УДК 628.166:661.418

Гузий В. А.

Исследование коррозионных и электрохимических свойств анодных покрытий в условиях хлорного электролиза

Аннотация

Для очистки и обеззараживания воды традиционно применяют различные окислители, как правило, хлорсодержащие продукты, в числе которых низкоконцентрированный гипохлорит натрия, получаемый электролизом водного раст­вора поваренной соли на месте потребления. Наибольшее влияние на эффективность электролиза (выход активного хлора по току), электрические и электрохимические показатели, экономичность протекания процесса и его эксплуатационный регламент, конструкцию аппаратов и их долговечность оказывает материал анода, основное требование к которому – его химическая стойкость в режиме анодной поляризации в химически активной среде. Наиболее широкое практическое применение в качестве малоизнашиваемых анодов получили окисно-рутениево-титановые. Снижение скорости непрерывного уменьшения толщины активного слоя и потери оксида рутения возможно достичь применением трехкомпонентного покрытия анода с добавлением металла платиновой группы – иридия. Трехкомпонентные покрытия анодов, содержащие иридий (окисно-иридиево-рутениево-титановые аноды), при процентно-массовом соотношении иридия к рутению 80:20 увеличивают коррозионную стойкость анодов (срок службы) в 8 раз. С увеличением содержания оксида иридия анодные покрытия работают с меньшими затратами электроэнергии, необходимой для генерирования гипохлорита натрия, вследствие более низкого напряжения на электролизере. Определена коррозионная стойкость анодов с разной закладкой оксидов рутения и иридия, а также их характеристики: выход хлора по току, напряжение на ячейке, динамика роста концентрации активного хлора в растворе.

Ключевые слова

низкоконцентрированный гипо­хлорит натрия , оксидные покрытия , иридий , рутений , коррозионная стойкость анодов , выход хлора по току , электролиз 3%-го раствора поваренной пищевой соли

УДК 628.166

Пчельников И. В., Нгуен Тхи Туан Зьеп

Исследование оптимального режима электролиза при получении гипохлорита натрия из средиземноморской воды

Аннотация

Представлено теоретическое обоснование, а также результаты исследования по разработке технологии получения низкоконцентрированного гипохлорита натрия прямым электролизом воды Средиземного моря для биоцидной обработки охлаждающего контура атомных и тепловых элект­ростанций. Определены оптимальные технологические параметры протекания процесса. Изучены методы предот­вращения образования катодных отложений. Установлено, что при электролизе морской воды с анодной плотностью тока 1000 А/м² возможно достичь максимальной концентрации по активному хлору – 7,9 г/дм³, при 600 А/м² – до 6,8 г/дм³ на оксидных иридиево-рутениево-титановых анодах. Выход хлора по току при этом находится в пределах 10%. Показано, что выход хлора по току и удельные затраты электроэнергии на 1 кг вырабатываемого активного хлора достигают своих оптимальных значений (85–90% и 3–3,5 кВт·ч/кг) при концентрации активного хлора в элект­ролизном продукте 2 ± 0,2 г/дм³. Это определяет технологическую и экономическую целесообразность получения гипохлорита натрия из морской (океанской) воды.

Ключевые слова

обеззараживание , декарбонизация , низкоконцентрированный гипо­хлорит натрия , бездиафрагменный электролиз , ингибирование , кислотная промывка , электролиз воды Средиземного моря

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

DOI 10.35776/VST.2022.10.03
УДК 628.166

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

Сравнительная оценка экономической эффективности применения хлорсодержащих сред в технологии обеззараживания воды

Аннотация

Представлено технико-экономическое сравнение трех методов обеззараживания воды с использованием: газооб­разного хлора, высококонцентрированного гипохлорита натрия и низкоконцентрированного гипохлорита натрия. Сравнительный анализ проводили на примере действующей хлораторной, расположенной на территории канализационных очистных сооружений г. Ленинск-Кузнецкий Кемеровской области. Экономический анализ показал, что использование низкоконцентрированного гипохлорита натрия в сравнении с высококонцентрированным является выгодным, поскольку сокращается срок окупаемости. Это подтверждает целесообразность применения данной технологии и позволяет в большей степени реализовать социально ориентированную тарифную политику для потребителей. Кроме того, при выборе реагента его преимущества следует искать в безопасности доставки и хранения, технологичности применения, количестве побочных отходов при производстве продукта на месте использования, а также цены поставок хлорсодержащего реагента или стоимости аппаратов, производящих его непосредственно на площадке водоочистных сооружений из приобретаемого сырья.

Ключевые слова

газообразный хлор , низкоконцентрированный гипо­хлорит натрия , прямой электролиз воды , высококонцентрированный гипохлорит натрия , сравнительный анализ