Verfahrensvarianten - Durchlaufverfahren

1. Durchlaufverfahren / Rohrzellenelektrolyse

Die Produktion der Natriumhypochlorit-Lösung erfolgt durch Elektrolyse aus einer wässrigen, meist 1 bis 2 %igen, Natriumchlorid-Lösung. Bei Schwimmbädern, die mit Natursole oder Meerwasser betrieben werden, wird kein Natriumchlorid (NaCl, Kochsalz) benötigt. Die Sole oder das Meerwasser können direkt für die Natriumhypochlorit-Erzeugung genutzt werden.

Bei der Elektrolyse wird an zwei Elektroden Gleichstrom angelegt. Das in der Lösung enthaltene Natriumchlorid wird bei Einschalten des elektrischen Stromes gespalten. Das Chlor wandert zur Anode und das Natrium zur Kathode. Das Natrium reagiert sofort mit dem Wasser. Dabei bildet sich Natriumhydroxid (NaOH, Natronlauge) und Wasserstoff (H2), der gasförmig aus der Lösung entweicht.

Das Chlor reagiert mit dem Natriumhydroxid und es entsteht Natriumhypochlorit (NaOCl, Chlorbleichlauge).

Bei der Umsetzung des Natriumchlorids zu Natriumhypochlorit (NaOCl) laufen in einer Standard-Elektrolysezelle folgende Reaktionen nacheinander ab:

Die Konzentration der hergestellten Natriumhypochlorit-Lösung ist abhängig von der eingesetzten Elektrizitätsmenge. Durch Regulierung der Stromstärke erfolgt somit eine Produktionssteuerung des Natriumhypochlorits. Die Konzentration des wirksamen Chlors in der Lösung beträgt ca. 3 - 6 g/l. Es handelt sich um eine schwache, im Verhältnis zu anderen Chlorprodukten ungefährliche Chlorlösung.

In Süßwasserbädern wird die Natriumhypochlorit-Lösung aus einer künstlichen Sole hergestellt. Die Chloridkonzentration im Wasser wird beim Standardverfahren etwas angehoben, weil nicht das gesamte Salz zu Chlor umgesetzt wird. Bei der Chlorung von geschlossenen Umwälzkreisläufen erfolgt eine permanente Aufsalzung des Wassers. Deshalb sollten entsprechend korrosionsbeständige Materialien verwendet werden.

Die entstehende chlorhaltige Lösung ist alkalisch und wird in einem Vorratsbehälter zwischengelagert. Aus diesem wird sie mit Dosierpumpen dem zu entkeimenden Wasser zudosiert. Der beim Elektrolyseprozess entstehende Wasserstoff wird von der Lösung getrennt und ins Freie abgeleitet.

Die Anlagen der ELC-S Baureihe arbeiten nach dem beschriebenen Verfahren und können je nach Anlagengröße einen Bedarf von bis 500 g Cl2/h Aktivchlor pro Stunde bereitstellen. Die erreichbare Aktivchlorkonzentration im Produkt liegt dabei bei ca. 6 g/l.

Statt einer künstlichen Sole kann auch vorhandene Natursole oder Meerwasser direkt für die Natriumhypochlorit-Erzeugung genutzt werden. Durchlaufverfahren werden daher vor allem in Meerwasserbädern oder Solebädern eingesetzt.
Da die Sole oder das Meerwasser in der Regel nicht enthärtet werden können, sind die Elektroden durch Säurespülung zu entkalken. Um die Spülintervalle zu erhöhen, ist evtl. auch ein Verschneiden der Natriumchlorid-Lösung mit enthärtetem Wasser sinnvoll. Ob die vorhandene Natursole oder das Meerwasser für den Betrieb geeignet ist, bedarf einer eingehenden Prüfung.

2. Membranzellenelektrolyse

Ausgangsstoffe einer membranelektrolytischen Herstellung von Natriumhypochlorit sind eine gesättigte Sole von Natriumchlorid sowie enthärtetes Wasser. Die benötigte Sole wird vor Ort aus Salztabletten und enthärtetem Frischwasser in einem Salzlösebehälter hergestellt. Die Enthärtung des Frischwassers erfolgt mit einer eigenständigen, der Elektrolysestufe vorgeschalteten, Enthärtungsanlage.

Die gesättigte Salzsole wird dem Anodenraum, das Wasser dem Kathodenraum zugeführt. Anoden- und Kathodenraum sind durch eine Kationenselektive Membran voneinander getrennt. Durch Anlegen einer Gleichspannung wird im Kathodenraum Wasser zu Wasserstoff reduziert. Parallel dissoziiert im Anodenraum Salzsole-Lösung (NaCl) in Natrium-Kationen und Chlorid-Anionen, welche durch die angeleg-te Zellspannung zu Chlorgas oxidiert werden. Die verbleibenden positiv geladenen Natrium-Ionen wandern zwecks Ladungsausgleichs durch die ionenselektive Membran in den Kathodenraum, wo sie mit den Hydroxid-Ionen Natronlauge (NaOH) bilden. Die Teilreaktionen lassen sich wie folgt zusammenfassen:


Durch einen anschließenden Reaktionsprozess wird als Produkt der Membranzellenelektrolyse eine (vorübergehend) lagerfähige Natriumhypochlorit-Lösung gebildet.

2 NaCI + 2 Cl2→ NaOCl + H2O + NaCl

Die hergestellte Natriumhypochlorit-Lösung wird in einen Vorratstank (PE) überführt. Der Tank ist mit Anschlussstutzen für den Überlauf in der erforderlichen Nennweite, den Produktzulauf und für die Entnahme ausgestattet und kann auf Kundenwunsch mit zusätzlichen Anschlüssen versehen wer-den. Bei Bedarf ist eine Auffangwanne zur Aufnahme des Hypochlorit-Vorratstanks mit Leckage-Warnsonde und Prüfzeichen nach WHG lieferbar.

Die Anlagen der ELC-M Baureihe arbeiten nach dem beschriebenen Verfahren und können je nach Anlagengröße einen Bedarf von bis 4000 g Cl2/h Aktivchlor pro Stunden bereitstellen. Die erreichbare Aktivchlorkonzentration im Produkt liegt dabei bei ca. 25 bis 30 g/l.

Die ELC-MU sowie Stericlean – Baureihe basieren auf der Membranzellentechnologie, hierbei wird jedoch das reine, elementare Chlorgas direkt im Unterdruckverfahren gewonnen und bildet mit Wasser eine effektive chlorhaltige Desinfektionslösung. Dies bietet den Vorteil, dass die Bildung von Desinfektionsnebenprodukten nahezu ausgeschlossen wird. Allerdings ist bei diesem Verfahren nur eine sehr begrenzte Speicherung des Produktes möglich, so dass es sich weniger bei stark schwankendem Bedarf eignet.

Weitere Details entnehmen Sie bitte den technischen Datenblättern, die Sie im Downloadbereich finden.
Durch den hauseigenen Vertrieb von Elektrolyse-Salz können wir eine stetig gute Qualität des elektrolytisch erzeugten Produkts gewährleisten.
Einsatzgebiete sind neben der Schwimmbadtechnik auch Trinkwasseraufbereitung, Industrie- und Prozesswasseraufbereitung, Getränkewasseraufbereitung und Abwasseraufbereitung.