соли - «лабарракова вода» или «жавелевая вода». Соединение в свободном состоянии очень неустойчиво, обычно используется в виде относительно стабильного пентагидрата NaOCl · 5H2O или водного раствора, имеющего характерный резкий запах хлора и обладающего высокими коррозионными свойствами. Соединение - сильный окислитель, содержит 95,2 % активного хлора. Обладает антисептическим и дезинфицирующим действием. Используется в качестве бытового и промышленного отбеливателя и дезинфектанта, средства очистки и обеззараживания воды, окислителя для некоторых процессов промышленного химического производства. Как бактерицидное и стерилизующее средство применяется в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. По мнению издания The 100 Most Important Chemical Compounds (Greenwood Press, 2007), гипохлорит натрия входит в сотню самых важных химических соединений.

История открытия

В 1774 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле был открыт хлор. Спустя 11 лет в 1785 году (по другим данным - в 1787 году), другой химик, француз Клод Луи Бертолле, обнаружил, что водный раствор этого газа (см. уравнение (1)) обладает отбеливающими свойствами:

Cl+H 2 O=HCl+HOCl

Небольшое Парижское предприятие Societé Javel, открытое в 1778 году на берегах Сены и возглавляемое Леонардом Альбаном (англ. Leonard Alban), адаптировало открытие Бертолле к промышленным условиям и начало выпуск белильной жидкости, растворяя газообразный хлор в воде. Однако получаемый продукт был очень нестабильным, поэтому в 1787 году процесс был модифицирован. Хлор стали пропускать через водный раствор поташа (карбоната калия), в результате чего образовывался стабильный продукт, обладающий высокими отбеливающими свойствами. Альбан назвал его «Eau de Javel» («жавелевая вода»). Новый продукт стал моментально популярен во Франции и Англии из-за лёгкости его перевозки и хранения.

В 1820 году французский аптекарь Антуан Лабаррак (фр. Antoine Germain Labarraque) заменил поташ на более дешёвую каустическую соду (гидроксид натрия). Получившийся раствор гипохлорита натрия получил название «Eau de Labarraque» («лабарракова вода»). Он стал широко использоваться для отбеливания и дезинфекции.

Несмотря на то, что дезинфицирующие свойства гипохлорита были обнаружены в первой половине XIX века, использование его для обеззараживания питьевой воды и очистки сточных вод началось только в конце века. Первые системы водоочистки были открыты в 1893 году в Гамбурге; в США первый завод по производству очищенной питьевой воды появился в 1908 году в Джерси-Сити.

Физические свойства

Безводный гипохлорит натрия представляет собой неустойчивое бесцветное кристаллическое вещество.

Элементный состав: Na (30,9 %), Cl (47,6 %), O (21,5 %).

Хорошо растворим в воде: 53,4 г в 100 граммах воды (130 г на 100 г воды при 50 °C).

У соединения известно три кристаллогидрата:

• моногидрат NaOCl · H 2 O - крайне неустойчив, разлагается выше 60 °C, при более высоких температурах - со взрывом
• NaOCl · 2,5H 2 O - более устойчив, плавится при 57,5 °C.

пентагидрат NaOCl · 5H 2 O - наиболее устойчивая форма, представляет собой бледно-зеленовато-жёлтые (технического качества - белые) ромбические кристаллы (a = 0,808 нм, b = 1,606 нм, c = 0,533 нм, Z = 4). Не гигроскопичен, хорошо растворим в воде (в г/100 граммов воды, в пересчёте на безводную соль): 26 (−10 °C), 29,5 (0 °C), 38 (10 °C), 82 (25 °C), 100 (30 °C). В воздухе расплывается, переходя в жидкое состояние, из-за быстрого разложения. Температура плавления: 24,4 °C (по другим данным: 18 °C), при нагревании (30-50 °C) разлагается.

Плотность водного раствора гипохлорита натрия при 18 °C:

Температура замерзания водных растворов гипохлорита натрия различных концентраций:

	0,8 %	2 %	4 %	6 %	8 %	10 %	12 %	15,6 %
Температура замерзания, С	−1,0	−2,2	−4,4	−7,5	−10,0	−13,9	−19,4	−29,7

Термодинамические характеристики гипохлорита натрия в бесконечно разбавленном водном растворе:

• стандартная энтальпия образования, ΔHo 298 : −350,4 кДж/моль;
• стандартная энергия Гиббса, ΔGo 298 : −298,7 кДж/моль.

Химические свойства

Разложение и диспропорционирование Гипохлорит натрия - неустойчивое соединение, легко разлагающееся с выделением кислорода.Самопроизвольное разложение медленно происходит даже при комнатной температуре: за 40 суток пентагидрат (NaOCl · 5H 2 O) теряет 30 % активного хлора. При температуре 70 °C разложение безводного гипохлорита протекает со взрывом. При нагревании параллельно происходит реакция диспропорционирования.

Гидролиз и разложение в водных растворах

Растворяясь в воде, гипохлорит натрия диссоциирует на ионы. Так как хлорноватистая кислота (HOCl) очень слабая (pKa = 7,537), гипохлорит-ион в водной среде подвергается гидролизу.

Именно наличие хлорноватистой кислоты в водных растворах гипохлорита натрия объясняет его сильные дезинфицирующие и отбеливающие свойства. Водные растворы гипохлорита натрия неустойчивы и со временем разлагаются даже при обычной температуре (0,085 % в сутки). Распад ускоряет освещение, ионы тяжёлых металлов и хлориды щелочных металлов; напротив, сульфат магния, ортоборная кислота, силикат и гидроксид натрия замедляют процесс; при этом наиболее устойчивы растворы с сильнощелочной средой (pH > 11).

Окислительные свойства

Водный раствор гипохлорита натрия - сильный окислитель, вступающий в многочисленные реакции с разнообразными восстановителями, независимо от кислотно-щелочного характера среды.

Идентификация

Среди качественных аналитических реакций на гипохлорит-ион можно отметить выпадение коричневого осадка метагидроксида при добавлении при комнатной температуре испытуемого образца к щелочному раствору соли одновалентного таллия (предел обнаружения 0,5 мкг гипохлорита).

Другой вариант - иодкрахмальная реакция в сильнокислой среде и цветная реакция с 4,4’-тетраметилдиаминодифенилметаном или n, n’-диокситрифенилметаном в присутствии бромата калия. Распространённым методом количественного анализа гипохлорита натрия в растворе является потенциометрический анализ методом добавок анализируемого раствора к стандартному раствору (МДА) или метод уменьшения концентрации анализируемого раствора при его добавлении к стандартному раствору (МУА) с использованием бром-ионоселективного электрода (Br-ИСЭ). Также используется титриметрический метод с использованием иодида калия (косвенная иодометрия).

Коррозионное воздействие

Гипохлорит натрия оказывает довольно сильное коррозионное воздействие на различные материалы, о чём свидетельствуют приведённые ниже данные:

Физиологическое действие и воздействие на окружающую среду

NaOCl одно из лучших известных средств, проявляющих благодаря гипохлорит-иону сильную антибактериальную активность. Он убивает микроорганизмы очень быстро и уже в очень низких концентрациях. Наивысшая бактерицидная способность гипохлорита проявляется в нейтральной среде, когда концентрации HClO и гипохлорит-анионов ClO− приблизительно равны (см. подраздел «Гидролиз и разложение в водных растворах»). Разложение гипохлорита сопровождается образованием ряда активных частиц и, в частности, синглетного кислорода, обладающего высоким биоцидным действием. Образующиеся частицы принимают участие в уничтожении микроорганизмов, взаимодействуя с биополимерами в их структуре, способными к окислению. Исследованиями установлено, этот процесс аналогичен, тому что происходит естественным образом во всех высших организмах. Некоторые клетки человека (нейтрофилы, гепатоциты и др.) синтезируют хлорноватистую кислоту и сопутствующие высокоактивные радикалы для борьбы с микроорганизмами и чужеродными субстанциями. Дрожжеподобные грибы, вызывающие кандидоз, Candida albicans, погибают in vitro в течение 30 секунд при действии 5,0-0,5%-го раствора NaOCl; при концентрации действующего вещества ниже 0,05 % они проявляют устойчивость спустя 24 часа после воздействия. Более резистентны к действию гипохлорита натрия энтерококки. Так, например, патогенный Enterococcus faecalis погибает через 30 секунд после обработки 5,25%-м раствором и через 30 минут после обработки 0,5%-м раствором. Грамотрицательные анаэробные бактерии, такие как Porphyromonas gingivalis, Porphyromonas endodontalis и Prevotella intermedia, погибают в течение 15 секунд после обработки 5,0-0,5%-м раствором NaOCl. Несмотря на высокую биоцидную активность гипохлорита натрия, следует иметь в виду, что некоторые потенциально опасные простейшие организмы, например, возбудители лямблиоза или криптоспоридиоза, устойчивы к его действию. Высокие окислительные свойства гипохлорита натрия позволяют его успешно использовать для обезвреживания различных токсинов. В приведённой ниже таблице представлены результаты инактивации токсинов при 30-минутной экспозиции различных концентраций NaOCl («+» - токсин инактивирован; «−» - токсин остался активен). На организм человека гипохлорит натрия может оказывать вредное воздействие. Растворы NaOCl могут быть опасны при ингаляционном воздействии из-за возможности выделения токсичного хлора (раздражающий и удушающий эффект). Прямое попадание гипохлорита в глаза, особенно при высоких концентрациях, может вызвать химический ожог и даже привести к частичной или полной потере зрения. Бытовые отбеливатели на основе NaOCl могут вызвать раздражение кожи, а промышленные привести к серьёзным язвам и отмиранию ткани. Приём внутрь разбавленных растворов (3-6 %) гипохлорита натрия приводит обычно только к раздражению пищевода и иногда ацидозу, в то время как концентрированные растворы способны вызвать довольно серьёзные повреждения, вплоть до перфорации желудочно-кишечного тракта. Несмотря на свою высокую химическую активность, безопасность гипохлорита натрия для человека документально подтверждена исследованиями токсикологических центров Северной Америки и Европы, которые показывают, что вещество в рабочих концентрациях не несёт каких-либо серьёзных последствий для здоровья после непреднамеренного проглатывания или попадания на кожу. Также подтверждено, что гипохлорит натрия не является мутагенным, канцерогенным и тератогенным соединением, а также кожным аллергеном. Международное агентство по изучению рака пришло к выводу, что питьевая вода, прошедшая обработку NaOCl, не содержит человеческих канцерогенов.

Пероральная токсичность соединения:

• Мыши: ЛД 50 (англ. LD 50 ) = 5800 мг/кг;
• Человек (женщины): минимально известная токсическая доза англ. (англ. TD Lo ) = 1000 мг/кг.

Внутривенная токсичность соединения:

• Человек: минимально известная токсическая доза (англ. TD Lo ) = 45 мг/кг.

При обычном бытовом использовании гипохлорит натрия распадается в окружающей среде на поваренную соль, воду и кислород. Другие вещества могут образоваться в незначительном количестве. По заключению Шведского института экологических исследований, гипохлорит натрия, скорее всего, не создаёт экологических проблем при его использовании в рекомендованном порядке и количествах. Гипохлорит натрия не представляет угрозы с точки зрения пожароопасности.

Промышленное производство

Мировое производство

Оценка мирового объёма производства гипохлорита натрия представляет определённую трудность в связи с тем, что значительная его часть производится электрохимическим способом по принципу «in situ», то есть на месте его непосредственного потребления (речь идёт об использовании соединения для дезинфекции и подготовки воды). По данным на 2005 год, приблизительный глобальный объём производства NaOCl составил около 1 млн тонн, при этом почти половина этого объёма была использована для бытовых, а другая половина - для промышленных нужд.

Обзор промышленных способов получения

Выдающиеся отбеливающие и дезинфекционные свойства гипохлорита натрия привели к интенсивному росту его потребления, что в свою очередь дало стимул для создания крупномасштабных промышленных производств.

В современной промышленности существует два основных метода производства гипохлорита натрия:

• химический метод - хлорирование водных растворов гидроксида натрия;
• электрохимический метод - электролиз водного раствора хлорида натрия.

Применение

Обзор направлений использования

Гипохлорит натрия является безусловным лидером среди гипохлоритов других металлов, имеющих промышленную значимость, занимая 91 % мирового рынка. Почти 9 % остаётся за гипохлоритом кальция, гипохлориты калия и лития имеют незначительные объёмы использования.

Весь широкий спектр использования гипохлорита натрия можно разбить на три условные группы:

• использование для бытовых целей;
• использование для промышленных целей;
• использование в медицине.

Бытовое использование включает в себя:

• использование в качестве средства для дезинфекции и антибактериальной обработки;
• использование для отбеливания тканей;
• химическое растворение санитарно-технических отложений.

Промышленное использование включает в себя:

• промышленное отбеливание ткани, древесной массы и некоторых других продуктов;
• промышленная дезинфекция и санитарно-гигиеническая обработка;
• очистка и дезинфекция питьевой воды для систем коммунального водоснабжения;
• очистка и обеззараживание промышленных стоков;
• химическое производство.

По оценке экспертов IHS, около 67 % всего гипохлорита натрия используется в качестве отбеливателя и 33 % для нужд дезинфекции и очистки, причём последнее направление имеет тенденцию к росту. Наиболее распространённое направление промышленного использования гипохлорита (60 %) - дезинфекция промышленных и бытовых сточных вод. Общий глобальный рост объёмов промышленного потребления NaOCl в 2012-2017 гг оценивается в 2,5 % ежегодно. Рост мирового спроса на гипохлорит натрия для бытового использования в 2012-2017 гг оценивается примерно в 2 % ежегодно.

Применение в бытовой химии

Гипохлорит натрия находит широкое применение в бытовой химии и входит в качестве активного ингредиента многочисленных средств, предназначенных для отбеливания, очистки и дезинфекции различных поверхностей и материалов. В США примерно 80 % всего гипохлорита, используемого домохозяйствами, приходится на бытовое отбеливание. Обычно, в быту применяются растворы с концентрацией в диапазоне от 3 до 6 % гипохлорита. Коммерческая доступность и высокая эффективность действующего вещества определяет его широкое использование различными производственными компаниями, где гипохлорит натрия или средства на его основе выпускаются под различными торговыми марками.

Применение в медицине

Использование гипохлорита натрия для дезинфекции ран впервые было предложено не позднее 1915 года. В современной медицинской практике антисептические растворы гипохлорита натрия используются, в основном, для наружного и местного применения в качестве противовирусного, противогрибкового и бактерицидного средства при обработке кожи, слизистых оболочек и ран. Гипохлорит активен в отношении многих грамположительных и грамотрицательных бактерий, большинства патогенных грибов, вирусов и простейших, хотя его эффективность снижается в присутствии крови или её компонентов. Низкая стоимость и доступность гипохлорита натрия делает его важным компонентом для поддержания высоких гигиенических стандартов во всём мире. Это особенно ярко проявляется в развивающихся странах, где использование NaOCl стало решающим фактором для остановки холеры, дизентерии, брюшного тифа и других водных биотических заболеваний. Так, при вспышке холеры в странах Латинской Америки и Карибского бассейна в конце XX века благодаря гипохлориту натрия удалось свести к минимуму заболеваемость и смертность, что было сообщено на симпозиуме по тропическим болезням, проводимого под эгидой Института Пастера. Для медицинских целей в России гипохлорит натрия используется в качестве 0,06%-го раствора для внутриполостного и наружного применения, а также раствора для инъекций. В хирургической практике он применяется для обработки, промывания или дренирования операционных ран и интраоперационной санации плевральной полости при гнойных поражениях; в акушерстве и гинекологии - для периоперационной обработки влагалища, лечения бартолинита, кольпита, трихомониаза, хламидиоза, эндометрита, аднексита и т. п.; в оториноларингологии - для полосканий носа и горла, закапывания в слуховой проход; в дерматологии - для влажных повязок, примочек, компрессов при различных видах инфекций. В стоматологической практике гипохлорит натрия наиболее широко применяется в качестве антисептического ирригационного раствора (концентрация NaOCl 0,5-5,25 %) в эндодонтии. Популярность NaOCl определяется общедоступностью и дешевизной раствора, а также бактерицидным и противовирусным эффектом в отношении таких опасных вирусов как ВИЧ, ротавирус, вирус герпеса, вирусы гепатита A и B. Имеются данные об использовании гипохлорита натрия для лечения вирусных гепатитов: он обладает широким спектром противовирусных, детоксикационных и антиоксидантных эффектов. Растворы NaOCl можно использовать в целях стерилизации некоторых медицинских изделий, предметов ухода за больными, посуды, белья, игрушек, помещений, твёрдой мебели, сантехнического оборудования. Из-за высокой коррозионной активности, гипохлорит не применяют для металлических приборов и инструментов. Отметим также применение растворов гипохлорита натрия в ветеринарии: они используются для дезинфекции животноводческих помещений.

Промышленное применение

Применение в качестве промышленного отбеливателя

Использования гипохлорита натрия в качестве отбеливателя является одним из приоритетных направлений промышленного использования наряду с дезинфекцией и очисткой питьевой воды. Мировой рынок только в этом сегменте превышает 4 млн тонн. Обычно, для промышленных нужд в качестве отбеливателя используются водные растворы NaOCl, содержащие 10-12 % действующего вещества. Гипохлорит натрия широко используется в качестве отбеливателя и пятновыводителя в текстильном производстве и промышленных прачечных и химчистках. Он может быть безопасно использован для многих видов тканей, включая хлопок, полиэстер, нейлон, ацетат, лён, вискозу и другие. Он очень эффективен для удаления следов почвы и широкого спектра пятен в том числе, кровь, кофе, трава, горчица, красное вино и т. д. Гипохлорит натрия также используется в целлюлозно-бумажной промышленности для отбелки древесной массы. Отбелка с использованием NaOCl обычно следует за этапом хлорирования и является одной из ступеней химической переработки древесины, используемой для достижения высокой степени белизны целлюлозы. Обработку волокнистых полуфабрикатов проводят в специальных башнях гипохлоритной отбелки в щелочной среде (pH 8-9), температуре 35-40 °C, в течение 2-3 часов. В течение этого процесса происходит окисление и хлорирование лигнина, а также разрушение хромофорных групп органических молекул.

Применение в качестве промышленного дезинфицирующего средства

Широкое применение гипохлорита натрия в качестве промышленного дезинфицирующего средства связано, прежде всего, со следующими направлениями:

• дезинфекция питьевой воды перед подачей в распределительные системы городского водоснабжения;
• дезинфекция и альгицидная обработка воды плавательных бассейнов и прудов;
• обработка бытовых и промышленных сточных вод, очистка от органических и неорганических примесей;
• в пивоварении, виноделии, молочной промышленности - дезинфекция систем, трубопроводов, резервуаров;
• фунгицидная и бактерицидная обработка зерна;
• дезинфекция воды рыбохозяйственных водоёмов;
• дезинфекция технических помещений.

Гипохлорит как дезинфектант входит в состав некоторых средств для поточной автоматизированной мойки посуды и некоторых других жидких синтетических моющих средств. Промышленные дезинфицирующие и отбеливающие растворы выпускаются многими производителями под различными торговыми марками.

Использование для дезинфекции воды

Окислительная дезинфекция с помощью хлора и его производных - едва ли не самый распространённый практический метод обеззараживания воды, начало массового использование которого многими странами Западной Европы, США и Россией датируется первой четвертью XX века.

Использование гипохлорита натрия в качестве дезинфицирующего агента взамен хлора является перспективным и обладает рядом существенных преимуществ:

• реагент может быть синтезирован электрохимическим методом непосредственно на месте использования из легкодоступной поваренной соли;
• необходимые показатели качества питьевой воды и воды для гидротехнических сооружений могут быть достигнуты за счёт меньшего количества активного хлора;
• концентрация канцерогенных хлорорганических примесей в воде после обработки существенно меньше;
• замена хлора на гипохлорит натрия способствует улучшению экологической обстановки и гигиенической безопасности:[стр. 36].
• гипохлорит обладает более широким спектром биоцидного действия на различные типы микроорганизмов при меньшей токсичности;

Для целей очистки бытовой воды используются разбавленные растворы гипохлорита натрия: типовая концентрация активного хлора в них составляет 0,2-2 мг/л против 1-16 мг/л для газообразного хлора. Разбавление промышленных растворов до рабочей концентрации производят непосредственно на месте.

Также с технической точки зрения, принимая во внимание условие использования в РФ, эксперты отмечают:

• существенно более высокую степень безопасности технологии производства реагента;
• относительную безопасность хранения и транспортировки до места использования;
• лояльные требования к технике безопасности при работе с веществом и его растворами на объектах;
• неподведомственность технологии обеззараживания воды гипохлоритом Ростехнадзору РФ.

Использование гипохлорита натрия для дезинфекции воды в России становится все более популярным и активно внедряется в практику ведущими промышленными центрами страны. Так, в конце 2009 года, в Люберцах началось строительство завода по производству NaOCl мощностью 50 тыс. тонн/год для нужд Московского городского хозяйства. Правительством Москвы было принято решение о переводе систем обеззараживания воды московских станции водоподготовки с жидкого хлора на гипохлорит натрия (с 2012 г.). Завод по производству гипохлорита натрия будет введён в эксплуатацию в 2015 г.

Производство гидразина

Гипохлорит натрия используется в так называемом процесса Рашига (англ. Raschig Process, окисление аммиака гипохлоритом) - основном промышленном способе получения гидразина, открытого немецким химиком Фридрихом Рашигом в 1907 году. Химия процесса выглядит следующим образом: на первой стадии аммиак окисляется до хлорамина, который затем, реагирует с аммиаком, образуя собственно гидразин.

Прочие направления использования

Среди прочих направлений использования гипохлорита натрия отметим:

• в промышленном органическом синтезе или гидрометаллургическом производстве для дегазации токсичных жидких и газообразных отходов, содержащих циановодород или цианиды;
• окислитель для очистки сточных вод промышленных предприятий от примесей сероводорода, неорганических гидросульфидов, сернистых соединений, фенолов и др.;
• в электрохимических производствах в качестве травителя для германия и арсенида галлия;
• в аналитической химии как реагент для фотометрического определения бромид-иона;
• в пищевой и фармацевтической промышленности для получения пищевого модифицированного крахмала;
• в военном деле как средство для дегазации боевых отравляющих веществ, таких как иприт, льюизит, зарин и V-газы.

Вы зашли в магазин, чтобы купить отбеливатель для одежды. На прилавках стоят бутылочки различных цветов и размеров, но рука инстинктивно берет емкость с "Белизной" - пожалуй, самым популярным отбеливателем среди домохозяек. И тут по пути к кассе вам захотелось прочитать его состав. "Вода, то-се... А натрий гипохлорит?" - вот стандартные мысли совершивших это и наткнувшихся на незнакомое название. В сегодняшней статье я удовлетворю ваше любопытство.

Определение

Натрий гипохлорит (формула NaOCl) является неорганическим соединением, натриевой солью хлорноватистой кислоты. Также его могут называть "лабарраковой/жавелевой водой" или просто "гипохлоритом натрия".

Свойства

Это соединение имеет вид неустойчивого бесцветного кристаллического вещества, которое легко разлагается даже при комнатной температуре. Во время данного процесса выделяется кислород, а если температуру условий повысить до 70 о С, то реакция сопровождается взрывом. Растворенный в воде натрий гипохлорит - это очень сильный окислитель. Ели к нему добавить то образуются вода, хлорид натрия и газообразный хлор. А при реакции углекислого газа с охлажденным раствором обсуждаемого сейчас вещества получается разбавленная хлорноватистая кислота.

Получение гипохлорита натрия

Это соединение получают во время реакции газообразного хлора с растворенным водой гидроксидом натрия.

Чтобы отделить от этой смеси ее охлаждают до 0 о С, тогда он выпадает в качестве осадка. Если и дальше держать раствор гипохлорита натрия в условиях низкой температуры (-40 о С), а потом кристаллизовать при -5 о С, то процесс завершится образованием пентагидрата гипохлорита натрия. А для получения чистой соли этот кристаллогидрат нужно обезводить в вакууме в присутствии серной кислоты. Однако в этом процессе гидроксид натрия успешно заменяется его карбонатом. Тогда продуктами реакции станут не только раствор искомого вещества и хлорид натрия, а еще и гидрокарбонат этого же металла. Обсуждаемое сейчас вещество получается и при взаимодействии с Такими способами его добывают в лаборатории. А вот в промышленности методики получения гипохлорита натрия совсем другие. Там он производится двумя способами: химическим - с помощью хлорирования растворенного в воде гидроксида этого элемента - и электрохимическим - благодаря электролизу водного раствора поваренной соли. У каждого из этих процессов есть свои тонкости проведения, но их подробнее изучают в институтах.

Применение

Данное вещество является незаменимым компонентом в промышленности. Об этом проще рассказатьать при помощи таблицы:

Отрасль применения	Какую роль в ней играет NaOCl
Бытовая химия	дезинфицирующее и антибактериальное средство
	отбеливатель ткани
	растворитель отложений различных веществ
Промышленность	промышленный отбеливатель тканей, древесных масс и других материалов
	средство для промышленной дезинфекции и санитарно-гигинической обработки
	дезинфекция и очистка питьевой воды
	обеззараживание промышленных стоков
	синтез химических веществ
Медицина	противовирусное, противогрибковое и бактерицидное средство, которым обрабатывают кожу, слизистые оболочки и раны

Заключение

Выше были приведены только основные сферы, где используется натрий гипохлорит. Он занимает 91% производства всех подобных соединений на мировом рынке. Без этого вещества не обходится и много других областей промышленности. Но гипохлорит натрия из-за своей ядовитости требует очень аккуратного обращения.

В водных растворах гипохлориты способны разлагаться довольно быстро – однако будет зависеть от температуры воды и ее РН. Сильнокислые растворы полностью гидролизуют гипохлориты, разлагая их при комнатной температуре до кислорода и хлора. Нейтральная среда превращает гипохлориты в хлораты и хлориды – при этом реакция замедляется в условиях комнатной температуры и ускоряется при ее повышении. Температура выше 70оС существенно ускоряет процесс разложения и используется в промышленности для получения хлоратов.

Гипохлориты представляют собой сильные окислители, однако их окисляющие способности в водном растворе сильно зависят от его РН-среды.

Гипохлориты, помещенные в щелочной раствор, входят в реакцию с перекисью водорода, образовывая хлорид и кислород. Основная особенность данной реакции в высвобождении кислорода, находящегося в возбужденном синглетном состоянии, а не в основном триплетном. Именно это и является предпосылкой для его высокой активности и фосфоресцирования в ближнем инфракрасном диапазоне.

Применение гипохлоритов

В органическом синтезе алкилгипохлориты подвергают термической или фотохимической изомеризации с целью получения δ-хлоргидринов. При реакции Гофмана амиды кислот взаимодействуют с гипохлоритами и группируются внутри молекул в изоцианаты, впоследствии гидролизующиеся до первичных аминов или образовывающие уретаны (при наличии ).

Первым гипохлоритом, который начали использовать в промышленности, был гипохлорит калия, применявшийся в отбелке целлюлозной ткани.

Гипохлориты кальция и натрия – это крупнотоннажные продукты, которые получают в результате пропускания хлора через суспензию или раствор соответствующего гидроксида. Большинство гипохлоритов, произведенных по данному методу, используется в смеси с определенным хлоридом – например, гипохлорит, смешанный с хлоридом кальция, превращается на выходе в хлорную известь.

Низкая стоимость и сильные позволяют применять гипохлориты в качестве отбеливающего средства в бумажной, текстильной и целлюлозной промышленности. Кроме того, их используют для дегазации фосфорорганических и серосодержащих ядовитых веществ, а также для химической дезинфекции сточных и питьевых вод.

Гипохлорит натрия - NaClO , получают хлорированием водного раствора едкого натра (NaOH ) молекулярным хлором (Cl 2 ) или же электролизом раствора поваренной соли (NaCl ). Подробно о методах получения гипохлорита натрия (ГПХН) можно прочитать в статье, размещенной на нашем сайте: «Гипохлорит натрия. Процесс получения .».
В РФ состав и свойства ГПХН, выпускаемого промышленностью, или получаемого непосредственно у потребителя в электрохимических установках, должен соответствовать требованиям, предъявляемым в ГОСТе или ТУ. Основные характеристики растворов ГПХН, регламентируемые этими документами, приведены в Таблице 1 .

2. ОПИСАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Безводный гипохлорит натрия (ГПХН) представляет собой неустойчивое бесцветное кристаллическое вещество.
Элементный состав: Na (натрий) (30,9 %), Cl (хлор) (47,6 %), O (кислород) (21,5 %).
Молекулярная масса NaClO (по международным атомным массам 1971 г.) -74,44.
Хорошо растворим в воде: 53,4 г гипохлорита натрия растворяется в 100 граммах воды при 20°C (или 130 г в 100 г воды при 50°C). Растворимость NaClO представлена в таблице 2.1.

Плотность водных растворов гипохлорита натрия

Температура замерзания водных растворов гипохлорита натрия

Термодинамические характеристики гипохлорита натрия в бесконечно разбавленном водном растворе:

• стандартная энтальпия образования, ΔH o 298: − 350,4 кДж/моль;
• стандартная энергия Гиббса, ΔG o 298: − 298,7 кДж/моль.

Водные растворы ГПХН весьма неустойчивы и со временем разлагаются даже при обычной температуре (со скоростью 0,08 до 0,1 % в сутки). На скорость распада ГПХН влияет воздействие солнечного излучения, наличие катионов тяжелых металлов и хлоридов щелочных металлов. При этом наличие в водном растворе сульфата магния или кальция, борной кислоты, силикатов и пр. замедляют процесс разложения ГПХН. Следует заметить, что наиболее устойчивы растворы с сильнощелочной средой (значение pH > 10).
У гипохлорита натрия известно три кристаллогидрата:

• моногидрат NaOCl·H 2 O - крайне неустойчив, разлагается выше 60°C, при более высоких температурах со взрывом.
• кристаллогидрат NaOCl·2,5 H 2 O - более устойчив, чем моногидрат, плавится при 57,5°C.
• пентагидрат NaOCl·5 H 2 O - наиболее устойчивая форма, представляет собой белые или бледно-зелёные ромбические кристаллы. Негигроскопичен, хорошо растворим в воде. В воздухе расплывается, переходя в жидкое состояние, из-за быстрого разложения. Температура плавления:18 - 24,4°C. При нагревании до температуры 30 - 50 °C разлагается.

2.1 Химические свойства ГПХН

Диссоциация, гидролиз и разложение ГПХН в водных растворах

Гипохлорит натрия (ГПХН) - неустойчивое соединение, легко разлагающееся с выделением кислорода. Самопроизвольное разложение медленно происходит даже при комнатной температуре: например, за 40 суток наиболее устойчивая форма - пентагидрат ГПХН (NaOCl·5H 2 O ) теряет около 30 % активного хлора:

2 NaOCl → 2 NaCl + O 2

При нагревании ГПХН параллельно с его разложением происходит реакция диспропорционирования:

3 NaOCl → NaClО 3 + 2NaCl

Гипохлорит натрия образует в воде хлорноватистую кислоту и гипохлорит ион в соотношениях, определяемых рН раствора, а именно соотношение между ионом гипохлорита и хлорноватистой кислотой определяется протеканием реакций гидролиза гипохлорита натрия и диссоциации хлорноватистой кислоты (см. Рис. Изменение форм активного хлора в растворе гипохлорита натрия в зависимости от рН раствора ).
Растворяясь в воде, ГПХН диссоциирует на катионы натрия и анионы хлорноватистой кислоты:

NaOCl → Na + + OCl −

Так как хлорноватистая кислота (HOCl ) является очень слабой, гипохлорит-ион в водной среде подвергается гидролизу:

OCl − + Н 2 О ↔ НОСl + ОН −

Мы уже упоминали о том, что водные растворы ГПХН неустойчивы и со временем разлагаются даже при обычной температуре, и что наиболее устойчивы растворы с сильнощелочной средой (pH > 11).
Так как же происходит разложение ГПХН?
В сильнощелочной среде (pH > 10), когда гидролиз гипохлорит-иона подавлен, разложение происходит следующим образом:

2 OCl − → 2 Cl − + O 2

При температурах выше 35°C распад сопровождается реакцией диспропорционирования:

OCl − → ClO 3 − + 2 Cl −

В среде со значением рН от 5 до 10, когда концентрация хлорноватистой кислоты в растворе заметно выше, разложение протекает по следующей схеме:

HOCl + 2 ClO − → ClO 3 − + 2 Cl − + H +
HOCl + ClO − → O 2 + 2 Cl − + H +

При дальнейшем уменьшении рН, когда в растворе уже нет ClO − ионов, разложение идет следующим путем:

3 HClO → ClO 3 − + 2 Cl − + 3 H +
2 HClO → O 2 + 2 Cl − + 2 H +

В конце концов, когда рН раствора ниже 3, разложение будет сопровождаться выделением молекулярного хлора:

4 HClO → 2 Cl 2 + O 2 + H 2 O

Как резюме, изложенному выше можно сказать, что при рН выше 10 происходит кислородное разложение, при рН 5-10 - кислородное и хлоратное, при рН 3-5 - хлорное и хлоратное, при рН меньше 3 - хлорное разложение растворов гипохлорита натрия.
Таким образом, подкисляя раствор гипохлорита натрия соляной кислотой, можно получить хлор:

NaOCl + 2HCl → NaCl + Cl 2 + H 2 O .

Окислительные свойства ГПХН
Водный раствор гипохлорита натрия, являющийся сильным окислителем, вступает в многочисленные реакции с разнообразными восстановителями, независимо от кислотно-щелочного характера среды.
Основные варианты развития окислительно-восстановительного процесса в водной среде мы уже рассмотрели:
в кислой среде:

NaOCl + H + → Na + + HOCl
2 HOCl + 2 H + + 2e − → Cl 2 + 2 H 2 O
HOCl + H + + 2e − → Cl − + H 2 O

в нейтральной и щелочной среде:

NaOCl → Na + + OCl −
2 OCl − + 2H 2 O + 2e − → Cl 2 + 4OH −
OCl − + H 2 O + 2e − → Cl − + 2 OH −

Ниже приведены основные окислительно-восстановительные реакции с участием гипохлорита натрия.
Так в слабокислой среде иодиды щелочных металлов окисляются до йода:

NaClO + 2 NaI + H 2 O → NaCl + I 2 + 2 NaOH , (1)

в нейтральной среде до иодата:

3 NaClO + NaI → 3 NaCl + NaIO 3 ,

в щелочной среде до периодата:

4 NaClO + NaI → 4 NaCl + NaIO 4

Надо упомянуть, что на реакции (1 ) основан принцип колориметрического определения хлора в воде .
Под воздействием гипохлорита натрия сульфиты окисляются до сульфатов:

NaClO + K 2 SO 3 → NaCl + K 2 SO 4

нитриты до нитратов:

2 NaClO + Ca(NO 2) 2 → 2 NaCl + Ca(NO 3) 2

оксалаты и формиаты до карбонатов:

NaClO + NaOH + CHOONa → NaCl + Na 2 CO 3 + H 2 O

и т.д.
Фосфор и мышьяк растворяются в щелочном растворе гипохлорита натрия, образуя соли фосфорной и мышьяковой кислот.
Аммиак под действием гипохлорита натрия через стадию образования хлорамина, превращается в гидразин (аналогично реагирует и мочевина). Мы уже рассматривали этот процесс в своей статье «Хлорирование питьевой воды », поэтому здесь приведем только суммарные химические реакции этого взаимодействия:

NaClO + NH 3 → NaOH + NH 2 Cl
NH 2 Cl + NaOH + NH 3 → N 2 H 4 + NaCl + H 2 O

Приведенные окислительно-восстановительные реакции очень важны, т.к. влияют на потребление активного хлора и переход его в связанное состояние при хлорировании воды. Расчет дозы потребления активного хлора при использовании в качестве хлорагента аналогичен тому, что мы приводили в статье «Хлорирование питьевой воды ».

2.2. Бактерицидные свойства ГПХН

2.3. Коррозионная активность ГПХН

Гипохлорит натрия оказывает довольно сильное коррозионное воздействие на различные материалы. Это обусловлено его высокими окислительными свойствами, которые были рассмотрены нами ранее. Поэтому при подборе конструкционных материалов для изготовления установок очистки воды это необходимо учитывать. В таблице, которая приводится ниже, представлены данные по скорости коррозии некоторых материалов при воздействии на них растворов гипохлорита натрия различной концентрации и при различной температуре. Более подробную информацию по коррозионной устойчивости различных материалов по отношению к растворам ГПХН можно найти в Таблице химической совместимости (в формате rar-архива ), размещенной на нашем сайте.
Не менее важно учитывать и то обстоятельство, что фильтрующие загрузки, которые используются для скорых насыпных фильтров, могут изменять свои фильтрующие свойства при воздействии на них ГПХН, точнее активного хлора, например, при подборе фильтрующей среды для процесса каталитического обезжелезивания - катализаторов обезжелезивания .
Не следует забывать, что активный хлор оказывает негативное влияние на мембранные процессы, в частности он вызывает деструкцию мембран обратного осмоса (об этом мы рассказывали в нашей статье «Обратный осмос. Теория и практика применения. »), а при высоком содержании (более 1 мг/л) отрицательно влияет на процессы ионного обмена .
Что касается материалов, из которых следует изготавливать собственно систему дозирования ГПХН, то здесь надо ориентироваться на концентрации активного хлора в рабочих растворах ГПХН, которые, естественно, существенно выше концентраций в обрабатываемой воде. Об этом мы поговорим немного позже.

Скорость коррозии некоторых материалов при воздействии на них растворов ГПХН

Материал	Концентрация NaClO, % масс.	Температура, °C	Скорость коррозии, мм/год
Алюминий	10 при pH > 7	25	> 10
Медь	2	20	< 0,08
	20	20	> 10
Сталь Ст.3	0,1 при pH > 10	20	< 0,1
	> 0,1	25	> 10,0
Сталь 12Х17, 12Х18Н10Т	5	20	> 10,0
Сталь 10Х17Н13М2Т	< 34	40	< 0,001
		Tкип.	1,0 ÷ 3,0
Сталь 06ХН28МДТ	< 34	20 ÷ Tкип.	< 0,1
Титан	10 ÷ 20	25 ÷ 105	< 0,05
	40	25	< 0,05
Цирконий	10	30 ÷ 110	< 0,05
	20	30	< 0,05
Чугун серый	< 0,1 при pH > 7	25	< 0,05
	> 0,1	25	> 10,0
Чугун СЧ15, СЧ17	< 34	25 ÷ 105	< 1,3
Полиамиды	< 34	20 ÷ 60	стоек
Поливинилхлорид	< 34	20	стоек
		65	относит. стоек
Полиэтилен	< 34	20 ÷ 60	стоек
Полипропилен	< 34	20 ÷ 60	стоек
Резина на основе бутилкаучука	10	20 ÷ 65	стоек
	насыщ. раствор	65	стоек
Стекло	< 34	20 ÷ 60	стоек
Фторопласт	любая	20 ÷ 100	стоек

3. ПРИМЕНЕНИЕ ГИПОХЛОРИТА НАТРИЯ

Промышленностью РФ ГПНХ выпускается в виде водных растворов различной концентрации .
Гипохлорит натрия различных марок применяют:

• раствор марки А по ГОСТ 11086 - в химической промышленности, для обеззараживания питьевой воды и воды плавательных бассейнов, для дезинфекции и отбелки;
• раствор марки Б по ГОСТ 11086 - в витаминной промышленности, как окислитель для отбеливания ткани;
• раствор марки А по ТУ - для обеззараживания природных и сточных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении, дезинфекции воды рыбохозяйственных водоемов, дезинфекции в пищевой промышленности, получения отбеливающих средств;
• раствор марки Б по ТУ - для дезинфекции территорий, загрязненных фекальными сбросами, пищевыми и бытовыми отходами; обеззараживании сточных вод;
• раствор марки В, Г по ТУ - для дезинфекции воды рыбохозяйственных водоемов;
• растворы марок Э по ТУ - для дезинфекции аналогично марке А по ТУ, а также дезинфекции в медико-санитарных учреждениях, предприятиях общественного питания, объектах ГО и др., а также - обеззараживания питьевой воды, стоков и отбеливания.

К гипохлориту натрия, применяемому вместо жидкого хлора для дезинфекции питьевой воды, предъявляются определенные требования, касающиеся концентрации щелочи и тяжелых металлов, например железа, стабильности, цветности. С основными характеристиками растворов ГПХН, регламентируемые нормативными документами, можно ознакомится .
Давайте вначале обсудим обработку воды гипохлоритом натрия в различных отраслях, а затем вернемся к процессу обеззараживания воды с помощью ГПХН в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения.

3.1. Обеззараживание воды плавательных бассейнов хлорированием

В РФ гигиенические требования к устройству и эксплуатации плавательных бассейнов, а также качеству воды в них нормируются СанПиН 2.1.2.1188-03 , но поставщики и изготовители импортного оборудования для очистки и обеззараживания воды в бассейнах очень часто ориентируются на требования стандартов DIN 19643 .
Системы очистки и обеззараживания воды в бассейнах должны обеспечивать:

Таким образом, установки очистки и обеззараживания воды в бассейне в режиме рециркуляции должны обеспечивать удаление как загрязнений (механических, коллоидных и растворенных), так и микроорганизмов, попадающих в бассейн из воздуха и заносимых купающимися людьми. При этом концентрации вредных веществ, которые могут образовываться в результате химических реакций загрязнений воды с используемыми для обеззараживания и корректировки состава воды реагентами, не должны превышать ПДК. Выполнение указанных требований является достаточно сложной инженерно-экономической задачей.
Основные мероприятия для обеспечения качественной воды в бассейне, которые надо проводить в процессе его эксплуатации, изложены нами на страничке «Эксплуатация бассейнов » нашего сайта. В настоящей публикации мы остановимся только на обеззараживании воды в бассейне хлорированием.
Мы уже знаем, что хлорирование - самый распространенный реагентный метод обеззараживания воды, к тому же самый доступный и недорогой. Хлор является мощным окислительным агентом и обладает очень широким спектром противомикробного действия - т.е. способен разрушать и уничтожать подавляющее большинство известных патогенных микроорганизмов. Важное преимущество хлора - пролонгированность действия, т.е. способность долго сохраняться в активном виде в воде бассейна. Более того, при комбинации с каким-либо другим способом обеззараживания именно хлорирование позволяет достичь максимального эффекта обеззараживания воды в бассейне.
Кратко рассмотрим физико-химический смысл процессов, происходящих в воде бассейна в процессе и после проведения хлорирования. После растворения хлорагента в воде бассейна при оптимальном уровне рН (7,0 - 7,4) образуются гипохлорит-ион и хлорноватистая кислота и называется уровнем свободного хлора , который по действующим санитарным нормам должен поддерживаться на уровне 0,3 - 0,5 мг/л.
Отметим, что указанный уровень рН воды в бассейне для проведения процесса хлорирования выбран не случайно - только в этом интервале рН реакция взаимодействия хлорирующего агента с водой проходит с максимальным «коэффициентом полезного действия», т.е. с максимальным «выходом» свободного хлора .
Свободный хлор вступает в реакции окисления с присутствующими в воде патогенными микроорганизмами и загрязняющими веществами. Главной особенностью процесса хлорирования воды в бассейне является то, что в ней помимо микроорганизмов, являющимися основными объектами обеззараживания, присутствует большое количество органических примесей белковой природы (жир, пот, крема и т.д., заносимые купающимися людьми). Они в результате взаимодействия с активным хлором образуют неорганические и органические хлорамины , образуя связанный хлор . При этом последние очень стабильны и обладают сильным раздражающим действием, что весьма отрицательно сказывается на общем качестве воды в бассейне.
Суммарное содержание в воде бассейна свободного и связанного хлора называется общим хлором . Уровень связанного хлора, который определяется разностью общего и свободного хлора, не должен превышать в воде бассейна 1,2 мг/л.
В качестве хлорагентов для обеззараживания воды, находящейся в бассейне, чаще всего применяют:

• газообразный хлор;
• гипохлориты натрия, кальция или лития;
• хлорпроизводные изоциануровой кислоты: хлор-изоцианураты (натриевая соль дихлоризоциануровой кислоты, трихлоризоциануровая кислота).

В контексте с направлением настоящей публикации мы рассмотрим в сравнении только два хлорагента: газообразный хлор и гипохлорит натрия (ГПНХ).

До определенного времени газообразный хлор являлся безальтернативным хлорагентом, применяемым при обеззараживании воды в бассейне. Но его применение было сопряжено с огромными затратами по обеспечению безопасности процесса хлорирования (подробнее речь об этом пойдет при рассмотрении процесса обеззараживания питьевой воды ). Поэтому именно специалисты по бассейновому оборудованию обратились к возможности замены хлора гипохлоритом натрия. Определив оптимальные условия для обеззараживания воды при ее рециркуляции (в основном диапазон рН), требования к технологическому оборудованию и к организации контроля содержания хлора в воде были разработаны технологические схемы для скиммерного и переливного бассейнов и аппаратурное оформление процесса очистки и дезинфекции воды в бассейне в том виде, в котором мы его видим сегодня.
Для обработки воды в бассейне химиками были разработаны стабилизированные составы ГПХН, выпуск которых освоен сейчас многими фирмами. Вот некоторые из них:

Девиз процесса очистки воды в бассейне: фильтрация и дезинфекция . На страничках нашего сайта, посвященных эксплуатации бассейнов подробно изложены методы и последовательность операций, позволяющих добиться качественной, прозрачной воды в бассейне. Единственное, что там не указано, как же работать с ГПХН.
Особенностями процесса обеззараживания воды в бассейне с помощью препаратов, содержащих ГПХН (в режиме рециркуляции), являются (перечисляем по степени важности):

• пониженное значение рН (его значение может быть ниже 6,9);
• ограниченное время контакта воды с дезинфектантом (хлорагентом) - как правило, оно исчисляется всего лишь несколькими минутами;
• повышенная температура воды (она достигает 29 о С);
• повышенное содержание органических веществ.

И вот в этих «адских» для ГПХН условиях от него нужно добиться максимальной отдачи.
Как это делается на практике? Вообще все начинается еще на этапе проектирования бассейна . При размещении оборудования циркуляционной петли бассейна стараются сделать так, чтобы от точки внесения в воду дезинфектанта до поступления воды в бассейн между ними был бы максимальный временной контакт. Поэтому точкой введения дезинфектанта обычно является напорный трубопровод циркуляционного насоса , т.е. максимально удаленная точка от возвратных форсунок . Там же устанавливается датчик измерения рН , а корректирующий состав вводится на всасывающем патрубке циркуляционного насоса, который служит в этом случае своеобразным узлом смешения. Подогреватель воды в бассейне размещают как можно ближе к возвратным форсункам, чтобы, во-первых, сократить потери тепла, а во-вторых, раньше времени не начинать деструкцию ГПХН.

Ну а теперь опишем алгоритм выполнения операций при эксплуатации бассейна:

• Вначале определяются значения рН и Red-Ox потенциала . Первый показатель необходим для корректировки значения рН до оптимального значения: 7,2 - 7,4. Второй служит своеобразным индексом загрязненности воды, поступающей из бассейна, и предназначен для предварительного определения дозы дезинфектанта, который будет внесен в обрабатываемую воду. Такой контроль можно выполнить как вручную с помощью соответствующих приборов, так и автоматически с помощью встроенных в циркуляционный контур датчиков и вторичных приборов - контроллеров .
• Вторым этапом является собственно корректировка рН , т.е. в зависимости от измеренного значения в воду вносят реагенты, снижающие или повышающие значение рН (последние, как правило, применяются чаще, т.к. в процессе эксплуатации бассейна вода «закисляется»). Контроль значения рН проводят также как и в предыдущем случае. А вот внесение реагентов можно сделать как вручную (для бассейнов с небольшим объемом воды), так и автоматически (что чаще всего применяется для общественных бассейнов). В последнем случае дозирование рН корректирующих реагентов производиться с помощью насосов-дозаторов, которые имеют встроенный рН контроллер .
• И наконец, производят ввод рабочего раствора ГПХН в обрабатываемую воду, который осуществляют методом пропорционального дозирования с помощью насосов-дозаторов . При этом пропорциональное дозирование (управление насосом-дозатором) производится по сигналу датчика хлора , установленного либо непосредственно в трубопроводе (желательно непосредственно перед подогревателем). Существует еще один метод контроля качества дезинфекции воды в бассейне и управления насосом-дозатором - контроль Red-Ox потенциала, т.е. косвенное измерение активного хлора в воде. После узла ввода ГПХН обычно устанавливают динамический смеситель или делают несколько крутых поворотов напорного трубопровода циркуляционного насоса для тщательного перемешивания обрабатываемой воды с рабочим раствором ГПХН. И то и другое вносит дополнительное сопротивление на линии возврата воды в бассейн. Это нужно учитывать при подборе циркуляционного насоса.

Как мы убедились, процесс дезинфекции воды в бассейне достаточно сложен и включает в себя несколько стадий. Поэтому для полной автоматизации этого процесса и исключения из него «человеческого» фактора были разработаны системы дозирования, состоящие из одного, двух или даже трех насосов-дозаторов, контроллеров, датчиков, электрохимических ячеек и т.д. Их описание можно найти на этой страничке .
Дозирование гипохлорита марки «Э» мало чем отличается от дозирования стабилизированных препаратов на основе гипохлорита натрия марки «А». Разве что появляется необходимость отслеживания общего солесодержания воды в бассейне, поскольку гипохлорит марки «Э», содержит поваренную соль (см. описание процесса получения). Поэтому при его дозировании эта соль поступает в обрабатываемую воду и повышает общее солесодержание (с учетом того, что система рециркуляции замкнута, а общий приток свежей воды составляет всего лишь 10% от объема).

3.2. Обработка бытовых и промышленных сточных вод

Очистка сточных вод заключается в их обезвреживании и обеззараживании.
Обеззараживание сточных вод может производиться несколькими методами: хлорированием , озонированием и УФ-излучением .
Обеззараживание (хлором, гипохлоритом натрия, или прямым электролизом) бытовых сточных вод и их смесей с производственными стоками производится после их очистки. При раздельной механической очистке бытовых и производственных вод, но совместной их биологической очистке, допускается (СНиП 2.04.03-85) предусматривать обеззараживание только бытовых вод после их механической очистки с дехлорированием их перед подачей на биологическую очистку. Вопрос об отводе сточных вод, после обеззараживания должен решаться в каждом конкретном случае по согласованию с территориальными учреждениями Госсанэпидслужбы в соответствии требованиями СанПиН 2.1.2.12-33-2005 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».
Перед обеззараживанием сточные воды осветляют, освобождая их от взвешенных частиц (механическая очистка), а затем уже осветленные воды окисляют биологическим путем (биологическая очистка). Биологическая очистка осуществляется двумя методами: 1) интенсивным (искусственная очистка) и 2) экстенсивным (естественная очистка).
Интенсивный метод позволяет очищать сточную жидкость на специальных очистных сооружениях, располагающихся на небольшой территории, но требует затрат электроэнергии, строительства очистных сооружений, квалифицированного персонала для управления ими и хлорирования. К сооружениям интенсивной очистки относятся аэротенки и биоокислители (биологические фильтры, перколяторы).
Экстенсивный метод требует большей территории, но менее дорогой в строительстве и эксплуатации и дает сток, свободный от яиц гельминтов и патогенных бактерий. Хлорирование в этом случае не требуется. К сооружениям экстенсивной очистки относятся биологические пруды, поля орошения и поля фильтрации.

Хлорирование сточных вод.
Хлорирование применяется для обработки бытовых и промышленных вод, для разрушения животных и растительных микроорганизмов, устранения запахов (особенно образующихся из серосодержащих веществ), обезвреживания промышленных стоков, например, от цианистых соединений.
Сточные воды характеризуются высокой степенью органической нагрузки. Эмпирически установленные значения обеззараживающих концентраций активного хлора в сточных водах могут достигать 15 мг/л. Поэтому необходимые дозы активного хлора и продолжительность контакта его со сточной водой определяют пробным хлорированием. Для предварительных расчетов обеззараживания сточных вод принимают следующие дозы активного хлора: после механической очистки - 10 мг/л; после полной искусственной биологической очистки - 3 мг/л, после неполной - 5 мг/л.
Производительность установки для хлорирования рассчитывают на принятую дозу активного хлора с коэффициентом 1,5. Продолжительность контакта хлора с обеззараживаемой водой зависит от формы соединений хлора. Для свободного активного хлора продолжительность контакта составляет 0,5 ч, для связанного активного хлора - 1 ч. Остаточный хлор после контакта со сточной водой должен включать: свободный активный хлор - 1 мг/л, связанный активный хлор - 1,5 мг/л.
Доза активного хлора должна превышать удельную величину хлорпоглощения воды таким образом, чтобы возникающая при этом концентрация активного хлора в воде обеспечивала требуемый технологический эффект (уровень обеззараживания, степень осветления и т.д.). При расчете дозы активного хлора для обработки загрязненной воды должна учитываться величина ее хлорпоглощения, определяемая в соответствии с требованиями стандарта ASTM D 1291-89.
При необходимости борьбы с энтеровирусами предусматривают двойное хлорирование: первичное хлорирование после полной биологической очистки и вторичное — после дополнительного фильтрования или отстаивания воды. Дозы активного хлора для первичного хлорирования при борьбе с энтеровирусами принимают 3 - 4 мг/л при контакте продолжительностью 30 мин, вторичного 1,5 - 2 мг/л при контакте 1,5 - 2 ч.
Хлорирование может быть использовано для обработки воды, содержащей аммоний. Процесс осуществляют при температуре выше 70 о С в щелочной среде с добавлением CaCl 2 или СаСО 3 для разложения соединений аммиака.
В ходе обработки вод, содержащих гуминовые вещества, последние превращаются в хлороформы, дихлоруксусную кислоту, трихлоруксусную кислоту, хлоральдегиды и некоторые другие вещества, концентрация которых в воде значительно ниже.
Для очистки от фенолов (содержание 0,42-14,94 мг/л) используют 9% раствор гипохлорита натрия в количестве 0,2-8,6 мг/л. Степень очистки достигает 99,99%. При хлорировании воды, содержащей фенолы, происходит образование фенолоксифенолов.
Известны данные об использовании гипохлорита натрия для удаления ртути из сточных вод.
Хлорирование сточных вод жидким хлором при помощи хлораторов имеет более широкое применение по сравнению с процессом, где используется ГПХН. Жидкий хлор вводят в сточную воду либо непосредственно (прямое хлорирование ), либо при помощи хлоратора . Подробнее об этих процессах мы расскажем при рассмотрении процесса дезинфекции (хлорировании) питьевой воды.
При использовании в качестве хлорагента гипохлорита натрия ввод рабочего раствора ГПХН в обрабатываемую воду осуществляют методом пропорционального дозирования с помощью насосов-дозаторов .
Гигиенические требования к организации и контролю за обеззараживанием сточных вод установлены в методических указаниях МУ 2.1.5.800-99 .

3.3. Использование гипохлорита натрия в пищевой промышленности

Высокий риск для здоровья потребителя всегда вызывается испорченными пищевыми продуктами, что ни в коей мере нельзя недооценивать. Чаще всего порча пищевых продуктов вызывается микроорганизмами, которые во время технологического процесса изготовления пищевого продукта попадают на него с плохо очищенных и некачественно продезинфицированных поверхностей технологического оборудования, из плохо подготовленных воды, воздуха, из некачественного сырья, из некорректно отведенных промывных вод, и, наконец, от производственного персонала.
Но основным источником микроорганизмов в пищевой промышленности является пыль. На всех участках пищевого производства обсемененность микроорганизмами возникает в труднодоступных местах: сложного оборудования, крышках баков, емкостей, провисающих трубопроводах, швах, стыках, закруглениях и пр. Поэтому решающее значение для получения продукции хорошего качества в пищевой индустрии имеет строгое соблюдение технологического режима производства, высокое санитарное состояние предприятия и проведение мероприятий по мойке и дезинфекции, как оборудования, так и производственных помещений с систематическим микробиологическим контролем.
Еще в начале восьмидесятых годов ХХ века Институтом биологии и ее применения к проблемам питания (г.Дижоне, Франция) было проведено изучение средств дезинфекции, используемых в пищевой промышленности. При этом ГПХН был оценен среди этих продуктов по первому классу как наиболее пригодный для этих целей и наиболее экономичный. Он показал высокую эффективность в отношении почти всех растительных клеток, спор и бактерий. По этой причине гипохлорит натрия находит широкое применение в пищевой промышленности для дезинфекции с целью уничтожения ракообразных и моллюсков; для различных промывок; для борьбы против бактериофагов в сыроваренной промышленности; для дезинфекции резервуаров, загонов для скота.
Но в пищевой промышленности дезинфицирующие средства выбираются каждый раз целенаправленно в соответствии с предъявляемыми требованиями. Так, требования к дезинфицирующему средству при переработке молока могут отличаться или быть вообще другими, чем, например, в пивоваренном производстве либо при производстве безалкогольных напитков, либо в мясоперерабатывающем производстве. В общем, целью применения определенного вида дезинфектанта для определенной подотрасли пищевой промышленности является уничтожение или редукция не всех микроорганизмов, а исключительно вредных для производимой продукции (влияющих, как правило, на качество и срок хранения продукции), а также патогенных микроорганизмов.
Поэтому в РФ были разработаны санитарные нормы и правила, касающиеся обеспечения микробиологической безопасности для каждой из подотраслей пищевых производств. Приведем некоторые из них:

1. СП 3244-85 « Санитарные правила для предприятий пивоваренной и безалкогольной промышленности».
2. ИК 10-04-06-140-87 «Инструкция санитарно-микробиологического контроля пивоваренного и безалкогольного производства».
3. СанПиН 2.3.4.551-96 «Производство молока и молочных продуктов. Санитарные правила и нормы».
4. «Инструкция по санитарной обработке оборудования на предприятиях молочной промышленности».
5. «Инструкция по санитарной обработке оборудования при производстве жидких, сухих и пастообразных молочных продуктов детского питания».
6. СП 3238-85 «Санитарные правила для предприятий мясной промышленности».
7. СП 2.3.4.002-97 «Предприятия пищевой промышленности. Санитарные правила для мясоперерабатывающих предприятий малой мощности».
8. «Инструкция по санитарной обработке технологического оборудования и производственных помещений на предприятиях мясной промышленности» (утв. в 2003 г.).
9. СанПиН 2.3.4.050-96 «Предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности (технологические процессы, сырье). Производство и реализация рыбной продукции. Санитарные правила и нормы».
10. «Инструкция по санитарно-микробиологическому контролю производства пищевой продукции из рыбы и морских беспозвоночных.» (№ 5319-91. Л., Гипрорыбфлот, 1991).
11. «Инструкция по санитарной обработке технологического оборудования на рыбообрабатывающих предприятиях и судах.» (№ 2981-84. М., Транспорт, 1985).

Помимо своих специфических критериев и соответствующего случаю применения дезинфектанта необходимой эффективности и селективности, химические дезинфицирующие средства в пищевой промышленности выбираются исходя из того, как будут они применяться «открытым» или «закрытым» способом.
При дезинфекции в закрытой системе (метод CIP) в результате использования широко распространенного на сегодняшний день автоматического пропорционального дозирования , а также автоматического управления процессом мойки и дезинфекции, как правило, не происходит прямой контакт между обслуживающим персоналом и химическим продуктом (за исключением момента приготовления рабочего раствора). Поэтому в этом случае нет прямой потенциальной опасности для обслуживающего персонала в отношении опасных и агрессивных сред, какими являются дезинфектанты и их растворы.
При открытом способе дезинфекции , где необходим ручной метод обработки, наблюдается обратная ситуация. Здесь обслуживающий персонал с одной стороны должен следить за тем, чтобы избежать прямого контакта с химическим продуктом, используя средства индивидуальной защиты, а с другой стороны по возможности использовать максимальные дезинфицирующие возможности продукта.
В пищевой промышленности применяются, как правило, не чистые активные дезинфицирующие вещества, а их разбавленные растворы, которые помимо активных веществ содержат некоторое количество вспомогательных средств. Этими веществами могут быть: поверхностно-активные вещества для улучшения смачивания подлежащих дезинфекции поверхностей; комплексообразователи для снижения жесткости воды; эмульгаторы и диспергаторы для равномерного распределения реагента по обрабатываемой поверхности и т.д.
Кроме того, поскольку любой дезинфектант «активно работает» в определенном диапазоне значений рН, то в зависимости от основного вещества (дезинфектанта) готовые к применению дезинфицирующие растворы или их концентраты должны иметь кислую, нейтральную или щелочную среду. Несколько примеров: как мы убедились, гипохлорит натрия и хлорсодержащие соединения проявляют наибольшую активность только в щелочной среде , а надуксусная кислота более эффективна в кислой среде. Четвертичные аммонийные соединения в кислой среде рН резко теряют свои дезинфицирующие свойства, а альдегиды можно использовать и в кислой, и нейтральной средах и т.д.
Дезинфекция с помощью хлорагентов достаточно распространена в пищевой промышленности. В данной публикации мы остановимся только на дезинфицирующих хлорсодержащих препаратах, которые имеют в своем составе гипохлорит натрия.
В самом начале необходимо отметить, что, как правило, все дезинфицирующие средства на основе ГПХН, применяемые в пищевой промышленности, помимо своего основного назначения - разрушения бактерий и вирусов, грибов и плесени, удаляют масла, жиры, белки, остатки крови, пятна чая, кофе, фруктов и т.д., поскольку обладают отбеливающими свойствами. Все дезинфицирующие средства на основе ГПХН поставляются в концентрированном виде, а рабочий раствор готовится на месте путем разбавления концентрата. Как правило, все средства щелочные (значение рН рабочего раствора колеблется в пределах от 11 до 13). Связано это с химическими свойствами ГПХН , которые мы рассматривали ранее. Содержание активного хлора в рабочем растворе колеблется от 60 до 240 мг/л. В таблице приведены некоторые из наиболее популярных дезинфицирующих и моющих средств на основе ГПХН.

Торговая марка	Состав										Изготовитель
	ГПХН (Ср.р.)	Щелочь (рН)	С	П	О	Ф	А	И	СЖ	К
SR 3000 D	+ 2%	+ рН=12	+		+						HWR-Chemie GmbH, Германия
DM CID	+ 2%	+ рН=12						+	+	+	Cid Lines NV/SA, Бельгия
DM CID S	+ 2%	+ рН=12		+				+	+	+
Катрил-хлор	+ 2%	+ рН=12						+	+		ЗАО «Экохиммаш», Россия
Катрил-хлор пенный	+ 2%	+ рН=12		+				+	+
Neomoscan® RD-B	+ 1%	+ рН=12				+					Chemische Fabrik DR. WEIGERT GmbH & Co. KG, Германия
Divosan Hypochlolite	+ 1%	+ рН=11						+	+	+	JohnsonDiversey, Великобритания
Калгонит ЦФ 312	+ 1%	+ рН=12		+							Calvatis GmbH, Германия
Калгонит ЦФ 353	+ 2,4%	+ рН=12	+	+		+
Калгонит ЦФ 315	+ 1%	+ рН=12		+				+
Калгонит 6010	+ 4%	+ рН>12							+
СИП-БЛЮ 5	+ 3%	+ рН=11		+					+		«НПО СпецСинтез», Россия
АКТИВ - ЛЮКС Д	+ 2%	+ рН=11,5		+

Принятые в таблице обозначения: С - силикаты; П - поверхностно-активные вещества, О - отдушки; Ф - фосфаты; А - альдегиды; И - ингибиторы коррозии; СЖ - стабилизаторы жесткости; К - комплексообразователи.

Нам хорошо известно, что решающим фактором при приобретении какого-либо пищевого продукта являются его вкусовые характеристики. Поэтому технологи пищевой промышленности неохотно используют средства дезинфекции с хлорсодержащими агентами, поскольку активный хлор уж очень «активно влияет» на вкус и запах продукции. Исключение составляет наружная дезинфекция технологического оборудования, ввиду того, что хлор обладает замечательным пролонгирующим действием. Гипохлорит натрия относится к числу таких средств. Обычно для дезинфекции технологического оборудования применяют раствор ГПХН, содержащий 30-40 мг/л активного хлора. Бактерицидное действие гипохлорита натрия проявляется после нанесения раствора при 20-25оС и его экспозиции в течение 3-5 минут. Правда, в этом случае надо учитывать коррозионную активность растворов ГПХН , поэтому для снижения коррозирующего действия используют смесь гипохлорита натрия, каустической соды и метасиликата натрия (препарат «Гипохлор»). Коррозионная активность этого препарата в 10-15 раз меньше, чем обычного гипохлорита натрия.
Что касается обработки внутренних полостей технологического оборудования пищевой промышленности, то ГПХН активно вытесняется препаратами, не содержащими хлор.

3.4. Использование гипохлорита в рыбоводстве

Рыбоводные пруды, орудия лова, живорыбная тара, рыбоводный инвентарь, а такжеспецодежда и обувь лиц, участвующих в проведении рыбоводных и ветеринарно-санитарных мероприятий, подлежат периодической очистке и дезинфекции (дезинвазии). Чаще всего для этого используется хлорная известь. Однако в последнее время для этой цели стали использовать гипохлорит натрия в виде разбавленных растворов.
Достаточно активно ГПХН используется при дезинфекции рыболовных сетей, сачков и баков из пластика для хранения рыбы.
При использовании растворов ГПХН в рыбоводстве следует выполнять пересчет концентрации активного хлора, получающейся при использовании растворов хлорной извести и растворов ГПХН. При этом руководствуются: «Ветеринарно-санитарными правилами для рыбоводных хозяйств» и «Инструкцией по ветеринарному надзору за перевозками живой рыбы, оплодотворенной икры, раков и других гидробионтов».

3.5. Использование гипохлорита в здравоохранении

Уже первой мировой войне гипохлорит натрия как антисептик с успехом применяли для перевязок при лечении ран и ожогов. Однако в то время чисто технические трудности массового производства, да и не очень хорошее качество препарата способствовали подписанию ему чуть ли не обвинительного приговора. Кроме того «подоспели» новые, как тогда казалось, более эффективные лекарства, и вскоре о гипохлорите забыли... и вспомнили в 60-е годы ХХ века во время войны во Вьетнаме. Там в обстановке, когда требовалось использовать наиболее действенные средства борьбы с инфекцией, отдавали предпочтение гипохлориту натрия, а не новейшим антибиотикам. Такая симпатия объяснялась не только высокой эффективностью ГПХН, но и универсальностью препарата. Ведь во фронтовых условиях вместо дюжины упаковок лучше иметь под рукой один флакон с раствором, которым можно и рану промыть, и кожу перед операцией продезинфицировать, и инструменты обработать.
Мы как-то привыкли, что за каждым названием лекарства стоит расшифровка его сложной химической формулы. Покупая самые разные препараты, мы не интересуемся этими премудростями, лишь бы помогло. А вот гипохлорит натрия такого внимания заслуживает. Оказывается, что в умеренных концентрациях гипохлорит совершенно безопасен для человека. Гипохлорит, как не странно, удивительно хорошо «вписывается» в работу систем организма, отвечающих за защиту от инфекции и восстановление поврежденных тканей. Они воспринимают его как что-то родное и знакомое. А он действительно «свой»: в малых количествах ГПХН постоянно вырабатывается лейкоцитами , призвание которых как раз в том и состоит, чтобы бороться с инфекцией. Ни для кого не секрет: одни и те же болезнетворные микробы по-разному воздействуют на разных людей: кто-то даже не заметит их нападения, кто-то почувствует легкое недомогание, а у кого-то болезнь принимает тяжелое, подчас фатальное течение. Повышенная восприимчивость к инфекции связана, как известно, с ослаблением защитных сил организма. Гипохлорит в организме человека не только уничтожает микробы, но и «настраивает» иммунную систему на их распознавание (и это одно из важнейших его свойств).
При тяжелых заболеваниях, обширных ранах, ожогах, после длительного сдавления тканей и серьезных операций, как правило, развивается самоотравление организма продуктами распада тканей. Накапливающиеся в организме токсические вещества повреждают органы, ответственные за их нейтрализацию и удаление. Могут значительно нарушиться функции почек, печени, легких, головного мозга. Помочь этому можно только извне. В этом случае обычно проводится гемосорбция - кровь больного пропускают через специальные фильтры-сорбенты. Однако не все токсины поглощаются этими фильтрами или поглощаются не полностью.
Альтернативой гемосорбции послужил метод электрохимической детоксикации - внутривенного введения гипохлорита натрия, которое можно назвать отечественным «ноу-хау» (мы уже упоминали о нем рассматривая бактерицидные свойства гипохлорита натрия . Сегодня трудно точно вспомнить, что послужило толчком к изучению его нашими учеными. Поиски нетрадиционных средств, а может, просто любознательность... Но гипохлориту повезло - сотрудники НИИ физико-химической медицины (а именно в этом институте проводили исследования и активно внедряли в медицинскую практику гемосорбцию, плазмоферез, ультрафиолетовое облучение крови...) «взяли его в оборот». Их интерес к гипохлориту натрия отличала одна существенная особенность: вода, из которой гипохлорит образуется, - неотъемлемая основа всех биологических процессов. Препарат в отличие от других, применяемых в подобных случаях, не выводит яды из организма - он просто расщепляет их до нейтральных молекул, не причиняющих никакого вреда. Токсины стремительно сгорают в активном кислороде гипохлорита , и состояние пациента улучшается на глазах: нормализуются давление, частота сердечных сокращений, работа почек, улучшается дыхание, и человек приходит в сознание... Удается избавиться от токсинов, которые никаким другим путем не удалить из организма. По свидетельству реаниматологов, метод позволяет с высокими шансами на успех оперировать больных, считавшихся ранее безнадежными.
Гипохлорит практически не вызывает столь распространенных в наше время аллергических реакций, чем как раз грешат многие антибиотики. Но в отличие от антибиотиков, избирательно убивающих определенные виды бактерий, гипохлорит натрия уничтожает практически любые болезнетворные микроорганизмы, вплоть до вирусов, а те микробы, которые при контакте с ним «случайно уцелели», резко теряют свою вредоносную активность и становятся легкой добычей других элементов иммунной системы. Интересно, что бактерии, слегка «поврежденные» гипохлоритом, теряют устойчивость и к воздействию антибиотиков.
По данным разных авторов раствор гипохлорита натрия успешно применяется при хирургической гнойной патологии, как в качестве бактерицидного препарата для обработки ран, так и в качестве инфузионного детоксицирующего раствора для внутривенного введения в центральные вены. Гипохлорит натрия может вводиться в организм всеми возможными способами, при этом он выполняет не только детоксикационно-окислительную функцию печени, но также стимулирует биологические и молекулярные механизмы фагоцитоза. Тот факт, что гипохлорит натрия непосредственно образуется в макрофагах при фагоцитозе, позволяет говорить о его естественности и физиологичности и относит применение растворов гипохлорита к экологически чистым немедикаментозным методам лечения.
Причем, применение раствора гипохлорита натрия оказалось эффективным не только в гнойной хирургии, урологии и гинекологии, но и в пульмонологии, фтизиатрии, в гастроэнтерологии, стоматологии, в дерматовенерологии и токсикологии. В последнее время с успехом применяется не только бактерицидное свойство гипохлорита натрия, но и его высокая детоксицирующая активность.
Анализ использования различных биологических детоксицирующих систем (гемосорбция, гемодиализ, форсированный диурез и др.) указал только на перспективность применения системы электрохимического окисления как наиболее эффективного, физиологичного и технически несложного метода детоксикации организма.
Выраженный лечебный эффект гипохлорита натрия при ряде заболеваний и состояний организма связан не только с его детоксикационными свойствами, но и с его способностью улучшать показатели крови, повышать иммунный статус, оказывать противовоспалительное и антигипоксическое воздействия.
Ведущей реакцией, детоксицирующей токсины и продукты метаболизма в организме, является их окисление на специальном детоксицирующем ферменте - цитохроме Р-450. Физиологический эффект обусловлен тем, что окисленные субстанции в организме становятся растворимыми в воде (гидрофобные токсины превращаются в гидрофильные) и благодаря этому активно включаются в процессы других метаболических превращений и выводятся наружу. В общем виде этот процесс в клетках печени представляется как окисление, усиленное молекулярным кислородом и катализированное цитохромом Р-450. Эту важнейшую детоксицирующую функцию печени не способна полностью компенсировать ни одна другая система организма. При тяжелых формах интоксикации печень не справляется полностью со своими дезинтоксикационными функциями, что приводит к отравлению организма и усугублению патологических процессов.
Иммитируя монооксидазную систему организма, гипохлорит натрия оказывает значительную помощь в естественных детоксицирующих функциях организма как при эндотоксикозах, так и при экзотоксикозах, а в случае с токсальбуминами он оказался, просто не заменим.
Растворы гипохлорита натрия и кальция используют взамен хлорной извести при текущей, заключительной и профилактической дезинфекции для обеззараживания различных предметов и выделений в очагах инфекционных заболеваний, а также для обеззараживания специальных объектов. Обеззараживание проводят орошением, протиранием мытьем, замачиванием объектов, не портящихся при таком способе обработки.
Скученность людей на ограниченной площади, недостаточное отопление, повышенная влажность, неполноценное питание, сложность строгого соблюдения адекватного санитарно-противоэпидемического режима - знакомая ситуация в палаточном городке зоны катастроф. В этих условиях доказана эффективность применения лекарственного раствора гипохлорита натрия в хирургии, оториноларингологии, терапии при профилактике заболеваемости, как беженцев, так и медицинского персонала. Простота изготовления рабочего раствора, хорошие результаты в борьбе с многочисленными возбудителями инфекций, иногда устойчивыми к действию практически всех антибиотиков, позволили рекомендовать растворы ГПХН для широкого применения при оказании медицинской помощи.
Лечение растворами гипохлорита натрия позволяет не только равноценно компенсировать острый дефицит ряда дорогих лекарственных средств, но и перейти на качественно новый уровень медицинской помощи. Дешевизна, доступность и универсальность этого лекарственного раствора дает возможность в наше непростое время хотя бы частично восстановить социальную справедливость и обеспечить качественной помощью население и в удаленной сельской больнице, и в любой точке России, где только есть врач.
Эти же достоинства делают его важным компонентом для поддержания высоких гигиенических стандартов во всем мире. Особенно ярко это проявляется в развивающихся странах, где использование ГПХН стало решающим фактором для остановки эпидемий холеры, дизентерии, брюшного тифа и других водных биотических заболеваний. Так, при вспышке холеры в странах Латинской Америки и Карибского бассейна в конце XX века благодаря гипохлориту натрия удалось свести к минимуму заболеваемость и смертность, о чем было сообщено на симпозиуме по тропическим болезням, проводимого под эгидой Института Пастера.

3.6. Использование ГПХН для отбеливания белья в фабриках-прачечных

Считается, что отбеливание белья при промышленной стирке - самая потенциально опасная операция из всех операций, применяемых в стирке белья, а отбеливатель, соответственно, - самое опасное вещество для ткани. Большинство отбеливателей, применяемых при промышленной стирке, являются сильными окислителями, под воздействием которых большинство окрашенных веществ после их окисления становятся или бесцветными, или растворимыми в воде. И как любой окислитель, отбеливатель одновременно «атакует» как пятна, так и волокна ткани. Поэтому всегда при отбеливании побочным процессом будет разрушение волокна ткани. Отбеливатели, применяемые при промышленной стирке, бывают трех типов: пероксидные (перекисные или кислородосодержащие), хлорные и серосодержащие. В рамках данной публикации мы остановимся только на одном из хлорсодержащих отбеливателей тканей - гипохлорите натрия.
Отбеливание тканей с помощью ГПХН имеет более чем двухсотлетнюю историю. Историческое название раствора гипохлорита натрия, применяемого для отбеливания, - лабарракова вода или жавелевая вода . Как это не покажется странным, но за два столетия в технологии отбеливания тканей с помощью растворов ГПХН практически ничего не изменилось. Гипохлорит натрия широко используется в качестве отбеливателя и пятновыводителя в текстильном производстве и промышленных прачечных и химчистках. Он может быть безопасно использован для многих видов тканей, включая хлопок, полиэстер, нейлон, ацетат, лён, вискозу и другие. Он очень эффективен для удаления следов почвы и широкого спектра пятен в том числе, кровь, кофе, трава, горчица, красное вино и т. д.
Отбеливающие свойства гипохлорита натрия основаны на образовании ряда активных частиц (радикалов) и, в частности, синглетного кислорода, обладающего высоким биоцидным и окислительным действием (подробнее см. в статье «Хлорирование питьевой воды »), образующегося при разложении гипохлорита:

NaOCl → NaCl + [O] .

Поэтому без гипохлорита натрия не обойтись при отбелке больничного белья или белья, пораженного плесенью.
Отбеливающие (окислительные) свойства растворов гипохлорита натрия зависят от его концентрации, рН раствора, температуры и времени воздействия. И хотя мы их уже рассматривали в разделе 2 настоящей публикации , немного повторимся применительно к процессу отбеливания.
В общем, чем выше концентрация ГПНХ в растворе (больше активность ГПХН) и дольше время воздействия, тем выше эффект отбеливания. А вот зависимость активности воздействия от температуры имеет более сложный характер. Он прекрасно «работает» уже при низких температурах (~ 40°С). При повышении температуры (вплоть до 60°С) активность отбеливателя на основе ГПНХ растет линейно, а при более высокой температуре наблюдается экспоненциальная зависимость роста активности отбеливателя.
Зависимость отбеливающих свойств ГПХН от значения рН напрямую связана с химическими свойствами ГПХН .При высоком значении рН среды (рН>10) активность отбеливателя на основе ГПНХ относительно невелика, т.к. в процессе отбеливания в основном участвует активный кислород - он действует довольно медленно. Если значение рН среды начать уменьшать, то активность отбеливателя вначале увеличивается, достигая максимума при оптимальном значении рН=7 для гипохлорита , а затем ростом кислотности активность снова снижается, но медленнее, чем это наблюдается при росте рН в щелочную сторону.
В промышленной стирке операцию отбеливания обычно совмещают с операциями стирки и полоскания, а не проводят ее отдельно. Это удобнее и быстрее. При этом длительность самих операций увеличивают, чтобы отбеливатель успел бы обработать все вещи закладки равномерно. При этом также следят, чтобы отбеливатель на основе ГПХН не был слишком активным, поскольку при его слишком активной реакции он будет израсходован до того, как сможет проникнуть в центр закладки, что повлияет на процесс выведения пятенв центре закладки,а волокна тканей, находящихся на поверхности закладки,получат дополнительные повреждения.
Британской Ассоциацией «Стирка и Чистка» (British Launderers Research Association, BLRA ) были разработаны рекомендации по применению гипохлорита натрия при выведении пятен и отбеливании тканей в процессе промышленной стирки. Приведем некоторые из них:

• Рабочий раствор отбеливателя на основе ГПХН следует использовать с моющей жидкостью, имеющей щелочной рН, или в смеси с мылом или с синтетическим детергентом, чтобы отбеливатель «работал» медленнее и более или менее равномерно пропитывал весь объем закладки.
• Необходимо добавлять такое количество жидкого товарного раствора гипохлорита натрия, чтобы концентрация свободного хлора была примерно равна 160 мг/л для раствора в машине или 950 мг/кг для сухого веса закладки.
• Температура той жидкости, куда вносится отбеливатель, не должна превышать 60°С.

Как утверждают специалисты BLRA, если следовать этим рекомендациям, то в процессе отбеливания при использовании ГПХН удаляется большинство обычных пятен, а ткань получает минимальные повреждения.

3.7. Дезинфекция питьевой воды

Дозу хлора устанавливают технологическим анализом из расчета, чтобы в 1 л воды, поступающей к потребителю, оставалось 0,3…0,5 мг хлора, не вступившего в реакцию (остаточного хлора), который является показателем достаточности принятой дозы хлора . За расчетную следует принимать ту дозу хлора, которая обеспечивает указанное количество остаточного хлора. Расчетная доза назначается в результате пробного хлорирования. Для осветленной речной воды доза хлора обычно колеблется в пределах 1,5 - 3 мг/л; при хлорировании подземных вод доза хлора чаще всего не превышает 1- 1,5 мг/л; в отдельных случаях может потребоваться увеличение дозы хлора из-за наличия в воде закисного железа. При повышенном содержании в воде гуминовых веществ требуемая доза хлора возрастает.
После введения хлорагента в обрабатываемую воду должны быть обеспечены хорошее смешивание его с водой и достаточная продолжительность (не менее 30 мин) его контакта с водой до подачи ее потребителю. Контакт может происходить в резервуаре фильтрованной воды или в трубопроводе подачи воды потребителю, если последний имеет достаточную длину без водозабора. При выключении на промывку или ремонт одного из резервуаров фильтрованной воды, когда не обеспечивается время контакта воды с хлором, доза хлора должна быть увеличена вдвое.
Хлорирование уже осветленной воды обычно производят перед поступлением ее в резервуар чистой воды, где и обеспечивается необходимое для их контакта время.
Вместо хлорирования воды после отстойников и фильтров в практике водоочистки иногда применяют хлорирование ее перед поступлением на отстойники (предварительное хлорирование) - до смесителя, а иногда перед подачей на фильтр.
Предварительное хлорирование способствует коагуляции, окисляя органические вещества, которые тормозят этот процесс, и, следовательно, позволяет уменьшить дозу коагулянта, а также обеспечивает хорошее санитарное состояние самих очистных сооружений. Предварительное хлорирование требует повышения доз хлора, так как значительная часть его идет на окисление органических веществ, содержащихся в еще неосветленной воде.
Вводя хлор до и после очистных сооружений, можно снизить общий расход хлора по сравнению с расходом его при предварительном хлорировании, сохранив преимущества, даваемые последним. Такой метод носит название двойного хлорирования.

Обеззараживание хлором.
Коротко мы уже рассматривали вопрос об аппаратурном оформлении процесса хлорирования воды с использованием жидкого хлора в качестве хлорагента . В данной публикации мы остановимся на тех аспектах, которые нами не были отражены.
Обеззараживание воды жидким хлором имеет пока более широкое применение по сравнению с процессом, где используется ГПХН. Жидкий хлор вводят в обрабатываемую воду либо непосредственно (прямое хлорирование ), либо при помощи хлоратора - устройства, которое служит для приготовления раствора хлора (хлорной воды) в водопроводной воде и его дозировании.
Для дезинфекции воды чаще всего применяют хлораторы непрерывного действия, лучшими из них считаются вакуумные, в которых дозируемый газ находится под разрежением. Это предотвращает проникание газа в помещение, что возможно при напорных хлораторах. Вакуумные хлораторы выпускаются двух типов: с жидкостным измерителем расхода хлора и газовым измерителем расхода хлора.
В случае использования прямого хлорирования должно быть обеспечено быстрое распределение хлора в обрабатываемой воде. Для этой цели служит диффузор приспособление, при помощи которого хлор вводится в воду. Слой воды над диффузором должен быть около 1,5 м, но не меньше 1,2 м.
Для смешивания хлора с обрабатываемой водой могут быть применены смесители любого типа, устанавливаемые перед контактными резервуарами. Наиболее простым является ершовый смеситель . Он представляет собой лоток с пятью вертикальными перегородками, поставленными перпендикулярно или под углом 45° против течения воды. Перегородки суживают сечение и вызывают вихреобразное движение, при котором хлорная вода хорошо смешивается с обрабатываемой. Скорость движения воды через суженное сечение смесителя должна быть не менее 0,8 м/сек. Дно лотка смесителя устраивается с уклоном, равным гидравлическому уклону.
Далее смесь обрабатываемой воды и хлорной воды направляется в контактные емкости.

Итак, налицо основные преимущества применения хлора для хлорирования воды:

1. Концентрация активного хлора - 100% чистого вещества.
2. Качество продукта - высокое, устойчивое, не изменяющееся при хранении.
3. Простота реакции и предсказуемость дозы.
4. Доступность массовых поставок - может транспортироваться специальными автоцистернами, бочками и баллонами.
5. Хранение - легко хранить на складах временного хранения.

Именно поэтому в течение многих десятилетий сжиженный хлор являлся наиболее надежным и универсальным средством обеззараживания воды в системах централизованного водоснабжения населенных мест. Казалось бы - почему же не продолжать использовать хлор для обеззараживания воды? Давайте разберемся вместе…
В ГОСТ 6718-93 указано, что: «Жидкий хлор - жидкость янтарного цвета, обладающая раздражающим и удушающим действием. Хлор относится к высоко опасным веществам. Глубоко проникая в дыхательные пути, хлор поражает легочную ткань и вызывает отек легких. Хлор вызывает острые дерматиты с потением, покраснением и отечностью. Большую опасность для пораженного хлором представляют осложнения — воспаление легких и нарушение со стороны сердечно-сосудистой системы. Предельно допустимая концентрация хлора в воздухе рабочей зоны производственных помещений - 1мг/м 3 . »
В учебном пособии профессора Слипченко В. А. «Совершенствование технологии очистки и обеззараживания воды хлором и его соединениями» (Киев, 1997, стр.10) о концентрации хлора в воздухе приведена следующая информация:

• Ощутимый запах - 3,5 мг/м 3 ;
• Раздражение горла - 15 мг/м 3 ;
• Кашель - 30 мг/м 3 ;
• Максимально допустимая концентрация при кратковременном воздействии - 40 мг/м 3 ;
• Опасная концентрация, даже при кратковременном воздействии - 40-60 мг/м 3 ;
• Быстрая смерть - 1000 мг/м 3 ;

Не оставляет сомнения, что оборудование, необходимое для дозирования столь смертоносного реагента (об этом почти регулярно свидетельствует статистика) должно обладать целым рядом степеней безопасности.
Поэтому, ПБХ («Правила безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении хлора») предполагают следующее обязательное периферийное оборудование:

• весы для баллонов и контейнеров с хлором;
• отсекающий вентиль на жидкий хлор;
• напорный хлоропровод;
• ресивер для хлоргаза;
• фильтр на хлоргаз;
• скрубберная установка (нейтрализатор хлора);
• анализатор для обнаружения хлоргаза в воздухе ,

а при потреблении газообразного хлора из баллонов более 2 кг/час или более 7 кг/час при потреблении хлора из контейнера - испарители хлора , к которым предъявляются особые требования. Они должны быть оснащены автоматическими системами, предотвращающими:

• несанкционированное потребление хлоргаза в объемах, превышающих максимальную производительность испарителя;
• проникновение через испаритель жидкой фазы хлора;
• резкое понижение температуры хлора, находящегося в радиаторе испарителя.

Испаритель должен быть снабжен специальным отсекающим электромагнитным вентилем на входе, манометром и термометром.
Весь процесс обработки воды хлором осуществляется в специальных помещениях - хлораторных , которым также предъявляются особые требования. Хлораторная обычно состоит из блоков помещений: расходного склада хлора, хлордозаторной, вентиляционной камеры, вспомогательных и бытовых помещений.
Хлораторные должны размещаться в отдельно стоящих капитальных зданиях второй степени огнестойкости. Вокруг склада хлора и хлораторной со складом хлора должно быть сплошное глухое ограждение, высотой не менее двух метров, с глухими плотно закрывающимися воротами для ограничения распространения газовой волны и исключения доступа посторонних лиц на территорию склада. Вместимость расходного склада хлора должна быть минимальной и не превышать 15-суточного потребления водопроводной станцией.
Радиус опасной зоны, в пределах которой не допускается располагать объекты жилищного и культурно-бытового назначения, составляет для складов хлора в баллонах 150 м, в контейнерах - 500 м.
Хлораторные должны располагаться в пониженных местах площадки водопроводных сооружений и преимущественно с подветренной стороны преобладающих направлений ветров относительно ближайших населенных пунктов (кварталов).
Расходный склад хлора следует отделять от других помещений глухой стеной без проемов, в складе должно быть два выхода с противоположных сторон помещения. Один из выходов оборудован воротами для транспортирования баллонов или контейнеров. Въезд автомобилей в помещение склада не допускается, должно быть предусмотрено грузоподъемное оборудование для транспорта сосудов с кузова автомобиля на склад. Порожнюю тару надлежит хранить в помещении склада. Двери и ворота во всех помещениях хлораторной должны открываться по ходу эвакуации. На выходах из склада предусматриваются стационарные водяные завесы. Сосуды с хлором должны размещаться на подставках или рамках, иметь свободный доступ для строповки и захвата при транспортировании. В помещении склада хлора располагается оборудование для нейтрализации аварийных выбросов хлора. Должна быть обеспечена возможность подогрева баллонов на складе перед доставкой их в хлораторную. Следует отметить, что при длительной эксплуатации баллонов с хлором в них накапливается чрезвычайно взрывчатый трихлорид азота, и поэтому время от времени баллоны с хлором должны проходить плановую промывку и очистку от хлорида азота.
Хлордозаторные размещать в заглубленных помещениях не допускается, от других помещений они должны быть отделены глухой стеной без проемов и снабжены двумя выходами наружу, при этом один из них через тамбур. Вспомогательные помещения хлораторных должны быть изолированы от помещений, связанных с применением хлора и иметь самостоятельный выход.
Хлораторные оборудуются приточно-вытяжной вентиляцией. Выброс воздуха постоянно действующей вентиляцией из помещения хлордозаторной надлежит осуществлять через трубу высотой на 2 м выше конька кровли самого высокого здания, находящегося в радиусе 15 м, а постоянно действующей и аварийной вентиляцией из расходного склада хлора - через трубу высотой 15 м от уровня земли.

То есть степень опасности хлора минимизируется наличием целого комплекса мер по организации его хранения и использования , в том числе за счет организации санитарно-защитных зон (СЗЗ) складов реагента, радиус которых достигает 1000 м для наиболее крупных сооружений.
Однако по мере роста городов, жилая застройка вплотную приближалась к границам СЗЗ, а в ряде случаев размещалась внутри этих границ. Кроме того увеличилась опасность транспортировки реагента от места производства к месту потребления. Согласно статистическим данным, именно при транспортировке происходит до 70% различных аварий химически опасных веществ. Полномасштабная авария железнодорожной цистерны с хлором способна нанести урон различной степени тяжести не только населению, но и природной среде. В то же время токсичность хлора, усиленная высокой концентрацией реагента, снижает промышленную безопасность и антитеррористическую устойчивость систем водоснабжения в целом.
В последние годы нормативная база в области промышленной безопасности при обращении с хлором ужесточается, что отвечает требованиям дня. В связи с этим у эксплуатирующих служб возникает желание перейти к более безопасному способу обеззараживания воды, т.е. к способу, который не поднадзорен Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, но обеспечивает выполнение требований СанПиНа по безопасности в эпидемиологическом отношении питьевой воды. С этой целью в качестве хлорсодержащего реагента, наиболее часто используемого при хлорировании (второе место после жидкого хлора), выступает гипохлорит натрия (ГПХН).

Обеззараживание гипохлоритом натрия
В практике водоснабжения для обеззараживания питьевой воды используются концентрированный гипохлорит натрия марки А с содержанием активной части 190 г/л и низкоконцентрированный гипохлорит натрия марки Э с содержанием активной части около 6 г/л.
Обычно в систему водоочистки товарный гипохлорит натрия вводят после предварительного разбавления. После разбавления в 100 раз гипохлорита натрия, содержащего 12,5% активного хлора и имеющего рН = 12-13, происходит понижение рН до 10-11 и концентрации активного хлора до 0,125 (в действительности величина рН имеет более низкое значение). Чаще всего для обработки питьевой воды применяется раствор гипохлорита натрия, характеризующийся показателями, перечисленными в Таблице:

Таким образом, в отличие от хлора растворы ГПХН имеют щелочной характер и могут применяться для повышения уровня рН обрабатываемой воды.
С изменением значения рН обрабатываемой воды меняются соотношения между хлорноватистой кислотой и ионами гипохлорита. Проведенные в Японии исследования показали, что при использовании гипохлорита натрия для дезинфекции воды необходимо учитывать концентрацию щелочи в гипохлорите и поддерживать ее ниже определенного уровня. С возрастанием рН хлорноватистая кислота распадается на ионы Н + и C lO - . Так, например, при рН = 6 доля HСlO составляет 97%, а доля ионов гипохлорита 3%. При рН = 7 доля HСlO составляет 78%, а гипохлорита - 22%, при рН = 8 доля HСlO - 24%, гипохлорита - 76%. Таким образом, при высоких значениях рН в воде HСlO превращается в гипохлорит ион.
Значит, повышение значения рН раствора товарного гипохлорита натрия проводят из-за того, что щелочной раствор гипохлорита натрия более устойчив . С другой стороны «защелачивая» обрабатываемую воду, мы снижаем активность хлорагента. Кроме того, на границе взаимодействия обрабатываемой воды и рабочего раствора ГПХН образуется осадок гидрооксида магния и диоксида кремния, забивающий водные каналы. Поэтому концентрация щелочи в гипохлорите натрия должна быть такой, чтобы не вызывать образования этого осадка. Экспериментально установлено, что оптимальный диапазон рН воды при ее обработке гипохлоритом натрия находится в пределах от 7,2 до 7,4.
Помимо значения рН на дезинфицирующие свойства ГПНХ оказывают влияние температура и содержание свободного активного хлора в рабочем растворе. Данные по избытку активного хлора, необходимому для полной стерилизации питьевой воды, при различных температурах, времени воздействия и величине рН приведены в Таблице.

Температура воды, о С	Время воздействия, мин	Требуемый избыток хлора, мг/л
		pН 6	рН 7	рН 8
10	5	0,50	0,70	1,20
	10	0,30	0,40	0,70
	30	0,10	0,12	0.20
	45	0,07	0,07	0.14
	60	0,05	0,05	0,10
20	5	0,30	0,40	0,70
	10	0,20	0.20	0,40
	15	0,10	0,15	0,25
	30	005	0,06	0,12
	45	0,04	0,04	0,08
	60	0,03	0,03	0,06

Потерю активности растворов ГПХН со временем наглядно иллюстрирует следующая таблица:

Ввод рабочего раствора ГПХН в обрабатываемую воду осуществляют методом пропорционального дозирования с помощью насосов-дозаторов . При этом пропорциональное дозирование ( управление насосом-дозатором ) может производиться как с использованием импульсных счетчиков воды , так и по сигналу датчика хлора , установленного либо непосредственно в трубопроводе, либо после контактной емкости. После узла ввода ГПХН или на входе в контактную емкость обычно устанавливают динамический смеситель для тщательного перемешивания обрабатываемой воды с рабочим раствором ГПХН.
Гипохлорит натрия электролизный марки «Э» , полученный на бездиафрагменных электролизерах , подается в поток обрабатываемой воды либо посредством прямого ввода (в случает применения электролизеров проточного типа), либо через накопительную емкость (в случае применения электролизеров непроточного типа), оборудованную автоматической или управляемой вручную системой дозирования . Управление системой дозирования может производиться как с использованием импульсных счетчиков воды , так и по сигналу датчика хлора , установленного либо непосредственно в трубопроводе, либо после контактной емкости.

Таким образом, казалось бы, преимущества применения гипохлорита натрия перед хлором при хлорировании воды, достаточно явные: он значительно безопаснее - не горюч и не взрывоопасен; нет необходимости в дополнительном оборудовании, обеспечивающего безопасность процесса хлорирования, кроме наличия: 6-кратной вентиляции, резервуара для сбора вытекшего гипохлорита натрия и емкости с нейтрализующим раствором (тиосульфат натрия). Применяемое при использовании ГПХН оборудование для обеспечения процесса обеззараживания на станциях водоподготовки не относится к категории промышленно опасного и не поднадзорно Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору. Это облегчает жизнь эксплуатационникам.
Но так ли это? Давайте вернемся к свойствам ГПХН.

Мы уже неоднократно говорили о том, что растворы ГПХН неустойчивы и подвержены разложению. Так вот по данным Мосводоканала выяснено, что гипохлорит натрия марки «А» теряет до 30% от первоначального содержания активной части в результате хранения по истечении 10 суток. К этому добавляется и то обстоятельство, что он замерзает в зимнее время при температуре -25°С, а в летнее время наблюдается выпадение осадка, что приводит к необходимости использования железнодорожных цистерн с термоизоляцией для перевозки реагента.
Кроме того,произошло увеличение объемов применения реагента в 7-8 раз по сравнению с хлором за счет низкого содержания активной части и, как следствие, увеличение объема транспортировки железнодорожных цистерн (ежедневно по одной цистерне объемом 50 т на каждую станцию), что повлекло за собойнеобходимость наличия складов значительного объема для хранения запасов реагента в соответствии с требованиями нормативных документов (запас 30 суток).
И как оказалось, в настоящее время существующие мощности производства концентрированного гипохлорита натрия в Европейской части России не обеспечивают перспективные потребности Мосводоканала в объеме около 50 тысяч кубометров в год.
Что касается гипохлорита натрия марки «Э», то Мосводоканал обращает внимание на то, что требуются значительные расходы сырья: около 20 т/сут поваренной соли на каждой станции (на 1 кг активного хлора приходится от 3 до 3,9 кг поваренной соли). При этом качество поваренной соли (отечественного сырья) не соответствует требованиям, предъявляемым производителями электролизеров. И самое главное, электролизные установки для получения низкоконцентрированных растворов гипохлорита натрия имеют ограниченное применение и недостаточный опыт эксплуатации (города Иваново и Шарья Костромской области).
И если опыт по эксплуатации электролизных установок можно накопить, то со свойствами ГПХН не поспоришь. Тем более имеются более неблаговидные примеры: когда гипохлорит оказывался между двумя закрытыми запорными устройствами, то постоянные газовыделения в ходе естественного разложения ГПХН приводили к взрывам шаровых клапанов, фильтров, и других устройств с выделением хлора.
У эксплуатационников возникли проблемы и с подбором оборудования, и с его эксплуатацией в среде растворов ГПХН, обладающих очень высокой коррозионной активностью. Потребовались дополнительные мероприятия и по предотвращению кальцинации арматуры, особенно точек ввода инжекторов и диффузоров.
Не сбросишь со счетов и человеческий фактор: самая большая утечка хлора на станции водоподготовки (выше 5 тонн) была вызвана применением ГПХН. Это произошло на одной из крупнейших станций вод подготовки США на востоке страны, когда водитель автоцистерны с хлорным железом (рН=4) ошибочно слил продукт в резервуар с раствором ГПХН. Это привело к мгновенному выбросу хлора.
Вот такие «страшилки»…
Но давайте не забывать о том, что это мнение специалистов Мосводоканала, на станциях которого ежечасно обрабатываются тысячи тонн воды и где изначально обеспечена промышленная безопасность. Ну а если речь идет о маленьких городках, поселках и пр. Здесь организация «хлораторных» «влетит в копеечку». Плюс к этому недостаточная разветвленность дорог, а подчас полное их отсутствие, поставит под сомнение безопасность транспортировки такого опасного вещества как хлор. Поэтому как бы то ни было, надо ориентироваться на то, что гипохлорит натрия, а в его лице хлорирование воды найдет там применение, тем более что его можно получить на месте.

Вывод:
Пока хлорирование остается основным методом обеззараживания воды, а какой хлорагент применить: хлор или гипохлорит натрия , надо определять по количеству обрабатываемой воды, ее составу и возможностям организации безопасного процесса производства в каждом конкретном случае. Это задача для проектировщиков.

3.8. Обеззараживание ГПХН оборудования для очистки воды

1. Предварительная очистка внутренней поверхности резервуаров питьевой воды (механическая или гидравлическая) для удаления с нее налета и рыхлых отложений. Такую очистку надо проводить, по возможности, сразу же после слива воды из резервуаров. Для сокращения времени очистки и облегчения работы на сегодняшний день существует широкий выбор химических веществ (так называемых, технических моющих средств ), которые способствуют отслоению от поверхности емкостей даже сильно приставших загрязнений. Правда при выборе таких веществ надо ориентироваться на их химическую и коррозионную активность, т.е. химическую совместимость конструкционных материалов емкости с техническими моющими средствами . Эти вещества наносятся на поверхность емкости с последующей экспозицией или добавляются в воду при гидравлической очистке.
2. Тщательная промывка резервуаров питьевой воды после предварительной очистки (чаще всего направленной струей воды (из брандспойта)). Если при промывке резервуаров использовались химические реагенты, то отмывку от них необходимо проводить в строгом соответствии с инструкцией по применению используемого реагента.
3. Выбор метода обеззараживания зависит от объема резервуара, его конструкции и используемого дезинфицирующего средства. Обработка всех поверхностей резервуара после предварительной очистки дезинфицирующими средствами на основе ГПХН является наиболее дешевым и надежным методом. Так, например, в пустую, предварительно очищенную емкость может быть залит раствор гипохлорита натрия, с концентрацией активного хлора не более 10 мг/л. После 24-и часовой экспозиции (минимально), раствор сливается, а резервуар снова наполняется водой. Главным недостатком этого метода является то, что крышка и верхняя часть стен емкости остаются необработанными, поскольку рабочий объем любого резервуара составляет 70 - 80% от полного объема. Кроме того большой объем резервуара потребует соответственно большое количество обеззараживающего реагента, который после использования должен быть утилизирован без угрозы нанесения вреда окружающей среде.

Гипохлорит натрия (NaOCl) - это химическое вещество, эффективно применяющееся в промышленности, медицине и в быту для обеззараживания воды, в том числе питьевой, отбеливания, устранения запахов, антисептической обработки, очистки поверхностей и многого другого.

Когда был открыт гипохлорит натрия

Гипохлорит натрия имеет долгую историю. Около 1785 года француз Клод Луи Бертолле открыл отбеливающие агенты, основанные на гипохлорите натрия. Парижская компания Societé Javel представила продукт под названием «жавелевый ликёр». Первое время он использовался для отбеливания хлопка. Благодаря своим специфическим характеристикам «жавелевый ликёр» стал популярным составом. Гипохлорит обладал способностью удалять пятна с одежды при комнатной температуре. Во Франции гипохлорит натрия до сих пор известен как «eau de Javel» («жавелевая вода»).

Каковы характеристики гипохлорита натрия?

Гипохлорит натрия - это прозрачный, слегка желтый раствор с характерным запахом. Гипохлорит натрия имеет относительную плотность 1.1 (5.5% водный раствор). Отбеливающий агент для бытового использования обычно содержит 5% гипохлорита натрия (с pH около 11) и вызывает раздражения кожи. Более концентрированная смесь, содержащая 10-15% гипохлорита натрия (с pH около 13) - может вызывать ожоги кожи и коррозию поверхностей. Гипохлорит натрия нестабилен. Активный хлор выделяется из раствора со скоростью 0.75 грамм в сутки. Нагревание ускоряет выделение хлора, в процессе которого гипохлорит натрия распадается. Также распад происходит при нахождении под солнечными лучами, при контакте вещества с кислотами, некоторыми металлами или газами. Раствор гипохлорита натрия является негорючим, однако разложение безводного гипохлорита натрия при температуре 70° протекает со взрывом. Гипохлорит натрия - это сильный окислитель, вступающий в реакции со многими восстановителями. Про эти характеристики нужно помнить при транспортировке, хранении и использовании гипохлорита натрия.

Что происходит после того, как гипохлорит натрия добавляют в воду

При добавлении промышленного гипохлорита натрия в воду pH воды увеличивается, вследствие того, что гипохлорит натрия содержит едкий натр. Когда гипохлорит натрия растворяется в воде, образуются две субстанции, играющие роль в окислении и дезинфекции. Это хлорноватистая кислота (HOCl) и менее активный продукт её распада - гипохлорит-анион (OCl -). pH воды является показателем количества сформированной хлорноватистой кислоты. Применяя гипохлорит натрия для обеззараживания воды, для стабилизации уровня pH используют корректор pH - препарат на основе неорганической кислоты.

Как получают гипохлорит натрия

Гипохлорит натрия обычно производят двумя способами:

1. Растворяя поваренную соль в умягчённой воде, получая концентрированный рассол. Раствор подвергают электролизу, в процессе которого образуется растворённый в воде гипохлорит натрия. Этот раствор содержит до 150 г активного хлора (Cl 2) на литр. В процессе этой реакции формируется очень взрывоопасный водород, поэтому процесс должен обязательно сопровождаться вентиляцией.

2. Насыщая едкий натр (NaOH) газообразным хлором. В результате реакции образуется гипохлорит натрия, вода (H 2 O) и поваренная соль (NaCl):

Cl 2 + 2NaOH + → NaOCl + NaCl + H 2 O

Как применяют гипохлорит натрия

Гипохлорит натрия имеет широкую область применения. Например, в сельском хозяйстве, химической промышленности, лакокрасочной индустрии, пищевой промышленности, при производстве стекла, бумаги, в фармацевтической промышленности, производстве синтетики, для обеззараживания питьевой воды и очистки сточных вод. В текстильной промышленности гипохлорит натрия используется для отбеливания тканей. Иногда гипохлорит натрия добавляют в промышленные сточные воды для уменьшения запахов. Гипохлорит натрия нейтрализует сероводород (H 2 S) и аммиак (NH 3). Также он используется для детоксикации цианистых ванн в металлургии. Гипохлорит натрия может использоваться для предотвращения роста водорослей и моллюсков в охлаждающих башнях. В системах водоочистки гипохлорит натрия используется для дезинфекции воды. В домашних хозяйствах гипохлорит используется для очистки и дезинфекции дома.

Как работает дезинфекция гипохлоритом натрия

При добавлении гипохлорита натрия в воду формируется хлорноватистая кислота HOCl:

NaOCl + H 2 O → HOCl + NaOH -

Хлорноватистая кислота является сильным окислителем. Именно на окислительных свойствах хлорноватистой кислоты HOCl основана обеззараживающее действие ГХН. В целом, дезинфекция гипохлоритом натрия подобна дезинфекции хлором.

Как применяют гипохлорит натрия для плавательных бассейнов

Гипохлорит натрия применяют для дезинфекции и окисления воды. Преимуществом гипохлорита является то, что микроорганизмы не могут защищаться от него. Гипохлорит натрия эффективен против бактерий Legionella и биоплёнки, в которой могут размножаться эти бактерии. Хлорноватистая кислота является результатом реакции гипохлорита натрия с газообразным хлором. В воде формируется так называемый активный хлор.

Существует множество вариантов использования гипохлорита натрия. Для систем электролиза, располагающихся на месте эксплуатации, в качестве сырья для производства гипохлорита используют водный раствор NaCl. При растворении в воде получаются ионы натрия Na + и хлора Cl - :

4NaCl - → 4Na + + 4Cl -

При прохождении солевого раствора через электролизер на электродах протекает следующая реакция:

Процесс на аноде:

2Cl - – 2e - = Cl 2

Процесс на катоде:

2H + + 2e - = H 2

Процесс в электролизёре за счёт химического взаимодействия образующихся продуктов:

Cl 2 + OH - = Cl - + HOCl

Общая схема процесса:

NaCl + H 2 O = NaOCl + H 2

Преимуществом солевой электролизной системы является то, что не требуется транспортировка и хранение гипохлорита натрия. При долгом хранении гипохлорита натрия он теряет свою активность. В процессе электролиза выделяется взрывоопасный водород, поэтому эксплуатация системы должна быть обеспечена постоянной вентиляцией. Система малопроизводительна и требует буфера для хранения хлорноватистой кислоты. Затраты на покупку и обслуживание системы электролиза намного превышают стоимость покупки концентрированного гипохлорита натрия, то есть срок окупаемости очень велик.

При использовании гипохлорита натрия марки А требуется добавление в воду уксусной или серной кислот. Передозировка кислот может привести к выделению вредных газов. При недостаточной дозировке уровень pH остаётся слишком высоким, что может привести к раздражению глаз. Потому как гипохлорит натрия используется и для оксидации загрязнений (от мочи, пота, косметики), и для удаления патогенных микроорганизмов, необходимый уровень его концентрации зависит от концентрации загрязняющих веществ. Если перед добавлением гипохлорита натрия вода была профильтрована, требуется меньшая его дозировка.

Каково влияние гипохлорита натрия на здоровье

Нет определённого порога, после которого проявляется воздействие гипохлорита натрия на здоровье человека. Растворы его могут быть опасны из-за возможности выделения токсичного хлора, вдыхание которого вызывает удушающий эффект и раздражение дыхательных путей. Приём разбавленного гипохлорита натрия внутрь вызывает чувство жжения, боль в желудке, кашель, диарею, раздражение дыхательных путей и рвоту. Концентрированные растворы способны вызвать серьёзные повреждения, и даже прободение ЖКТ. Контакт слабого раствора гипохлорита с кожей или глазами вызывает покраснение и боль. Прямое попадание в глаза концентрированного гипохлорита может вызвать частичную или полную потерю зрения. Гипохлорит натрия токсичен для всех водных организмов. Но, несмотря на сильную химическую активность, безопасность гипохлорита натрия для человека подтверждена исследованиями токсикологических центров Северной Америки и Европы, экспериментально показавших, что вещество в рабочих концентрациях не оказывает серьёзного воздействия на здоровье после случайного проглатывания или попадания на кожу. Также подтверждено, что гипохлорит натрия не является мутагенным и канцерогенным веществом, а также кожным аллергеном.

Гипохлорит натрия в плавательных бассейнах

Гипохлорит натрия не опасен для людей в той концентрации, в которой он используется в плавательных бассейнах. Слишком большое содержание хлора в воде вызывает раздражение кожи и слизистых оболочек, и может даже привести к повреждению дыхательных путей, отделов пищевода, глаз и кожи. В обычной концентрации он может вызвать покраснение глаз и давать характерный запах хлора в бассейне. Там, где присутствует достаточное количество смеси мочи и пота, компоненты этой смеси реагируют с хлорноватистой кислотой с образованием хлораминов. Хлорамины раздражают слизистые оболочки и могут вызвать запах хлорки . В большинстве плавательных бассейнов эти проблемы решаются путём очистки и циркуляции воды и обработкой бассейна хлором.