Titán anód úszómedencéhez

Az úszómedence vízbiztonsága alapvető előfeltétele az úszók egészségének biztosításának. A fertőtlenítési technológia kulcsfontosságú a vízminőségi szabványok fenntartásához. A hagyományos medencefertőtlenítés kémiai anyagok, például klórkészítmények és klórtabletták kézi adagolásán alapul. Bár ez átmenetileg elpusztíthatja a mikroorganizmusokat, számos kihívást jelent. A pontatlan adagolás ingadozó maradék klórkoncentrációhoz vezethet. A magas koncentráció bőrirritációt, vörös szemet és egyéb kellemetlenségeket okozhat, míg az alacsony koncentráció hatástalan védelmet nyújthat. A vegyszerek reakcióba lépnek a vízben lévő szerves anyagokkal, rákkeltő melléktermékeket, például kloroformot képezve, amelyek idővel felhalmozódnak és veszélyt jelentenek az emberi egészségre.

Az anyagtudomány és az elektrokémiai technológia fejlődésével, MMO titán anód (titán alapú fém-oxid bevonatú elektróda) ​​forradalmi teljesítménybeli előnyeinek köszönhetően technológiai áttörést jelentett a medencefertőtlenítésben. Ez az újszerű elektródaanyag, amely titán mátrixon alapul, és nemesfém-oxidokkal, például ruténiummal és irídiummal van bevonva, zárt hurkú tisztítási modellt valósít meg az „igény szerinti fertőtlenítőszer-előállítás” révén a sóoldat elektrolízise révén, alapvetően megváltoztatva a hagyományos kémiai alapú fertőtlenítési modellt. A kis családi medencéktől az olimpiai méretű versenymedencékig, a termálfürdőktől a nagy víziparkokig az MMO titán anódok a csúcskategóriás medencevíz-kezelő rendszerek alapvető alkotóelemeivé válnak.

Az MMO titán anód működési elve

Az úszómedencékben található MMO titánanód fő funkciója egy nagy hatékonyságú fertőtlenítőszer előállítása elektrolitikus reakció révén. Működési mechanizmusa a precízen szabályozott elektrokémián alapul.

(I) Mag elektrolitikus reakció

Az MMO titánanód fertőtlenítő funkciója a medencevízben lévő kloridionok célzott átalakításán alapul. A gyakorlati alkalmazásokban először megfelelő mennyiségű sót (nátrium-kloridot) adnak a medencevízhez, hogy a sókoncentrációt az optimális 3%-5% -5% tartományban tartsák. A víz ezután átáramlik az MMO titánanóddal felszerelt elektrolizáló cellán. Az elektródák és az egyenáramú elektromos mező két kulcsfontosságú reakciót indítanak el:

Anódos klórfejlődési reakció: A ruténium-iridium-oxid bevonat katalitikus hatása alatt az anód régióban lévő kloridionok (Cl⁻) elektronokat veszítenek és klórgázzá (Cl₂) oxidálódnak. A reakcióegyenlet: 2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻. Ez a reakció mindössze 1.13 V indítási feszültséget igényel, ami rendkívül alacsony energiafogyasztást eredményez. A bevonat magas katalitikus aktivitása biztosítja a reakció irányított jellegét, megakadályozva a hatástalan mellékreakciókat.

Fertőtlenítőszer-képződési reakció: A keletkezett klórgáz gyorsan hidrolizál vízzel, és a következő reakcióegyenlet szerint erősen oxidáló hipoklórossavvá (HClO) alakul: Cl₂ + H₂O → HClO + H⁺ + Cl⁻. A hipoklórossav redoxpotenciálja 650-800 mV, így több mint 80-szor hatékonyabb a baktériumok elpusztításában, mint a hagyományos klóros szerek, és 30 másodpercen belül hatékonyan elpusztítja a gyakori kórokozók, például az Escherichia coli és a Pseudomonas aeruginosa 99.99%-át.

Figyelemre méltó, hogy a baktériumölő hatás befejezése után a folyamat során keletkező hipoklórossav visszabomlik kloridionokká, és visszatér a vízbe, így egy zárt „só-fertőtlenítőszer-só” ciklust hoz létre, amely nem hagy maga után maradandó kémiai maradványokat.

(II) Anyagi fejlesztés és védelem

Az MMO titán anód kiváló teljesítménye az egyedi anyagszerkezet-kialakításnak köszönhető. Az optimalizált szubsztrát-előkezelési és bevonási folyamatoknak köszönhetően az elektrolízis hatékonysága és a berendezés élettartama jelentősen javul:

Mikroíves oxidációs előkezelés: A titán hordozó felülete 20 000 V-os nagyfeszültségű mikroíves oxidációs kezelésen esik át, ami egy nanoskálájú, méhsejtszerű porózus szerkezetet hoz létre, amely megháromszorozza az elektróda aktív területét. Ez 95.2%-ra növeli az elektrolízis hatékonyságát, biztosítva, hogy a fertőtlenítőszer termelési sebessége megfeleljen a medence vízkeringésének igényeinek.

Gradiens bevonatvédelem: A „tantál fém alapréteg + tantál-oxid átmeneti réteg + irídium-ruténium-oxid fedőréteg” háromrétegű szerkezetének köszönhetően ez hatékonyan csökkenti a titán hordozó és a bevonat közötti hőtágulási különbséget, aminek eredményeként a bevonat leválási aránya kevesebb, mint 0.5%. Ez a szerkezet biztosítja, hogy az anód stabil maradjon extrém úszómedencei környezetben, magas kloridion-koncentráció és 2-12 pH-tartomány mellett, teljesen kiküszöbölve a hagyományos rozsdamentes acél elektródákra jellemző korróziós és bevonatleválási problémákat.

(3) Intelligens rendszer együttműködési mechanizmus

A modern MMO titánanódos úszómedence-rendszer mély integrációt valósított meg az IoT technológiával, így egy dinamikus, zárt hurkú vezérlőrendszert alkotva. A pH/ORP érzékelők valós idejű vízminőségi paramétereinek monitorozására való integrálásával a rendszer automatikusan beállítja az elektrolízis áramsűrűségét és a sóadagolást, hogy pontosan stabilizálja a maradék klórkoncentrációt a biztonságos 0.3-0.5 ppm tartományon belül – ami jóval alacsonyabb, mint a hagyományos úszómedencékre vonatkozó 1-3 ppm szabvány. Ez biztosítja a hatékony fertőtlenítést, miközben elkerüli a bőrirritációt és egyéb kellemetlenségeket.

MMO titán anód típusok

Az úszómedencékhez alkalmas MMO titánanódok a bevonat összetétele, a szerkezeti morfológia és az alkalmazási forgatókönyvek alapján különböző típusokba sorolhatók. Minden terméknek megvannak a maga előnyei a katalitikus tulajdonságok és az alkalmazható üzemi körülmények tekintetében, ami pontos kiválasztást igényel a medence mérete és a vízminőség alapján. A bevonóanyag közvetlenül meghatározza az anód katalitikus teljesítményét. Az úszómedencékhez használt hagyományos MMO titánanódok a következő két kategóriába sorolhatók.

Ruténium MMO titán anódok

Ruténium-iridium vegyes oxid magbevonattal rendelkeznek, és tipikus klórfejlesztő elektródák. Legfontosabb előnyük a kloridionok rendkívül szelektív oxidációja, amely lehetővé teszi a hatékony klórgáz előállítását alacsony feszültségen, meghaladja a 95%-os fertőtlenítőszer-konverziós hatékonyságot, és kiemelkedő ellenállást biztosít a klór korróziójával szemben. Ez a típusú anód tökéletesen megfelel a medence sóelektrolízises fertőtlenítésének alapvető követelményeinek, és népszerű választás otthoni medencékhez, szállodai medencékhez és vízi parkokhoz.

Iridium MMO titán anódok

Az irídium-tantál-oxid elsődleges bevonatnak köszönhetően kettős oxigén- és klórfejlődési aktivitást mutatnak. A ruténium alapú anódokhoz képest nagyobb ellenállást mutatnak a savas és lúgos korrózióval szemben, és stabilabban teljesítenek összetett vízi környezetekben, például melegvízű medencékben és természetes ásványi anyagokban gazdag vízforrásokkal rendelkező medencékben. Bár klórfejlődési hatékonyságuk valamivel alacsonyabb, mint a ruténium alapú termékeké, ellenállnak a nagyobb pH-ingadozású körülményeknek, és alkalmasak a nagy vízkompatibilitást igénylő, magas kategóriájú medencékhez.

Továbbá, bár a platina-titán anódok használhatók medencék fertőtlenítésére, magas költségük korlátozza a használatukat speciális alkalmazásokban, amelyek rendkívüli víztisztaságot igényelnek, például orvosi és rehabilitációs medencékben, és nem számítanak elterjedt választásnak az iparágban.

Titánlemez anódok

Tiszta titánlemezekből készülnek, amelyeket előkezelnek, majd MMO bevonattal látnak el. Kompakt kialakításúak és könnyen telepíthetők, így alkalmasak kis és közepes méretű otthoni medencékbe vagy jakuzzikhoz. A felületi bevonat vastagsága jellemzően 8-10 mikronra van szabályozva, biztosítva az egyenletes áramvezetést. A moduláris összeszerelés lehetővé teszi a változó vízmennyiség-igényekhez való alkalmazkodást.

Titán csőanódok

Titáncsőből készült hordozóanyaggal a bevonat egyenletesen befedi a cső belső és külső felületét, ami nagy felületet és magas elektrolízis hatékonyságot eredményez. Ez a típusú anód alkalmas közepes és nagy méretű úszómedencék központosított fertőtlenítő rendszereihez. Közvetlenül integrálható csővezetékes vízkeringető rendszerekkel, elektrolitikus fertőtlenítést végezve, miközben a víz átfolyik a titáncsöveken, így nincs szükség további berendezéshelyre. Tengervizes medencékben a titáncső-anódok fertőtlenítési és vízkőmentesítési funkciókat is elláthatnak.

Titán szalag anódok

Ezek szalagszerű szerkezetűek, és rugalmasan igazíthatók az elektrolizáló cella méretéhez, alkalmazkodva az egyedi alakú vagy testreszabott fertőtlenítő berendezésekhez. Előnyük az egyenletes árameloszlás, amely hatékonyan megakadályozza a lokalizált túlelektrolízis okozta vízminőség-ingadozásokat. Gyakran használják őket csúcskategóriás szállodai medencefertőtlenítő rendszerekben.

Kis otthoni anódrendszerek

Ezek jellemzően moduláris titánlemez anódokat használnak, alacsony energiafogyasztással (általában kevesebb, mint 500 W). Beépített automatikus sótartalom-figyeléssel rendelkeznek, és könnyen kezelhetők, így alkalmasak 10-50 m³-es otthoni medencékhez.

Közepes méretű kereskedelmi anódrendszerek

Ezek jellemzően titáncsövek és -lemezek kombinációját használják, 500 W és 5 kW közötti energiafogyasztással, így alkalmasak 50-500 m³-es szállodai és klubmedencékhez.

Nagyméretű projekt anódrendszer

Titáncső-kialakításának köszönhetően több mint 5 kW teljesítményt nyújt, és alkalmas víziparkokba, nyilvános uszodákba és 500 m³-nél nagyobb versenymedencékbe. A rendszer támogatja több anódcsoport párhuzamos működését, dinamikusan állítva a fertőtlenítési teljesítményt a látogatók áramlása alapján.