Production of active chlorine and sodium hypochlorite in a closed electrolyser

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorGomelya, Mykola
dc.contributor.authorKryzhanovska, Yana
dc.contributor.authorPliatsuk, Yana
dc.date.accessioned2025-03-07T12:59:43Z
dc.date.available2025-03-07T12:59:43Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractToday, in the conditions of warfare, there is constant local pollution of the environment due to the use of explosives, fires, spillage of fuel and lubricants, etc. Every day, the danger increases when the water drainage systems of various enterprises are damaged, such as mining enterprises, facilities of the energy, metallurgy, chemical, petrochemical industries, sludge storage facilities for highly toxic waste. Next to this, there is a growing problem of highly efficient purification of water, primarily drinking water. As a result of the destruction of the Kakhovsky reservoir in 2023, the problem of disposal of mine waters, which are characterized by a high level of mineralization, a significant content of iron, manganese and other toxicants, has sharply worsened. In this case, there are no water resources for diluting mine waters before their discharge. Despite a significant number of developments in the field of water quality control and water purification technologies, a number of problems in this direction remain unresolved. Existing technologies are ineffective when the levels of mineralization and water hardness are exceeded. We are talking about the southern regions of our country and Donbas. In Mykolaiv, after the aggressor reduced the water intake on the Dnieper, the centralized water supply system supplies brackish water from the estuary. It is known that concentrated salt solutions, which are formed and are still present next to the problems described above, are practically not processed. In most cases, they are dumped into the surface reservoirs of the surrounding natural environment, which significantly worsens the state of water ecosystems of Ukraine. The situation is worsened by the fact that a significant part of mine water suitable for use, due to the problem of disposal of concentrates, is not used, but is discharged into the environment after dilution, or even without dilution and purification, since there is simply no resource for dilution in today's realities. That is why, the problem of processing concentrates of baromembrane purification with obtaining secondary useful products was the aim of the research of this work.
dc.description.abstractotherСьогодні умовах ведення війни постійно відбувається локальне забруднення довкілля внаслідок використання вибухових речовин, пожеж, розливу паливно-мастильних матеріалів тощо. Щодня, небезпека збільшується при пошкодженні систем водовідведення різноманітних підприємств, таких як видобувні підприємства, об’єкти енергетики, металургії, хімічної, нафтохімічної промисловості, шламосховищ високотоксичних відходів. Поруч із цим існує і масштабується проблема високоефективного очищення води, насамперед питної. Внаслідок знищення Каховського водосховища у 2023 році різко загострилась проблема утилізації шахтних вод, які характеризуються високим рівнем мінералізації, значним вмістом заліза, марганцю та інших токсикантів. В даному випадку немає водних ресурсів для розведення шахтних вод перед їх скидом. Незважаючи на значну кількість розробок в галузі контролю якості води, технологій водоочищення, ряд проблем в даному напрямку залишаються невирішеними. Існуючі технології неефективні при перевищенні рівнів мінералізації та жорсткості води. Мова йде про південні області нашої країни та Донбас. У Миколаєві після зниження агресором водозабору на Дніпрі, в централізованій системі водопостачання подають солонувату воду з лиману. Відомо, що концентровані сольові розчини, котрі утворюються і все таки присутні поруч із проблемами, описаними вище, практично не переробляються. Їх скидають у більшості випадків у поверхневі водойми навколишнього природнього середовища, що суттєво погіршує стан водних екосистем України. Ситуація погіршується тим, що значна частина шахтних вод придатних для використання, через проблему утилізації концентратів не використовується, а скидається у довкілля після розведення, або, навіть, без розведення та очищення, так як ресурсу на розведення просто немає в реаліях сьогодення. Саме тому, проблема переробки концентратів баромембранного очищення з отриманням вторинних корисних продуктів була метою досліджень даної роботи. Дефіцит ресурсів прісних вод в Україні останнім часом компенсується використанням артезіанських вод, поверхневих вод та шахтних вод із підвищеною мінералізацією. Використання таких вод в комунальних господарствах, промисловості можливе лише після її опріснення. Головним методом опріснення таких вод є зворотній осмос та нанофільтрування. Застосування баромембранних методів в значній мірі обмежується складністю переробки та утилізації концентратів, що утворюються при очищенні води. Враховуючи великі об’єми відходів розчинів хлориду натрію в Україні та дефіцит реагентів для знезараження води, дезінфекції інших середовищ, відбілювання целюлози, паперу, тканини, доцільним є використання даних відходів для отримання активного хлору, гіпохлориту натрію тощо. Здавалось би, це не складно. Адже, технології отримання активного хлору, інших окислених сполук хлору досконало відпрацьовано. Однак, при виробництві окислених сполук хлору використовуються насичені, чисті розчини хлориду натрію з концентрацією > 100 г/дм3. Більше того, при отриманні окислених сполук хлору не стоїть задача повного вилучення хлоридів з води. Як правило процес ведуть з метою досягнення максимального виходу за струмом отриманого активного хлору або гіпохлориту натрію з частковим вилученням хлоридів з води, підтримуючи в електролізері концентрацію хлориду натрію на заданому рівні за рахунок розчинення сухого реагенту у реакційній суміші. При переробці відпрацьованих розчинів процесів знесолення води, насамперед, стоїть задача максимально повного вилучення хлориду натрію з води з отриманням корисних речовин і тому дотримуватись умов класичних процесів отримання сполук окисленого хлору просто неможливо. Крім того, при зниженні вмісту хлоридів у воді, вихід за струмом окислених сполук хлору суттєво знижується. Тому, нами були вивчені процеси окислення хлоридів у двокамерному електролізері з використанням дифузійної, аніонної (МА-41) та катіонної (МК-40) мембран. Для запобігання значним втратам хлору у вигляді Cl2 та ClO2 при дегазації використовували герметичний електролізер. З анодної камери відводили окислені сполуки хлору, з катодної камери відводили водень. При використанні катіонітової мембрани паралельно із активним хлором в анодній камері отримували розчин лугу в катіонній камері.
dc.format.pagerangeС. 41-50
dc.identifier.citationGomelya, M. Production of active chlorine and sodium hypochlorite in a closed electrolyser / M. Gomelya, Y. Kryzhanovska, Y. Pliatsuk // Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». – 2024. – № 4 (23). – С. 41-50. – Бібліогр.: 11 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2024.319015
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/72809
dc.language.isoen
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження», № 4 (23)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, № 4 (23)
dc.subjectwater desalination
dc.subjectwater treatment waste processing
dc.subjectactive chlorine
dc.subjectsodium hypochlorite
dc.subjectelectrolysis
dc.subjectcatholyte
dc.subjectanolyte
dc.subjectultrafiltration membrane
dc.subjectanion exchange membrane
dc.subjectcurrent density
dc.subjectelectrolyzer
dc.subjectabsorber
dc.subjectзнесолення води
dc.subjectпереробка відходів водоочищення
dc.subjectактивний хлор
dc.subjectгіпохлорит натрію
dc.subjectелектроліз
dc.subjectкатоліт
dc.subjectаноліт
dc.subjectультрафільтраційна мембрана
dc.subjectаніонообмінна мембрана
dc.subjectщільність струму
dc.subjectелектролізер
dc.subjectабсорбер
dc.subject.udc628.165
dc.titleProduction of active chlorine and sodium hypochlorite in a closed electrolyser
dc.title.alternativeОтримання активного хлору та гіпохлориту натрію в закритому електролізері
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
319015-739455-1-10-20241226.pdf
Розмір:
738.47 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, № 4 (23)