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德婕淨二氧化氯 常見問題

水中pH值對於漂白水的氧化還原電位與TDS之影響

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漂白水:一般係指10~12%的液態次氯酸鈉(NaOCl)。當次氯酸鈉(NaOCl)溶於水時,它會解離成為液鹼(NaOH)與次氯酸(HOCl),如反應式1所示:
NaOCl + H2O → NaOH + HOCl (1)

而NaOH加入水中自然會使水中的pH呈現更高鹼性的水準。倘若中性的水加入了漂白劑則會使水中pH提高至8或9。

次氯酸---在水中最重要的存在型態----亦稱為〝餘氯〞(Free chlorine),它係為負責殺死微生物之主要藥劑。然而,HOCl在水中係為弱酸,亦即它會部份解離成次氯酸鹽離子(OCl-),如反應式2所示。與HOCl不同的是,OCl-係為非常弱的殺菌劑。
HOCl → H+ + OCl- (2)

次氯酸係為強氧化劑(ORP: 1490 mV)且為有效的殺菌劑;而OCl-則為較弱的氧化劑(ORP: 940 mV)且為非常弱的殺菌劑。在水中通常會達到活躍的平衡,漂白水會在HOCl型態與OCl-型態之間因為pH值得變化而為可逆的左右移動。

在上列反應式2中,吾人可以發現,代表酸的化學符號H+在決定氯在水中的性質方面扮演非常重要的角色。倘若水的pH低於7(酸性),H+濃度就高。會使H+與OCl-結合形成更多的HOCl,即漂白水的殺菌劑型態。

相反地,倘若水的pH高於7(鹼性),H+濃度就低。這將改變反應式2的平衡方向,導致水中的HOCl產生解離,生成H+與OCl-,即為漂白水的非殺菌劑型態。在pH 7.5時,水中50%的氯會呈HOCl型態,而另外的50%則呈OCl-型態。

接下來,若製程上考慮週期性的在清洗水槽內緩慢加入100 ppm漂白劑的情況。它會發生什麼狀況?當依據反應式1所產生的NaOH被加入水中時,一開始pH會上升。增加的pH會使HOCl/OCl-平衡朝著OCl-端移動。倘若在漂白水加入之前,水的pH為7.5,添加之後提升至pH 8.0,則100ppm的漂白水總劑量之中,實際上僅僅約為25 ppm提供殺菌作用。在此情況下,加入的75 ppm漂白劑就會浪費。等於在水中加入大量的化學品(以及鹽),但僅換來非常少的〝殺菌效果〞。

另一方面,倘若利用酸將水的pH維持於6.5,則加入的漂白劑約有〜95%維持於HOCl(有效殺菌劑)的型態。

當漂白水的化學成份完全反應時,氯化鈉(NaCl)仍然存在。隨後每次在水中添加漂白水時,水中的NaCl濃度與總溶解固體(TDS)含量會增加。倘若清洗槽水系統在整週內皆接受連續或緩慢加入的漂白劑,則在水槽中的TDS含量會非常高,這也就是我們常說的漂白水的添加會貢獻水中的導電度,若製程中有導電度濃度高值的排放限制那就等於經常的要做排放的動作。