在水處理、消毒和殺菌領域，安全、高效且經濟的消毒劑供應至關重要。傳統的液氯或成品次氯酸鈉溶液運輸和儲存存在安全風險和成本壓力。電解法次氯酸鈉發生器（Electrolytic Sodium Hypochlorite Generator）作為一種“現場制氯”（On-Site Generation, OSG）技術，因其安全、便捷和原料易得等優勢，正被廣泛應用。那么，這種設備究竟是如何將普通的鹽和水轉化為強力消毒劑的呢？讓我們深入探究其核心工作原理。
一、核心反應：從食鹽到次氯酸鈉
電解法次氯酸鈉發生器的核心在于電化學反應。它利用直流電（DC）通過特定的電解槽，將溶解在水中的食鹽（NaCl）分解，并最終生成具有強氧化性的次氯酸鈉（NaClO）溶液。整個過程主要包含以下幾個關鍵步驟：
1、原料準備：鹽水配制
首先，將工業級食鹽（精制鹽）溶解在自來水中，配制成一定濃度（通常為3%-5%）的飽和或近飽和鹽水溶液。這一步是整個過程的基礎，鹽水的純度會影響電極的壽命和產物的純度。
2、電解過程：核心化學反應
配制好的鹽水被泵入電解槽。電解槽內部由陽極（Anode）和陰極（Cathode）組成，中間通常有隔膜（如離子交換膜）分隔，以提高效率和產物純度。
- 陽極反應（氧化反應）： 在直流電的作用下，鹽水中的氯離子（Cl?）在陽極失去電子，被氧化生成氯氣（Cl?）。 2Cl? → Cl? + 2e?
- 陰極反應（還原反應）： 同時，在陰極，水分子（H?O）獲得電子，被還原生成氫氣（H?）和氫氧根離子（OH?）。 2H?O + 2e? → H? + 2OH?
3、化學合成：次氯酸鈉的生成
在無隔膜或特定設計的電解槽中，陽極產生的氯氣（Cl?）會立即與陰極產生的氫氧根離子（OH?）以及水發生化學反應，生成次氯酸根離子（ClO?）和氯離子（Cl?）。
- Cl? + 2OH? → ClO? + Cl? + H?O
次氯酸根離子（ClO?）與溶液中的鈉離子（Na?）結合，最終形成我們所需的消毒劑——次氯酸鈉（NaClO）溶液。
- 整個過程的總反應式可以簡化為：
NaCl + H?O + 電能 → NaClO + H?↑
4、產物與副產物
- 主產物： 次氯酸鈉（NaClO）溶液，即我們所需的消毒液。其有效氯濃度通常在0.6% - 1%之間，可直接用于投加。
- 副產物： 氫氣（H?）是電解過程中必然產生的氣體。由于氫氣具有可燃性，設備必須配備氫氣安全排放系統（如稀釋風機、排空管路），確保氫氣濃度遠低于爆炸下限（4%），這是設備安全運行的關鍵。
其他： 反應后剩余的鹽水（含未反應的NaCl和生成的NaClO等）會與新生成的消毒液混合排出。
二、系統構成：不僅僅是電解槽
一個完整的電解法次氯酸鈉發生器系統通常包括：
- 軟水裝置： （可選但推薦）去除原水中的鈣、鎂離子，防止在電極上結垢，延長電極壽命。
- 溶鹽罐與鹽水調配系統： 用于溶解鹽并配制標準濃度的鹽水。
- 電解槽： 核心部件，內含電極組（陽極多為釕銥涂層的鈦基材料，陰極為鈦或不銹鋼）。
- 整流電源： 將交流電轉換為電解所需的低壓直流電。
- 儲藥箱： 儲存生成的次氯酸鈉溶液。
- 控制系統： PLC或微電腦控制，實現自動化運行、參數監控和安全聯鎖。
- 氫氣排放系統： 確保氫氣安全排出。
三、優勢與應用
1、安全：避免了運輸和儲存高濃度氯氣或次氯酸鈉溶液的風險，現場生成低濃度消毒液，本質更安全。
2、經濟：原料僅為鹽、水和電，長期運行成本低于購買成品消毒劑。
3、便捷：實現消毒劑的按需生產，無需大量庫存。
4、環保：減少了化學品運輸帶來的碳排放。
5、應用場景廣泛，包括市政自來水廠、污水處理廠、醫院污水消毒、游泳池水處理、食品飲料行業、以及船舶壓載水處理等。
電解法次氯酸鈉發生器的本質，是利用電能驅動食鹽水發生電化學反應，現場、即時地生產出消毒用的次氯酸鈉溶液。其核心在于電解槽內的陽極析氯和陰極析氫反應，以及后續氯氣與堿的化學合成。
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