Titaniumanode til swimmingpool

Vandsikkerhed i svømmebassiner er en central forudsætning for at sikre svømmernes sundhed. Desinfektionsteknologi er afgørende for at opretholde vandkvalitetsstandarder. Traditionel desinfektion af swimmingpools er afhængig af manuel tilsætning af kemiske stoffer såsom klorpræparater og klortabletter. Selvom dette midlertidigt kan dræbe mikroorganismer, præsenterer det adskillige udfordringer. Forkert dosering kan føre til svingende resterende klorkoncentrationer. Høje koncentrationer kan forårsage hudirritation, røde øjne og andet ubehag, mens lave koncentrationer kan give ineffektiv beskyttelse. Kemikalier reagerer med organisk materiale i vandet og producerer kræftfremkaldende biprodukter såsom kloroform, som akkumuleres over tid og udgør en trussel mod menneskers sundhed.

Med fremskridt inden for materialevidenskab og elektrokemisk teknologi, MMO titanium anode (titaniumbaseret metaloxidbelagt elektrode) er blevet et teknologisk gennembrud inden for pooldesinfektion på grund af dets revolutionerende ydeevnefordele. Dette nye elektrodemateriale, baseret på en titaniummatrix og belagt med ædelmetaloxider såsom ruthenium og iridium, opnår en lukket kredsløbsrensningsmodel med "on-demand desinfektionsmiddelproduktion" gennem elektrolyse af saltlage, hvilket fundamentalt ændrer den traditionelle kemisk baserede desinfektionsmodel. Fra små familiepools til olympiske konkurrencepools, fra varme kilder til store vandlande, er MMO-titaniumanoder ved at blive kernekomponenter i avancerede poolvandsbehandlingssystemer.

Funktionsprincippet for MMO-titananoden

Kernefunktionen af ​​MMO-titaniumanoden i svømmebassiner er at generere et yderst effektivt desinfektionsmiddel gennem en elektrolytisk reaktion. Dens virkemåde er baseret på præcist kontrolleret elektrokemi.

(I) Kerneelektrolytisk reaktion

MMO-titaniumanodens desinfektionsfunktion er baseret på den målrettede omdannelse af kloridioner i poolvandet. I praktiske anvendelser tilsættes først en passende mængde salt (natriumklorid) til poolvandet for at holde saltkoncentrationen inden for det optimale område på 3%-5%. Vandet strømmer derefter gennem den elektrolysecelle, der er udstyret med MMO-titaniumanoden. Elektroderne og det elektriske jævnstrømsfelt udløser to nøglereaktioner:

Anodisk klorudviklingsreaktion: Under den katalytiske virkning af ruthenium-iridiumoxidbelægningen mister kloridioner (Cl⁻) i anodeområdet elektroner og oxideres til klorgas (Cl₂). Reaktionsligningen er: 2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻. Denne reaktion kræver en opstartsspænding på kun 1.13 V, hvilket resulterer i et ekstremt lavt energiforbrug. Belægningens høje katalytiske aktivitet sikrer reaktionens retningsbestemte natur og forhindrer ineffektive sidereaktioner.

Reaktion med desinfektionsmiddelgenerering: Den genererede klorgas hydrolyserer hurtigt med vand og omdannes til stærkt oxiderende hypoklorsyre (HClO) via reaktionsligningen: Cl₂ + H₂O → HClO + H⁺ + Cl⁻. Hypochlorsyre har et redoxpotentiale på 650-800 mV, hvilket gør den over 80 gange mere effektiv til at dræbe bakterier end traditionelle klormidler og effektivt dræber 99.99 % af almindelige patogener såsom Escherichia coli og Pseudomonas aeruginosa inden for 30 sekunder.

Det er værd at bemærke, at hypochlorsyrlingen, der genereres i denne proces, efter at have afsluttet sin bakteriedræbende virkning, nedbrydes tilbage til kloridioner og vender tilbage til vandet, hvorved der dannes en lukket "salt-desinfektionsmiddel-salt"-cyklus, der ikke efterlader nogen permanente kemiske rester.

(II) Materiel forbedring og beskyttelse

MMO-titaniumanodens overlegne ydeevne stammer fra dens unikke materialestrukturdesign. Gennem optimerede substratforbehandlings- og belægningsprocesser forbedres elektrolyseeffektiviteten og udstyrets levetid betydeligt:

Forbehandling af mikrobueoxidation: Titansubstratets overflade gennemgår en 20,000 V højspændings-mikrobueoxidationsbehandling, hvilket skaber en nanoskala-lignende, bikagelignende porøs struktur, der tredobler elektrodens aktive areal. Dette øger elektrolyseeffektiviteten til 95.2 %, hvilket sikrer, at desinfektionsmidlets produktionshastighed opfylder behovene for poolvandscirkulation.

Beskyttelse mod gradientbelægning: Ved at anvende en trelagsstruktur af "tantalmetalbasislag + tantaloxidovergangslag + iridiumrutheniumoxidtoplag" mindsker dette effektivt den termiske udvidelsesforskel mellem titansubstratet og belægningen, hvilket resulterer i en belægningsafgivelseshastighed på mindre end 0.5%. Denne struktur sikrer, at anoden forbliver stabil i ekstreme swimmingpoolmiljøer med høje kloridionkoncentrationer og et pH-område på 2-12, hvilket fuldstændigt eliminerer korrosion og afskalningsproblemer forbundet med traditionelle rustfri stålelektroder.

(3) Intelligent systemsamarbejdsmekanisme

Det moderne MMO-titaniumanode-svømmebassinsystem har opnået dyb integration med IoT-teknologi og danner et dynamisk lukket kredsløbsstyringssystem. Ved at integrere pH/ORP-sensorer til at overvåge vandkvalitetsparametre i realtid justerer systemet automatisk elektrolysestrømstætheden og saltdoseringen for præcist at stabilisere den resterende klorkoncentration inden for et sikkert område på 0.3-0.5 ppm - langt lavere end standarden på 1-3 ppm for traditionelle svømmebassiner. Dette sikrer effektiv desinfektion, samtidig med at hudirritation og andet ubehag undgås.

MMO titaniumanodetyper

MMO-titaniumanoder, der er egnede til svømmebassiner, kan kategoriseres i forskellige typer baseret på belægningens sammensætning, strukturel morfologi og anvendelsesscenarier. Hvert produkt har sine egne fordele inden for katalytiske egenskaber og relevante driftsforhold, hvilket kræver præcist valg baseret på poolens størrelse og vandkvalitet. Belægningsmaterialet bestemmer direkte anodens katalytiske ydeevne. Mainstream MMO-titaniumanoder til svømmebassiner falder i følgende to kategorier.

Ruthenium MMO titaniumanoder

Disse elektroder, der bruger en kernebelægning af blandet ruthenium-iridiumoxid, er typiske klordannende elektroder. Deres primære fordel er deres yderst selektive oxidation af kloridioner, hvilket muliggør effektiv klorgasproduktion ved lave spændinger, opnår desinfektionsmiddelkonverteringseffektiviteter på over 95 % og tilbyder enestående modstand mod klorkorrosion. Denne type anode opfylder perfekt de centrale krav til desinfektion af poolsaltelektrolyse og er et populært valg til hjemmebassiner, hotelbassiner og vandlande.

Iridium MMO Titanium Anoder

Ved at bruge iridium-tantaloxid som primær belægning udviser de dobbelt ilt- og klorudviklingsaktivitet. Sammenlignet med rutheniumbaserede anoder tilbyder de større modstandsdygtighed over for syre- og alkalikorrosion og fungerer mere stabilt i komplekse vandmiljøer, såsom varme kilder og pools med naturligt forekommende mineralrige vandkilder. Selvom deres klorudviklingseffektivitet er lidt lavere end for rutheniumbaserede produkter, kan de modstå forhold med større pH-udsving og er velegnede til high-end pools, der kræver høj vandkompatibilitet.

Selvom platin-titanium-anoder kan bruges til desinfektion af pools, begrænser deres høje pris deres anvendelse i specialiserede applikationer, der kræver ekstrem vandrenhed, såsom medicinske og rehabiliteringspools, og de er ikke et almindeligt valg i branchen.

Titanpladeanoder

De er fremstillet af rene titaniumplader, der er forbehandlet og derefter belagt med en MMO-belægning, og tilbyder et kompakt design og nem installation, hvilket gør dem velegnede til små og mellemstore hjemmebassiner eller spaer. Overfladebelægningens tykkelse er typisk kontrolleret til 8-10 mikron, hvilket sikrer ensartet strømledning. Modulær samling muliggør tilpasning til varierende vandmængdekrav.

Titanrøranoder

Ved at bruge et titanrør som substrat dækker belægningen jævnt rørets indre og ydre overflader, hvilket resulterer i et stort overfladeareal og høj elektrolyseeffektivitet. Denne type anode er velegnet til centraliserede desinfektionssystemer i mellemstore til store svømmebassiner. Den kan integreres direkte med rørledningsvandcirkulationssystemer og udføre elektrolytisk desinfektion, når vandet strømmer gennem titanrørene, hvilket eliminerer behovet for ekstra udstyrsplads. I havvandsbassiner kan titanrøranoder også udføre både desinfektions- og antikalkfunktioner.

Titaniumstrimler Anoder

Disse har en båndlignende struktur og kan fleksibelt tilpasses størrelsen på den elektrolytiske celle, så de kan tilpasses specialformet eller specialtilpasset desinfektionsudstyr. Deres fordel ligger i ensartet strømfordeling, hvilket effektivt forhindrer udsving i vandkvaliteten forårsaget af lokal overelektrolyse. De bruges ofte i avancerede desinfektionssystemer til hotellers pools.

Små anodesystemer til hjemmet

Disse bruger typisk modulære titaniumpladeanoder med lavt strømforbrug (typisk mindre end 500 W). De har integreret automatisk saltholdighedsovervågning og er nemme at betjene, hvilket gør dem velegnede til hjemmebassiner på 10-50 m³.

Mellemstore kommercielle anodesystemer

Disse bruger typisk en kombination af titaniumrør og -plader med et strømforbrug fra 500 W til 5 kW, hvilket gør dem velegnede til hotel- og klubpools på 50-500 m³.

Storskalaprojektanodesystem

Ved hjælp af et titaniumrørsdesign leverer den en effekt på over 5 kW og er velegnet til vandlande, offentlige svømmebassiner og konkurrencebassiner på over 500 m³. Systemet understøtter parallel drift af flere anodegrupper og justerer dynamisk desinfektionseffekten baseret på besøgsstrømmen.