DE19846258A1

DE19846258A1 - Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE19846258A1
Application number: DE1998146258
Authority: DE
Inventors: Joerg Linke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-20

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid, wobei chlorhaltige Verbindungen elektrolytisch in Chlordioxid umgewandelt werden. Das erhaltene Chlordioxid kann mit geringem apparativen Aufwand zur Wasserbehandlung und -entkeimung verwendet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid sowie die Verwendung des Chlordioxids.

Es ist bekannt, Chlordioxid aus Natriumchlorit und Chlor oder Acetanhydrid oder aus Chloraten mit SO₂, HCl, NO₂ oder Schwefelsäure herzustellen. Bei Chlordioxid handelt es sich um ein instabiles, nicht-lagerfähiges Gas, das explosionsartig zer fällt und vor Ort in speziellen Anlagen bedarfsabhängig produziert werden muß. Das gebildete Chlordioxid unterliegt leicht Oxidationsreaktionen.

Bekannt ist überdies, daß gemäß gesetzlichen Vorschriften für das Trinkwasser und für öffentliche Bäder eine klar definierte mikrobiologische Wassergüte eingehalten werden muß. In den meisten Fällen erfolgt diese Behandlung des Trinkwassers oder der Schwimmbäder durch Chlor oder verwandte Nebenprodukte, wie zum Bei spiel Chlordioxid.

Wegen der Gefahr und Umweltverschmutzung, die bei der Produktion, Lagerung und dem Transport von Chlor und auch Chlordioxid bestehen, besteht ein Bedarf an Alternativen zu den vorstehenden Produkten oder einer nicht die Umwelt ge fährdenden Herstellung von Chlorverbindungen, die direkt am Ort des Bedarfes hergestellt und auch gleich eingesetzt werden können.

Bekannt ist auch, daß unterchlorige Säure elektrolytisch am Verwendungsort her gestellt werden kann, wobei jedoch technisch aufwendige Geräte und eine aufwen dige Wartung erforderlich sind. Die meisten dieser "Unterchlorsäure-Verfahren" sollten nur in einem geschlossenen Wasserkreislauf angewendet werden, wobei jedoch in Wasser ca. 4 bis 7 kg Salz pro m³ gelöst werden mußten.

Die Nachteile der bekannten Verfahren und des Einsatzes von Chlor waren die Gesundheitsgefährdung, die Geschmacksveränderung des Wassers, die Gefahr von Korrosion der metallischen Teile und die kostenaufwendige Wartung.

Es besteht daher die Notwendigkeit, ein für die Wasserbehandlung und -ent keimung ein Mittel bereitzustellen, welches kostengünstig, gefahrlos und ohne großen technischen Aufwand herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Gemäß der Erfindung wird das für die Wasserbehandlung und -entkeimung ver wendete Chlordioxid aus chlorhaltigen Verbindungen elektrolytisch hergestellt. Da bei wird in einer an sich bekannten Elektrolyse-Apparatur aus der Chlorverbin dungen enthaltenden Lösung Chlordioxid neben anderen Produkten in geringen Mengen erzeugt. Mit dem so hergestellten Chlordioxid ist auch bei hohen pH- Werten eine bessere Entkeimung des zu behandelnden Trinkwassers bzw. der Schwimmbäder möglich, wobei ein langanhaltender bakteriostatischer Schutz er zielt werden kann. Vorteile des so hergestellten Chlordioxids sind die im Vergleich zu den bekannten Chlordioxidherstellungsverfahren niedrigeren Kosten, die Produktion direkt vor Ort, die gefahrlose Herstellung, die einfache Handhabung, verringerter Energiebedarf, Schonung der Umwelt, den DIN-Normen entsprechende Wasseraufbereitung und keine Korrosion der mit der Chlordioxidlösung in Kontakt tretenden Leitungen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, als die chlorhaltige Verbindung Natriumchlorit (NaClO₂), insbesondere wegen der geringen Kosten dieses Materials, einzusetzen und der Tatsache, daß dadurch auch die Nebenproduktbildung neben Chlordioxid verringert ist. Erfindungsgemäß hat es sich dabei als ausreichend erwiesen, Natriumchlorit (NaClO₂) in einer Konzentration von 0,1 bis 5 g/m³, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 g/m³, Wasser in der Elektrolysekammer einzusetzen. Zur Verringerung der Entwicklung ggfs. die Wasserbehandlung und -entkeimung störend beeinflussender Nebenprodukte und zur Verringerung der Absolutgehalte an Nebenprodukten sollte ein so rein wie mögliches Natriumchlorit eingesetzt werden, wobei Natriumchlorit eines Mindestreinheitsgrades von 80% sich als vorteilhaft erwiesen hat. Wegen des im wesentlichen für die Gesundheit unproblematischen Einsatzes von Natriumchlorit und der geringen Konzentration des eingesetzten Natriumchlorits kann selbst unter verringerten Elektrolyseleistungen eine Belastung des mit dem gebildeten Chlordioxid behandelten Wassers nicht eintreten.

Die Elektrolyse der Natriumchloritlösung kann unter Standardbedingungen durch geführt werden, wobei sich der Einsatz von mit Edelmetallen beschichteten Metall elektroden oder mit Kombinationen aus verschiedenen Edelmetallen beschichteten Metallelektroden als Anode und Kathode für die erfindungsgemäßen Zwecke als vorteilhaft erwiesen haben, wobei die üblicherweise für Elektroden einsetzbaren Elemente und/oder Verbindungen verwendet werden. Für die Zwecke der Erfindung haben sich insbesondere Eisen- und Titanelektroden als vorteilhaft erwiesen, wobei Titanelektroden ganz besonders bevorzugt sind. Als üblicherweise anzuwendende Bedingungen werden dabei eine Elektrolyselösung aus 1 g Natriumchlorit pro m³ Wasser eingesetzt, und die Elektrolyse bei Stromstärken von 1 bis 8 Ampere, vor zugsweise 4 Ampere, und einer Spannung von 220 Volt durchgeführt, wobei Chlor dioxid in ausreichenden Mengen bis 0,1 bis 0,15 mg/l, gebildet wird. Der Strom wird als Gleichstrom von einer an sich bekannten handelsüblich erhältlichen Steuer einheit geliefert.

Je nach Bedarf kann dabei die Elektrolyse kontinuierlich oder in Intervallen durch geführt werden, wobei das während der Elektrolyse gebildete Chlordioxid direkt über an sich bekannte Dosiervorrichtungen zum kontinuierlichen und/oder stufen förmigen Einbringen in Schwimmbecken oder in die Trinkwasserversorgung, in Ab hängigkeit vom Bedarf, eingebracht wird. Ein Zusatz von bis zu 0,2 mg Chlordioxid pro Liter zu behandelndem Wasser ist dabei als ausreichend anzusehen, damit die Qualität des Wassers der DIN-Norm 19643-1 entspricht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Chlordioxid, dadurch gekennzeichnet, daß chlorhaltige Verbindungen elektrolytisch behandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chlorhaltige Verbindung Natriumchlorit ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elek trolyse bei Stromstärken von 1 bis 8 Ampere und einer Spannung von 220 Volt unter Verwendung von mit Edelmetallen beschichteten Metallelektroden durchge führt wird.

4. Verfahren zur Wasserbehandlung und -entkeimung, dadurch gekennzeich net, daß elektrolytisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestelltes Chlordioxid eingesetzt wird.