УДК 628.17.001.4

Пчельников И. В.

Исследование и разработка технологии получения электролитического гипохлорита натрия электролизом морской воды

Аннотация

Хлорирование продолжает оставаться самым распространенным в мире способом обеззараживания воды в силу своей санитарно-гигиенической надежности, относительной простоты и экономичности. Токсичность хлора, необходимость его транспортировки по селитебной территории, а также хранение под избыточным давлением послужили основанием поиска альтернативных путей обеспечения промышленной безопасности и антитеррористической устойчивости систем водоснабжения. К числу альтернативных хлору реагентов прежде всего относится электролитический гипохлорит натрия, получаемый на месте потреб­ления электролизом водного раствора поваренной соли. В качестве сырья для получения гипохлорита натрия перспективно использование природных вод, содержащих хлориды. Использование природных вод существенно упрощает технологическую схему и позволяет отказаться от покупки поваренной соли, что снижает стоимость готового продукта. Представлены результаты исследований и разработки технологии получения электролитического гипохлорита натрия прямым электролизом черноморской воды. Экспериментально подтверждена целесообразность и определены оптимальные условия производства гипохлорита натрия электролизом морской воды. Представлены результаты исследования отложений, образующихся на катодах при элект­ролизе черноморской воды. Составлены рекомендации по выбору технологических схем производства гипохлорита натрия электролизом морской воды.

Ключевые слова

обеззараживание , гипохлорит натрия , морская вода , электролизер , прямой электролиз морской воды , электрод

УДК 628.179.2
DOI 10.35776/VST.2026.02.03

Вурдова Н. Г., Овчинникова Т. И., Мартьянов Г. М., Вурдов П. Ю.

Исследование эколого-экономической эффективности электрохимической коррекции pH для снижения солей жесткости

Аннотация

В промышленности широко используются системы или блоки оборотного водоснабжения для охлаждения оборудования и других технологических процессов. Одной из основных проб­лем эксплуатации таких систем является образование накипи из-за присутствия солей жесткости, таких как соединения кальция и магния. Классический подход к решению проб­лемы жесткости воды включает использование химических реагентов, таких как фосфаты и полифосфаты, которые связывают ионы кальция и магния, предотвращая их осаждение. Электрохимическая коррекция рН предлагает более экологически чистое решение. Изменение рН воды электролизом способствует осаждению солей жесткости в виде нерастворимых соединений, которые затем могут быть удалены из системы. Рассмотрены теоретические основы и механизм процесса умягчения воды путем электрохимической обработки. Отмечено, однако, что прямое снижение солей жесткости с помощью только электрохимической коррекции pH невозможно. При этом ожидается, что электрохимические методы могут существенно способствовать процессам умягчения воды, интенсифицируя их и делая более эффективными. Проведена оценка эколого-экономической эффективности метода элект­рохимической коррекции pH для системы фильтрации бокового потока блока оборотного водоснабжения предприятия.

Ключевые слова

умягчение , электролизер , электрохимическая обработка , жесткость воды , блок оборотного водоснабжения , эколого-экономическая эффективность

bbk 000000

УДК 628.166.094.3

Фесенко Л. Н., Скрябин А. Ю., Бреус С. А., Пчельников И. В.

Производственные испытания обеззараживания питьевой воды прямым электролизом

Аннотация

Приведены результаты исследования прямого электролиза природной подземной воды с целью установления возможности получения из нее низкоконцентрированного гипо­хлорита натрия для обеззараживания питьевой воды перед подачей жителям станицы Грушевской Аксайского района Ростовской области. Использование в качестве электролита природных поверхностных или подземных вод поз­воляет отказаться от этапа искусственного приготовления хлоридного раствора, что упростит технологию получения дезинфектанта на месте его потребления и снизит эксплуа­тационные затраты. Исследования проводили на промышленной установке по двум направлениям: определение оптимальных электрохимических параметров работы проточного электролизера; определение срока службы электродов. Результаты производственных испытаний показали возможность обеззараживания природной хлоридсодержащей воды (концентрация хлоридов 200–233 мг/дм³) путем ее прямого электролиза. Установлены технологические параметры работы электролизера на подземной пресной воде: плотность тока; скорость подачи воды в электролизер (расход); время работы электрода в режиме анода и в режиме катода. Определен оптимальный состав покрытия электродов: в оксидно-иридий-рутениево-титановом аноде массовое соотношение Ru и Ir составляет 20:80. Использование иридия в покрытии влияет на образование активного хлора и на срок службы электродов. Наличие в оксидном слое рутения в массовом соотношении с иридием 20:80 увеличивает время эксплуатации анода в 10 раз (до 4000 часов) по сравнению с анодами без добавления иридия.

Ключевые слова

питьевая вода , обеззараживание , водоподготовка , прямой электролиз , электролизер , низкоконцентрированный гипо­хлорит натрия

УДК 628.166
DOI 10.35776/VST.2025.09.03

Фесенко Л. Н., Черкесов А. Ю., Липкин М. С., Королев Д. В., Пчельников И. В., Фесенко А. Л., Липлявка М. В.

Разработка и внедрение анодов (ОИРТА-Pd) на основе оксида палладия для производства гипохлорита натрия

Аннотация

Представлены результанты совместной работы ПАО ГМК «Норильский никель» и ООО НПП «ЭКОФЕС» по созданию новых титановых анодов (электроды MMO) с электрохимически активным металлооксидным покрытием на основе оксида палладия (ОИРТА-Pd). Титановые аноды предназначены для производства гипохлорита натрия, крайне востребованного в технологиях водоподготовки в качестве обеззараживающего реагента, взамен экологически опасного жидкого хлора. Приведены результаты исследований свойств электродов с покрытием различного оксидного состава и процентного соотношения металлов платиновой группы в них, а также производственных испытаний прототипов разработанных электродов. Установлено, что оксид палладия в составе покрытия улучшает селективность образования активного хлора и повышает коррозионную стойкость электродов, что вносит вклад в увеличение срока службы анода. Состав ОИРТА-Pd имеет перспективу внедрения в производство, так как обладает улучшенными характеристиками относительно состава эталонных покрытий ОРТА и ОИРТА, а по показателю «удельный расход электроэнергии» имеет превосходящее аналоги значение – 3,72 кВт·ч/кг. При этом напряжение на промышленном электролизере на 5,6% ниже по сравнению с ОИРТА. Разработанные электроды ОИРТА-Pd имеют сопоставимую с ОИРТА стоимость изготовления и меньшую стоимость жизненного цикла.

Ключевые слова

гипохлорит натрия , электролиз , обеззараживание воды , электролизер , титановый анод с электрохимически активным металлооксидным покрытием , электроды MMO , ОИРТА-Pd , палладий