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电解防污技术

     对海洋生物污损的防除称为防污（antifouling）。海洋生物污损造成的危害包括使海水供水和循环水系统的截面积减小，流阻增加，流量减少；增加船舶的阻力；加速金属的腐蚀；使海中的仪表和转动机构失灵等。防止海洋生物污损的方法很多，其中应用最广的是防污涂料法和海水电解法。海水电解法因其安全经济、管理方便和对环境无污染，得到了迅速的发展和广泛的应用.

 
    （1）海水电解防污的原理
 
    海水电解防污是采用特殊的电极，在无隔膜的条件下电解海水产生有效氯（HClO），利用有效氯的强氧化性来杀死海洋污损生物的幼虫或孢子，从而达到防止污损的目的。
 
    海水电解的反应式为：主反应
 
    阳极：2Cl- → Cl2 + 2e                                （1）
 
    阴极：2H2O + 2e → H2 + 2OH-                        （2）
 
    溶液：Cl2 + H2O → HClO + Cl- + H+                    （3）
 
    HClO → H+ + ClO-                            （4）
 
    副反应
 
    阳极：6ClO- + 3H2O → 2ClO3- + 4Cl- + 6H+ + 3/2O2 + 6e    （5）
 
    2H2O → O2 + 4H+ + 4e                          （6）
 
    阴极：ClO- + H2O + 2e → Cl- + 2OH-                    （7）
 
    溶液：HClO + ClO- → ClO3- + 2Cl- + 2H+                （8）
 
    2ClO- → H2O + Cl-                              （9）
 
    H2 + ClO- → H2O + Cl-                          （10）
 
    其它反应
 
    Mg2+ + 2OH- → Mg（OH）2                              （11）
 
    Ca2+ + 2OH- → Ca（OH）2                               （12）
 
    其中反应（3）和（4）为可逆反应，在0℃时平衡常数为：
 
    K（3） = [HClO][Cl-][H+]/[Cl2] ≈ 2 × 10-4
 
    K（4） = [H+][ ClO-]/[ HClO] ≈ 2 × 10-8
 
    从以上反应可知，要使电解防污装置安全连续高效运行，必须抑制无谓消耗HClO的副反应，注意排氢，并按一定的周期酸洗去除钙镁盐的沉积物。
 
    有效氯对海洋污损生物有很强的杀灭效果，表7表示有效氯的浓度对海生物的影响。海水电解加氯的方式有连续加氯和冲击加氯。根据海生物生长实际情况，采用两种方式结合的防污效果更好。连续加氯时有效氯浓度一般控制在2×10-6,冲击加氯浓度有的可控制在高达6.5×10-6,根据季节、海生物的生长繁殖规律的不同调整冲击加氯的浓度、次数和时间长短，并保证排出海水的残留余氯小于0.1×10-6.
 

表7　有效氯浓度对海生物的影响

 

表7.JPG

 

    在船舶运输上，目前已有采用海水电解技术的装置用于船舶的防污。还有采用电解氯-铜，以及电解铜-铝技术防污，将海水电解技术产生的有效氯和铜离子共同作用，防止污损生物的附着。近年来，还出现了将海水电解技术和防污涂料技术相结合，在船舶外层涂刷一层绝缘涂层，再涂上一导电涂层，以导电涂层为阳极电解海水，产生有效氯达到防污的目的。海水电解技术由于其安全环保、经济适用和易于操作管理的特点，将会得到越来越多的应用，具有广阔的发展前景。