KR200354179Y1 - device for electrochemical liquid treatment - Google Patents
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Abstract
본 고안은 전기 전도성 용액의 전기화학적 처리장치에 관한 것으로, 음료수, 주류(strong drinks) 및 소프트 드링크의 처리에 적용가능하며, 중금속, 생물학적으로 해로운 유기 물질, 산 잔여물, 히드록시기, 염기 및 염류로부터 음료수, 주류 및 소프트 드링크를 전기화학적으로 처리할 뿐 아니라, 처리된 액체에 생화학적으로 활성이면서 유용한 미량원소를 투입하기 위한 장치를 제공한다. 본 고안에 따라, 양극에 축적된 유해 음이온들의 확산은 제거되며, 액체 처리의 질은 증가되고, 처리된 액체를 생물학적으로 유용한 물질로 포화시킬 가능성이 얻어지며, 경제성이 증가하고, 적용 범위가 확대되며, 본 고안의 장치로 인하여 전력 소요 및 처리시간은 감소되고, 액체 처리 공정을 조절할 가능성 및 다기능성이 획득된다.The present invention relates to an electrochemical treatment apparatus for an electrically conductive solution, which is applicable to the treatment of beverages, strong drinks and soft drinks, and which is prepared from heavy metals, biologically harmful organic substances, acid residues, hydroxyl groups, bases and salts. In addition to electrochemically treating beverages, liquor and soft drinks, the present invention provides a device for injecting biochemically active and useful trace elements into a treated liquid. According to the present invention, the diffusion of harmful anions accumulated at the anode is eliminated, the quality of the liquid treatment is increased, the possibility of saturating the treated liquid with biologically useful materials is obtained, the economy is increased, and the application range is expanded. With the device of the present invention, power consumption and processing time are reduced, and the possibility and versatility of controlling the liquid processing process are obtained.
Description
본 고안은 전기 전도성 용액의 전기화학적 처리장치에 관한 것으로, 음료수, 주류(strong drinks) 및 소프트 드링크의 처리에 적용가능하며, 좀 더 구체적으로는 중금속, 생물학적으로 해로운 유기 물질, 산 잔여물, 히드록시기, 염기 및 염류로부터 음료수, 주류 및 소프트 드링크를 전기화학적으로 처리할 뿐 아니라, 처리된 액체에 생화학적으로 활성이면서 유용한 미량원소를 투입하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrochemical treatment apparatus of an electrically conductive solution, and is applicable to the treatment of beverages, strong drinks and soft drinks, and more specifically, heavy metals, biologically harmful organic substances, acid residues, hydroxyl groups The present invention relates to an apparatus for the treatment of beverages, liquors and soft drinks from bases and salts, as well as for the introduction of biochemically active and useful trace elements into the treated liquid.
본 고안의 목적은 사람들에게 개별적으로 또는 대량 공급하기 위한 순수한물을 제공하고, 제조 과정 중에 생물학적 활성의 미량원소 및 물질을 보강하여 주류 및 소프트 드링크의 감각 수용 특성을 향상시키기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide pure water for individual or bulk supply to people and to enhance the sensory receptive properties of alcoholic beverages and soft drinks by augmenting biologically active trace elements and materials during the manufacturing process.
음료수의 특성을 향상시키기 위해 음료수를 전기화학적으로 처리하는 방법들 중의 하나가 미국 특허 제3,910,829호(CL. 204-151, 1975년 특허)에 공지되어 있다. 음료수는 서로 연속적으로 연결된 3개의 격막 전해장치로 구성된 유동 수압장치에서 전기화학적으로 처리된다. 이러한 방법에 의하면, 상기 액체는 제 1 전해장치의 음극 챔버(cathode chamber)에서 연속적으로 처리된 다음, 제 2 및 제 3 전해장치의 양극 챔버(anode chamber)에서 처리되고, 이러한 방식으로 처리된 액체는 그것이 양이온(cations)의 부분적 제거로 인한 부분적 정화에만 노출되기 때문에 상당량의 음이온(anions) 및 그 유도체를 포함하며, 음료수에 대하여 요구되는 요건을 만족시키지 못한다. 또한, 상기 방법은 3개의 격막 전해장치와 별도로, 전해장치들의 동시 작동 모드의 존재 및 에너지 소비의 증가를 요하는데, 이는 상기 방법을 실제로 현실화하는 것을 복잡하게 한다.One method of electrochemically treating a beverage to improve the properties of the beverage is known from US Pat. No. 3,910,829 (CL. 204-151, 1975 patent). Drinking water is electrochemically treated in a flow hydraulic system consisting of three diaphragm electrolyzers connected in series. According to this method, the liquid is continuously processed in a cathode chamber of the first electrolyzer, and then in an anode chamber of the second and third electrolyzers, and the liquid treated in this manner. Contains significant amounts of anions and their derivatives because they are only exposed to partial purification due to partial removal of cations and do not meet the requirements for drinking water. In addition, the method requires, apart from the three diaphragm electrolyzers, the presence of simultaneous modes of operation of the electrolyzers and an increase in energy consumption, which complicates the realization of the method.
흑연 전극을 사용하여 음료수를 양극 챔버 및 음극 챔버로 연속적으로 통과시키는 것으로 구성되는 액체처리방법이 일본출원번호 1-104387(CL. C01 F1/46, 1989년)에 공지되어 있다. 상기 방법의 단점은 상기 처리된 (가공된) 액체에 활성 염소 화합물 및 다른 양이온 화합물이 고농도로 안정된 형태(알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 하이포클로라이드)로 형성되어, 그 품질 및 생물학적 가치를 저하시키며, 또한 건강에 위험한 독성 할로겐 화합물이 생성된다는 것이다. 또 다른 단점은 상기 처리된 액체를 양극 챔버 및 음극 챔버를 통해 연속 통과시킴으로써 처리에소요되는 에너지 및 시간의 소비가 증대된다는 점이다. 이 외에도, 흑연 전극은 비등방성 구조(anisotropic structure)를 가져서 그 입자가 표면으로부터 쉽게 떨어지며 빨리 마모되어, 특히 양극 챔버에서 상기 처리된 액체를 오염시키므로, 상기 방법을 실제 현실화하는 것을 복잡하게 한다.A liquid treatment method consisting of continuously passing a beverage into the anode chamber and the cathode chamber using a graphite electrode is known from Japanese Patent Application No. 1-104387 (CL. C01 F1 / 46, 1989). The disadvantage of this method is that active chlorine compounds and other cationic compounds are formed in the treated (processed) liquid in high concentration stable forms (hypochlorides of alkali and alkaline earth metals), degrading their quality and biological value, and The formation of toxic halogen compounds dangerous to health. Another disadvantage is that the passage of the treated liquid through the anode chamber and the cathode chamber continuously increases the consumption of energy and time required for the treatment. In addition to this, the graphite electrode has an anisotropic structure so that the particles fall off easily from the surface and wear out quickly, contaminating the treated liquid, especially in the anode chamber, which complicates the practical realization of the method.
물 처리 방법은 또한 러시아 연방 특허 제2064440호(1996년)에 공지되어 있는데, 이에 의하면 상기 물처리 방법은 프릿벽(frit barrier)으로 양극 공간 및 음극 공간으로 분리된 전해조 챔버에서 직류로 전기처리하는 것이며, 먼저 하나의 공간을 통과한 다음 또 다른 공간을 연속적으로 통과하면서 음극액(catholyte)을 여과하고 처리된 물을 배출하며, 동시에 물이 먼저 양극 공간을 통과한 다음 음극 공간을 통과하고, 상기 전기처리는 다음 식으로부터 결정되는 전류 세기에서 이루어진다:A water treatment method is also known from Russian Federation Patent No. 2064440 (1996), whereby the water treatment method is performed by direct current electrolysis in an electrolytic cell chamber separated into an anode space and a cathode space by a frit barrier. First passing through one space and then continuously through another space to filter catholyte and drain the treated water, while water first passes through the anode space and then through the cathode space, The electrotreatment takes place at a current intensity determined from the equation:
I = K·C0.25·Q,I = K, 0.25 , Q,
여기서 I는 전류 세기, A; C는 물의 미네랄화, 0.1-1.5 g/ℓ; Q는 물 유출량 ℓ/hour; K = 0.056[A·hour·ℓ0.75/g0.25] 실험적으로 결정된 계수.Where I is the current strength, A; C is mineralization of water, 0.1-1.5 g / l; Q is the water flow rate ℓ / hour; K = 0.056 [A · hour · l 0.75 / g 0.25 ] Coefficient determined experimentally.
그러나, 이러한 액체 처리 방법은 또한 상당한 단점을 가진다. 즉, 알칼리 및 알칼리 토금속 양이온의 하이포클로라이드가 안정한 형태로 고농도로 형성되고, 독성 할로겐 화합물이 생성되어, 액체가 인간의 건강에 생물학적으로 위험하도록 한다는 것이다. 또한 전극의 수명과 관련된 문제 및 처리된 액체를 오염시키는 문제 뿐만 아니라, 상기 처리된 액체를 제 1 전해장치 챔버, 그 다음 제 2 전해장치챔버를 계속 통과시킴으로 인해 소요되는 에너지 및 시간의 소비가 부당하게 증대된다는 문제는 여전히 해결되지 않았다.However, this liquid treatment method also has a significant disadvantage. That is, hypochlorides of alkali and alkaline earth metal cations are formed in high concentrations in a stable form and toxic halogen compounds are produced, making the liquid biologically dangerous to human health. In addition to the problems associated with the lifetime of the electrodes and the contamination of the treated liquid, the consumption of energy and time required by continuing to pass the treated liquid through the first electrolyzer chamber and then the second electrolyzer chamber is unfair. The problem of multiplication is still not solved.
상기 방법은 근사 아날로그(소비에트 유니온 특허 제1171428호, 1985년)로 선택되어 공지되었는데, 이는 음극 챔버를 통해 흐르는 처리된 액체의 유동에 대한, 침투성 격막에 의해 음극 챔버와 양극 챔버로 분리된 전기화학적 챔버에서의 직류 작용으로 구성된다.The method is known and selected as an approximate analog (Soviet Union Patent No. 171428, 1985), which is an electrochemical separated into a cathode chamber and an anode chamber by a permeable diaphragm for the flow of the treated liquid flowing through the cathode chamber. It consists of direct current action in the chamber.
상기 방법은 상기 아날로그의 고유 단점들을 갖는다; 상기 양극 공간으로부터의 액체를 평가하면, 상기 처리된 물에서의 양극 산화 생성물이 증대되며, 예를 들어 인체에 유독한 HClO, ClO 등과 같은 액체 음이온내 농도의 증가를 제공한다.The method has the inherent disadvantages of the analog; Evaluating the liquid from the anodic space increases the anodic oxidation product in the treated water, providing an increase in concentration in liquid anions such as HClO, ClO, etc., toxic to the human body, for example.
상기 언급된 아날로그에서 뿐만 아니라 상기 방법에 내재하는 상당한 단점들은, 흑연 전극을 이용하여 처리된 액체를 양극 챔버 및 그 다음 음극 챔버로 연속 통과시키는 것을 통제 및 조절할 수 없다는 것인데, 이는 천연 함유된 생물학적으로 유용한 원소들이 상기 처리된 액체에서 고갈되도록 한다. 전극들 세로로 비실용적이고 제어되지 않은 전류 밀도가 분포되고, 하나의 전극간 공간으로부터 다른 하나의 공간으로 양이온 및 음이온들이 주기적으로 이동하면, 상기 처리된 액체는 극히 낮은 속도의 양이온 및 음이온 이동으로 인하여 비효율적으로 정제되도록 한다. 이는 비실용적인 에너지 과소비를 유발한다; 비등방성 흑연 전극은 충분치 못한 안정성을 가지며, 편상 흑연(flake graphite) 형태들은 전극으로부터 떨어져(이것이 흑연의 얼룩짐 및 필기 특성을 설명한다), 처리된 액체를 오염시키고, 전극의 작동 기간을 상당히 감소시킨다. 또한, 상기 언급된 방법에 있어서, 천연 및 인공 (합성) 액체의 염류 비율이 그 제조 과정 동안 매우 다양하기 때문에, 생물학적으로 유용한 물질이 풍부한 처리된 액체는 제공되지 않는다. 상기 방법에서의 또 다른 심각한 단점은 라이트-엔드(light-end) 물 분해 생성물(수소 및 산소)의 배출이 부족하다는 것으로, 이는 상기 방법을 이용하는 동안 위험하게 하며, 따라서 이 방법은 실제로 사용될 수 없다.A significant disadvantage inherent in the method as well as in the above-mentioned analogues is that it is not possible to control and control the continuous passage of liquids treated with graphite electrodes into the anode chamber and then to the cathode chamber, which is a biologically contained biologically Useful elements are depleted in the treated liquid. If impractical and uncontrolled current densities are distributed vertically across the electrodes, and the periodic movement of cations and anions from one interelectrode space to another, the treated liquid is subjected to extremely low rates of cation and anion transport. Inefficient purification. This leads to impractical energy consumption; Anisotropic graphite electrodes have insufficient stability, and flake graphite forms are separated from the electrodes (which account for the staining and writing characteristics of the graphite), contaminating the treated liquid and significantly reducing the duration of operation of the electrodes. . In addition, in the above-mentioned method, since the salt ratios of natural and artificial (synthetic) liquids vary greatly during the manufacturing process, no treated liquid rich in biologically useful materials is provided. Another serious disadvantage of the process is the lack of emission of light-end water decomposition products (hydrogen and oxygen), which is dangerous during the use of the process and therefore this method cannot be used in practice. .
상술한 방법들을 실행하는 장치(러시아 연방 특허 제2038323호, 1995년)가 공지되어 있는데, 이는 프레임, 유전체 전극 크레이트(crates)에 설치된 수직 동축 음극 및 양극, 전극들 사이의 상기 전극 크레이트들에 설치되고 전극간 공간을 전극 챔버들로 나누는 침투성 격막 뿐만 아니라, 처리된 액체의 공급 및 통풍 라인, 스위치를 통해 음극 및 양극과 연결되는 전원, 및 전기 회로를 포함하는, 전기화학적 큐비클을 함유하는 장치에 대한 근사 아날로그로서 선택되며, 또한 상기 격막은 알루미늄 및 이트륨(yttrium) 산화물의 첨가 화합물과 함께 지르코늄 산화물에 의하여 초여과적(ultrafiltrational) 세라믹 물질로 만들어지며, 상기 큐비클의 기하학적 치수가 다음과 같은 비율과 일치하도록 설치된다.An apparatus (Russian Federal Patent No. 2038323, 1995) which performs the above-mentioned methods is known, which is installed in the frame, vertical coaxial cathodes and anodes mounted on dielectric electrode crates, on the electrode crates between the electrodes. And an electrochemical cubicle, including a permeable diaphragm that divides the interelectrode space into electrode chambers, as well as a supply and ventilation line of treated liquid, a power source connected to the cathode and the anode via a switch, and an electrical circuit. And the diaphragm is made of ultrafiltrational ceramic material by zirconium oxide with addition compounds of aluminum and yttrium oxide, the geometric dimensions of the cubicle being It is installed to match.
K/ln L = Ds/Db; Ss/Sb= 0.7-0.8K / ln L = D s / D b ; S s / S b = 0.7-0.8
여기서 K는 전극간 거리, mm; L은 전극 챔버의 테스트 부분의 길이, mm; Ds는 튜브 전극의 내부 직경, mm; Db는 로드(rod) 전극의 중간부의 직경, mm; Ss및 Sb는 상기 튜브 전극 및 로드 전극의 챔버의 횡단면적(㎡)이며, 상기 튜브 전극의 상부 및 하부에는 통풍공이 형성되어 그것의 하부는 물 전달 라인과 연결되고, 로드 전극은 가변 단면으로 만들어지며 그 끝단들의 직경은 중간부 직경의 0.75로 구성되고, 여기서 로드 전극은 그 중간부가 튜브 전극의 상부 및 하부의 통풍공들로 경계지어진 레벨상에 위치하도록 설치되며, 튜브 전극은 전원의 양극과 연결되고 로드 전극은 전원의 음극과 연결되며, 상기 장치는 또한 하부에 출구를 갖고 상부에 입구를 갖는 촉매를 포함한 저장소를 더 포함하는데, 촉매를 갖는 상기 저장소로의 입구는 튜브 전극의 상부에 있는 통풍공과 연결되고, 촉매를 갖는 저장소의 출구는 로드 전극의 챔버로의 물 공급 통로에 연결된다.Where K is the distance between electrodes, mm; L is the length of the test portion of the electrode chamber, mm; D s is the inner diameter of the tube electrode, mm; D b is the diameter of the middle part of the rod electrode, mm; S s and S b are the cross sectional area of the chamber of the tube electrode and the rod electrode (m 2), and vent holes are formed in the upper and lower portions of the tube electrode so that the lower portion thereof is connected to the water transfer line, and the rod electrode has a variable cross section. The diameters of the ends thereof consist of 0.75 of the diameter of the middle part, wherein the rod electrode is installed such that the middle part is located at a level bordered by the vent holes in the upper and lower parts of the tube electrode, the tube electrode being the anode of the power source. And the rod electrode is connected to the cathode of the power source, the apparatus further comprises a reservoir comprising a catalyst having an outlet at the bottom and an inlet at the top, wherein the inlet to the reservoir with the catalyst is at the top of the tube electrode. The outlet of the reservoir with the catalyst is connected to a water supply passage to the chamber of the rod electrode.
상기 장치의 단점들은 다음과 같다. 음이온 및 그 산화물로 포화된 액체 포화물로 장치의 양극 캐비티로부터 음극 챔버까지 처리된 물을 계속 통과시키려면, 양이온으로 상기 액체 부피를 포화시키면서 음이온 및 그 유도체를 중화시키기 위한 추가 전력이 입력되어야 한다. 이러한 공정은 전력 및 시간 소비를 증가시킨다. 전류 작용에 노출된 지르코늄 및 알루미늄 산화물에 대하여 초여과성 세라믹 격막의 존재는 막으로부터 지르코늄 및 알루미늄 산화물의 캐리오버(carry-over)를 일으키고, 이들이 히드록시기 및 이온으로 분해되도록 하며, 알루미늄 이온으로 포화된 처리 액체는 그것이 인간 두뇌에 영향을 미치므로 사람에게 매우 위험하다.The disadvantages of the device are as follows. To continue passing the treated water from the anode cavity of the device to the cathode chamber with a liquid saturation saturated with anions and their oxides, additional power must be input to neutralize the anions and their derivatives while saturating the liquid volume with cations. . This process increases power and time consumption. The presence of superfiltration ceramic diaphragms for zirconium and aluminum oxides exposed to current action causes carry-over of zirconium and aluminum oxides from the film, causing them to decompose into hydroxyl groups and ions, and saturated with aluminum ions Liquid is very dangerous to a person because it affects the human brain.
한편, 초여과막은 기공 폐쇄에 극도로 노출되어 상기 장치의 작업능력을 떨어뜨린다. 상기 공지된 장치에 내재하는 또 다른 단점은 불규칙한 전류 밀도가 분포된 세로 전극들인데, 이는 전극 상에 전류 밀도가 증가된 지역과 전류 밀도가 감소된 지역을 형성하며, 상기 처리된 액체가 세로 전극들을 흐르는 동안 상기 액체에 용해된 원소들의 농도 변화가 일어나고, 그 결과 물 전도도가 변화한다. 전류가저항이 최소인 부분을 주로 통과함은 공지되어 있으며, 그 결과 주(major) 전류 지역에서 막과 전극들의 강력한 분해 및 하락(deterioration)이 발생할 것이고, 이는 부당한 전력의 입력을 유발하여 상기 공지된 장치가 인구 집단을 위한 대량의 액체 형성을 위해 이용될 수 없도록 하여, 결국 이는 실험실 환경에서만 사용될 수 있다.Ultrafiltration membranes, on the other hand, are extremely exposed to pore closure, reducing the working capacity of the device. Another disadvantage inherent in the known device is vertical electrodes with irregular current density distributions, which form areas of increased current density and areas of reduced current density on the electrodes, the treated liquid being vertical electrodes. During the flow, a change in the concentration of the elements dissolved in the liquid occurs, which results in a change in water conductivity. It is known that the current mainly passes through the portion of least resistance, and as a result, strong decomposition and deterioration of the membrane and electrodes will occur in the major current region, which leads to an improper input of power and thus the above known This prevents the device from being used for the formation of large amounts of liquid for the population, which in turn can only be used in laboratory environments.
상기 공지된 장치가 산업용으로 사용되는 것을 곤란케 하는 또 다른 상당한 결점은, 상기 처리된 액체의 흐름을 규칙적으로 제어하고 전류를 규칙적으로 제어하기 위한 수단, 구성 장치 및 요소들이 결여되어, 공정을 제어할 수 없게 됨으로써, 큰 부피의 상기 처리된 액체에 전력이 과소비되도록 하고; 비실용적인 전류 분포된 세로 전극들로 인하여 너무 이르게 마모되고 생물학적으로 유용한 원소들의 캐리오버를 일으키며; 지구의 함수층내에 존재하는 물이, 지각을 침투하여 물에 영향을 주는 지전류(earth current) 작용에 노출되었을 때 자연 조건에 최대한 접근하여 액체-물, 주류 및 소프트 드링크-를 처리할 경우 처리된 액체 및 그것의 생물학적으로 유용한 미량원소들로의 포화물로 입력될 가능성이 부족하다는 것이다. 먼 옛날 포도 재배자들은 와인을 세라믹 용기에 넣어 강이나 폭포 근처의 땅, 즉 직관적으로 가장 큰 지전류 밀도가 있는 지역으로, 그 밑에서 와인이 오래된 와인에 적합한 감각수용성을 얻었던 지역에 묻었다.Another significant drawback to the difficulty of the known apparatus for industrial use is the lack of means, components and components for regularly controlling the flow of the treated liquid and regularly controlling the current, thereby controlling the process. Incapable of doing so, so that a large volume of the treated liquid is consumed excessively; Impractical current-distributed vertical electrodes cause too early wear and carry over of biologically useful elements; Treated liquids – water, liquor, and soft drinks – when water in the earth's water layer is exposed to earth currents that penetrate the earth's crust and affect water, maximizing natural conditions And the possibility of entering it as a saturate with its biologically useful trace elements. Long ago, grape growers placed wine in ceramic containers and buried it in a land near a river or waterfall, an area with intuitively the highest geocurrent density, where the wine gained the sensory acceptability for old wine.
상기 공지된 장치에 내재하는 또 다른 단점은 적용 분야가 제한되어 있다는 것으로, 예를 들어 상기 결점들로 인하여 상기 공지된 방법 및 장치는 주류 및 소프트 드링크의 처리를 위해서는 이용될 수 없다.Another disadvantage inherent in the known device is its limited field of application, for example due to the drawbacks the known method and device cannot be used for the treatment of mainstream and soft drinks.
본 고안의 목적은 액체의 전기화학적 처리를 위한 다기능 장치를 개발하는 것이다.The object of the present invention is to develop a multifunctional device for the electrochemical treatment of liquids.
본 고안의 실행에 의해 얻어질 수 있는 기술적 결과들은 다음과 같다:The technical results that can be obtained by the implementation of the present invention are as follows:
먼저 본 고안 장치를 이용한 상기 방법에 의해서,First, by the above method using the device of the present invention,
ㆍ양극에 축적되는 유해 음이온들의 확산 제거ㆍ Diffuse elimination of harmful anions accumulated in the anode
ㆍ액체 처리의 품질 개선ㆍ Quality Improvement of Liquid Processing
ㆍ생물학적으로 유용한 물질로 처리된 액체 포화ㆍ Saturated liquids treated with biologically useful materials
ㆍ경제적 절약Economical saving
ㆍ적용 분야의 확대ㆍ Expansion of application
상기 방법을 실행하는 본 고안 장치에 의해서,With the present invention device for executing the method,
ㆍ전력 입력의 감소ㆍ Reduction of power input
ㆍ처리 시간의 단축ㆍ Reduction of processing time
ㆍ액체 처리 공정의 조절 가능성ㆍ Possibility to control liquid treatment process
ㆍ다기능성 달성ㆍ Achieve multifunctionality
상기 언급된 과제의 해결과 실용신안청구범위에 기재된 장치에 대한 상술한 기술적 결과들의 달성은 아래 사실로 인하여 가능해진다:The above-mentioned technical results and the achievement of the above-mentioned technical results for the apparatus described in the utility model claims are made possible by the following facts:
즉, 침투성 격막으로 음극 및 양극 챔버로 분리된 전기화학적 챔버에서 하나의 챔버를 통과하여 흐르는 처리된 액체의 흐름에 대한 직류 작용을 포함한 전기화학적 액체 처리의 공지 방법에 있어서, 상기 액체 흐름의 처리는 전기화학적 큐비클의 세로로 분포된 복합 음극 장치들의 내부면과 전극 크레이트의 형태로 붕괴가능하게 배치된 침투성 유전체 격막의 외부면 사이에서 음극 챔버내의 방향성 이동에 의해 실행되며, 상기 전극 크레이트의 내부 캐비티(cavity)에는, 상기 처리된 액체로 상기 복합 음극의 표면을 씻어내면서 상기 처리된 액체의 흐름이 상기 복합 음극의 표면에 여러번 교대로 접근되도록 하는 방식으로 양극이 동축(coaxially) 배치되고; 그 다음 상기 처리된 액체의 흐름은 확장되어, 침투성 유전체 격막의 외부면을 정기적으로 씻어내면서 상기 침투성 격막의 외부면에 최소 거리만큼 접근하고 이 과정을 수회 반복하도록 배향된다.That is, in the known method of electrochemical liquid treatment including a direct current action to the flow of the treated liquid flowing through one chamber in an electrochemical chamber separated into a cathode and an anode chamber by a permeable diaphragm, the treatment of the liquid flow is It is carried out by directional movement in the cathode chamber between the inner surface of the longitudinally distributed composite cathode devices of the electrochemical cubicle and the outer surface of the permeable dielectric diaphragm disposed collapsing in the form of an electrode crate, the inner cavity of the electrode crate ( a cavity is disposed coaxially in such a manner that the flow of the treated liquid alternately approaches the surface of the composite cathode several times while flushing the surface of the composite cathode with the treated liquid; The flow of the treated liquid is then expanded so that it periodically rinses the outer surface of the permeable dielectric septum and is oriented to approach the outer surface of the permeable septum a minimum distance and repeat this process several times.
이와 관련하여 양극 챔버로 유입되고 양극 챔버내에서 발생되는 전기화학적 처리의 생성물은, 음극 챔버내에서 이동하는 상기 처리된 액체의 방향과 반대로 배향된 지정된 소비율을 갖는 치환 세척기 유체(displacement washer fluid)를 통과시킴으로써 제거되고, 전류 밀도는 음극 챔버의 높이에 따라 조절되며, 조정가능한 전류 제어기의 도움으로 지정된 레벨에서 지지되며, 상기 조정가능한 전류 제어기는 극(poles)의 네거티브 출력으로 전기 화학적 큐비클의 세로로 분포된 복합 음극의 장치들에 연결되고, 그 네거티브 입력 회로는 다단계 전압 전원에 대한 전압에 따라 분포된 전원 스위치를 통해 연결되며, 상기 음극 챔버에서 처리된 액체의 방출은 지정된 양으로 지지되고, 상기 전기화학적 큐비클로부터 상기 음극 챔버를 통과한 후 제거되며, 상기 치환 세척기 유체의 흐름은 상기 음극 챔버로부터의 상기 처리된 액체 출력의 한 면으로부터 전달되고, 상기 양극 챔버를 통과한 후에는 그것으로부터 제거된다.In this connection the product of the electrochemical treatment entering the anode chamber and occurring in the anode chamber results in a displacement washer fluid having a specified consumption rate oriented opposite to the direction of the treated liquid moving in the cathode chamber. Eliminated by passing, the current density is adjusted according to the height of the cathode chamber, supported at a specified level with the aid of an adjustable current controller, which is adjustable in the longitudinal direction of the electrochemical cubicle with the negative output of the poles. Connected to devices of a distributed composite cathode, the negative input circuit being connected via a power switch distributed according to a voltage for a multi-stage voltage power source, the discharge of the treated liquid in the cathode chamber being supported in a specified amount, and After passing through the cathode chamber from an electrochemical cubicle, the The flow of washing fluid is passed from one side of the treated liquid output from the cathode chamber, after having passed through the anode chamber is removed from it.
이와 관련하여 본 방법을 실행하기 위한 바람직한 경우에 있어서, 생물학적으로 유용한 미량원소 및 물질은 상기 치환 세척기 유체의 흐름으로 그 입력면으로부터 추가로 투여되고, 상기 치환 세척기 유체 방출에 대한 상기 처리된 액체 방출의 비율은 0.05-0.5:1로 유지되고, 상기 전기화학적 큐비클의 전극상에 발생되는 기체 분열 생성물 및 상기 치환 세척기 유체는 상기 액체로부터 분리되어 이용에 제공된다.In this regard, in a preferred case for carrying out the method, biologically useful trace elements and substances are further administered from the input side into the flow of the displacement washer fluid and release the treated liquid to the displacement of the displacement washer fluid. The ratio of is maintained at 0.05-0.5: 1, the gaseous breakdown product and the displacement washer fluid generated on the electrodes of the electrochemical cubicle are provided for use separately from the liquid.
또한 상기 전기화학적 큐비클을 포함하는 공지된 장치에 있어서, 본 고안의 장치는 프레임, 유전체 전극 크레이트에 설치된 수직의 동축 음극 및 양극, 전극들 사이의 전극 크레이트에 설치되고 전극간 공간을 전극 챔버들로 분할하는 침투성 격막 뿐만 아니라, 처리된 액체의 공급 및 배출 라인, 스위치를 통해 음극 및 양극과 연결되는 전원, 및 전기 회로를 포함한다.Also in the known device comprising the electrochemical cubicle, the device of the present invention is installed in the frame, the vertical coaxial cathode and anode installed in the dielectric electrode crate, the electrode crate between the electrodes and the inter-electrode space into the electrode chambers. As well as dividing permeable diaphragms, as well as supply and discharge lines of treated liquid, power sources connected to the cathode and anode via switches, and electrical circuits.
이와 관련하여 상기 장치에는 또한 세퍼레이터, 기체 부생성물용 수집기, 허니콤 분리기(segragator), 처리된 액체 헤더(header), 조종가능한 전류 제어기, 처리된 액체 방출 제어기, 치환 세척기 유체 방출 제어기, 다단계 전압 분포 직류 전원, 제어 장치, 자료수집 시스템, 조종가능한 전류 회로가 제공된다.In this connection, the apparatus also includes a separator, a collector for gaseous by-products, a honeycomb separator, a treated liquid header, a steerable current controller, a treated liquid discharge controller, a displacement washer fluid discharge controller, a multi-stage voltage distribution. DC power supplies, control units, data acquisition systems and steerable current circuits are provided.
상기 전기화학적 큐비클의 프레임에는 측면에 유전체 플랜지가 또한 제공되며, 이와 동축의 프레임 및 틈새 내에는, 서로에 대해 상대적으로 상기 측면들 사이에 틈새를 갖고 배치된 개별 링들로 만들어진 복합 음극이 설치되며, 상기 복합 음극의 내부 캐비티를 따라 전극 크레이트의 형태로 침투성 유전체로 구성되는 침투성 격막이 배치되고, 상기 격막은 그 측면에 의해 상기 전기화학적 큐비클의 상기 프레임의 플랜지에 단단하게 연결되어, 그것에 동축으로 침투성 유전체로 이루어진 전극 크레이트의 내부에 상기 음극 챔버를 형성할 수 있으며, 그 내부면에 상대적으로 틈새를 갖고 양극이 설치되어 양극 챔버를 형성할 수 있고, 상기 복합 음극의 각 개별 링은 상기 조종가능한 전류 제어기의 네거티브 출력과 연결되며, 상기 조종가능한 전류 제어기는 그것의 입력 회로로 분포 전압 스위치를 통해 다단계 전압 분포된 직류 전원으로 스위치된다.The frame of the electrochemical cubicle is also provided with a dielectric flange on the side thereof, and in the coaxial frame and the gap there is installed a composite cathode made of individual rings arranged with a gap between the sides relative to each other, A permeable diaphragm consisting of a permeable dielectric in the form of an electrode crate is disposed along the inner cavity of the composite cathode, the diaphragm being rigidly connected by its side to the flange of the frame of the electrochemical cubicle, coaxially permeable thereto The cathode chamber may be formed inside an electrode crate made of a dielectric, and the anode may be installed with a gap relatively formed on an inner surface thereof to form an anode chamber, and each individual ring of the composite cathode may include the steerable current. Connected to the negative output of the controller, the steerable current controller Group is a multi-stage switch to the direct-current power supply voltage range through the voltage distribution switch to its input circuit.
조절된 액체 방출 제어기를 통해 침투성 유전체로 구성된 상기 전극 크레이트 및 상기 복합 음극 사이의 상기 음극 챔버는 상기 처리된 액체 전달 라인의 입력과 소통하며, 상기 처리된 액체의 입력의 반대면으로부터 상기 음극 챔버는 상기 처리된 액체 헤더와 소통된다.The cathode chamber between the electrode crate of the permeable dielectric and the composite cathode via a regulated liquid discharge controller communicates with the input of the treated liquid delivery line and from the opposite side of the input of the treated liquid the cathode chamber In communication with the treated liquid header.
상기 음극 챔버로부터의 상기 처리된 액체의 출력 면으로부터 상기 양극 챔버는 상기 조절된 치환 세척기 유체 방출 제어기의 출력과 소통되며, 그것의 입력은 상기 전달 치환 세척기 유체 라인의 입력과 소통되고, 상기 세퍼레이터를 통해 상기 양극 챔버의 반대면은 상기 세퍼레이터의 출력과 소통되어 상기 방출 치환 세척기 유체 및 상기 양극상에 발생되는 기체 부생성물의 사용 채널과 소통된다. 또한 상기 조절된 전류 제어기의 회로, 상기 처리된 액체 방출 제어기, 상기 치환 세척기 유체 방출 제어기 및 스위치는 상기 제어 장치에 대한 공급 전압에 따라 분산 연결되며, 그것의 입력으로 자료 수집 및 액체 처리 작업 엔트리 시스템이 연결된다.From the output side of the treated liquid from the cathode chamber the anode chamber is in communication with the output of the regulated displacement washer fluid discharge controller, the input of which is in communication with the input of the transfer displacement washer fluid line, and the separator is The opposite side of the anode chamber is in communication with the output of the separator in communication with the discharge displacement scrubber fluid and the channel of use of gaseous by-products generated on the anode. Also the circuit of the regulated current controller, the treated liquid discharge controller, the displacement washer fluid discharge controller and the switch are distributedly connected in accordance with the supply voltage to the control device, with its inputs a data collection and liquid processing work entry system. This is connected.
여기서 상기 전기화학적 큐비클의 상부에 있는 프레임에는 음극 표면으로부터 발생되는 기체 부생성물용 수집기가 제공되고, 상기 허니콤 분리기를 거쳐 사용 채널로 연결된다. 링-형태의 음극 챔버에는 또한 주(主) 및 부(副) 유전체 링-형태 디바이더가 세로로 제공되는데, 주 링-형태 디바이더는 그 외부면과 상기 전기화학적 챔버의 프레임의 내부면이 대항하며, 상기 침투성 유전체 전극 크레이트의 외부면과 틈을 갖는다. 상기 주 링-형태 디바이더들 사이의 간격에는 부 링-형태 유전체 디바이더가 설치되며, 이들의 외부면은 각각의 링-형태 음극의 중간에 틈을 갖고 배치되고, 상기 부 링-형태 디바이더들의 내부면은 상기 침투성 유전체 전극 크레이트를 감싸며, 여기서 상기 주 링-형태 디바이더는 상기 복합 음극의 링들의 끝단 틈 사이에 위치한다.The frame at the top of the electrochemical cubicle is provided with a collector for gaseous by-products from the cathode surface, which is connected to the use channel via the honeycomb separator. The ring-shaped cathode chamber is also provided with main and secondary dielectric ring-shaped dividers longitudinally, the main ring-shaped divider being opposed to its outer surface and the inner surface of the frame of the electrochemical chamber. And a gap with an outer surface of the permeable dielectric electrode crate. A gap between the main ring-shaped dividers is provided with a secondary ring-shaped dielectric divider, the outer surface of which is disposed with a gap in the middle of each ring-shaped cathode, and the inner surface of the secondary ring-shaped dividers. Surrounds the permeable dielectric electrode crate, wherein the main ring-shaped divider is located between the end gaps of the rings of the composite cathode.
최선의 경우 상기 장치에는 또한 제어된 투여 장치(controlled dosing unit)가 제공되며, 이를 통해 상기 치환 세척기 유체의 입력면으로부터의 상기 양극 챔버가 생물학적으로 유용한 미량원소 및 물질의 입력과 연결되며, 상기 생물학적으로 유용한 미량원소 및 물질 투여 장치의 제어 회로는 상기 제어 장치에 대한 공급 전압에 따라 분포 연결된다.In the best case the device is also provided with a controlled dosing unit through which the anode chamber from the input face of the displacement washer fluid is connected with the input of biologically useful trace elements and substances, Useful microelements and control circuits of the substance dispensing device are distributedly connected according to the supply voltage to the control device.
상기 처리된 액체는 산, 염기 및 염의 수용액을 나타내며 이는 무기 물질 및 유기 물질에 속하는 인간의 건강에 유용하기도 하고 해롭기도 한 정상적인 산 염(normal acid salts)의 화합물이다. 물 처리할 경우, 후자는 경우에 따라 그것으로부터 중금속, 염기 및 산 라디칼의 제거로 인하여 경도가 감소된다. 주류를 처리하는 동안, 중금속, 염기 및 산 라디칼, 히드록실기 또한 그것으로부터 제거되며, 유기 물질이 주류에 잔존하는 동안 결과적으로 상기 처리된 주류의 감각수용성은증가한다. 지전류 작용하에서의 유사한 처리는 서로 다른 함수층으로 침투하여, 한편으로는 양이온을, 다른 한편으로는 음이온을 축적한다. 결과적으로 소프트 드링크용 물은 하나의 층에 축적되고, 산도 및 염 조성은 다른 층에서 증가한다. 상기 처리된 액체를 침투하는 전류 작용하에서 병원성 미생물은 사멸한다.The treated liquid represents an aqueous solution of acids, bases and salts which are compounds of normal acid salts which are both useful and harmful to human health belonging to inorganic and organic substances. In the case of water treatment, the latter is in some cases reduced in hardness due to the removal of heavy metals, bases and acid radicals therefrom. During the treatment of the liquor, heavy metals, base and acid radicals, hydroxyl groups are also removed from it, and consequently the organoleptic properties of the treated liquor increase while the organic substance remains in the liquor. Similar treatments under geothermal action penetrate into different hydrous layers, accumulating cations on the one hand and anions on the other. As a result, water for soft drinks accumulates in one layer, and the acidity and salt composition increase in the other layer. Pathogenic microorganisms die under the action of a current penetrating the treated liquid.
따라서 청구범위에 기재된 장치의 특성들을 조합하면 축적된 문제를 해결하고 상기 기술적 결과물을 달성하기에 충분해진다.The combination of the features of the devices described in the claims thus becomes sufficient to solve the accumulated problem and to achieve the above technical results.
본 고안은 명백히 기술적 수준에서 얻어진 것이 아니다. 전세계의 기술적 수준을 분석하는 동안 상기 독립적 해결책의 특징들과 동일한 본질적 특징을 조합하여 동일한 목적을 기술적으로 해결하는 것으로 아직까지 밝혀진 것은 없었다.The invention is not apparently at the technical level. While analyzing the technical level of the world, it has not yet been found to solve the same purpose technically by combining the same essential features with those of the independent solution.
본 고안은 첨부 도면을 참고로 예시적으로 좀 더 구체적으로 설명될 것이다.The present invention will be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings.
도 1은 액체의 전기화학적 처리용 장치를 도시한다.1 shows an apparatus for the electrochemical treatment of liquids.
도 2는 액체의 전기화학적 처리장치 이용한 방법의 구조 및 기능을 개략적으로 도시한다.2 schematically shows the structure and function of a method using an electrochemical treatment apparatus for a liquid.
액체의 전기화학적 처리 장치가 도 1에 도시되어 있는데, 이는 유전체로 구성된 플랜지(2 및 3)를 갖는 원통 프레임(1)이 있는 전기화학적 큐비클을 포함하며, 그것과 동축으로 프레임(1) 내부에, 틈을 갖는 벽의 내부면과 세로로 개별 링들(4, 5 및 6)로 구성된 복합 음극이 배치되며, 그 측면들 사이에 틈새를 갖고 서로에 대해 상대적으로 조립되고 프레임(1)과 세로로 동축으로 조립되며, 상기 복합 음극의 각 개별 링(4, 5, 6)은 조종가능한 전류 제어기(7, 8 및 9)의 네거티브 출력과 연결되며, 이는 그것의 입력 회로로 분포 전압 스위치(10)를 통해 다단계 전압 분포된 직류 전원(11)으로 스위치되고, 그 포지티브 회로로는 양극(12)이 스위치되며 침투성 유전체로 구성되는 전극 크레이트(13) 형태로 격막안에 동축으로 설치되고, 그 측면에 의해 전기화학적 큐비클의 프레임(1)의 플랜지(2 및 3)에 단단하게 연결되어 음극 챔버(14)의 외부면을 형성하며, 전극 크레이트(13)의 캐비티내 틈을 갖고 배치된 양극(12)은 양극 챔버(15)를 형성한다.An apparatus for the electrochemical treatment of liquids is shown in FIG. 1, which comprises an electrochemical cubicle with a cylindrical frame 1 having flanges 2 and 3 composed of a dielectric, coaxially with the inside of the frame 1. , A composite cathode consisting of individual rings 4, 5 and 6 longitudinally with the inner surface of the wall with a gap is arranged, with a gap between its sides and assembled relative to each other and perpendicular to the frame 1. Coaxially assembled, each individual ring 4, 5, 6 of the composite cathode is connected to the negative output of the steerable current controllers 7, 8, and 9, which in its input circuit distribute the distribution voltage switch 10. It is switched to a multi-phase voltage-distributed DC power supply 11 through the positive circuit, and the positive circuit 12 is switched coaxially in the diaphragm in the form of an electrode crate 13 composed of a permeable dielectric and switched by the side thereof. Electrochemical cubic The anode 12, which is firmly connected to the flanges 2 and 3 of the frame 1, forms an outer surface of the cathode chamber 14, and has a gap in the cavity of the electrode crate 13. 15).
조절된 액체 방출 제어기(16)를 통하는 채널의 도움으로 음극 챔버(14)는 상기 처리된 액체 전달 라인(17)의 입력과 소통하며, 상기 방출 제어기(16)로부터의 상기 처리된 액체의 입력의 반대면으로부터 음극 챔버(14)는 처리된 액체 헤더(18)와 소통된다. 상기 처리된 액체의 출력 면으로부터 양극 챔버(15)는 채널에 의해 상기 조절된 치환 세척기 유체 방출 제어기(19)의 출력과 소통되며, 그것의 입력은 상기 치환 세척기 유체 전달의 입력과 소통되고, 세퍼레이터(20)를 통해 양극 챔버(15)의 반대면은 세퍼레이터(20)의 출력과 소통되어 상기 방출 치환 세척기 유체 및 양극상에 발생되는 기체 부생성물의 사용 채널과 소통된다.With the aid of the channel through the regulated liquid discharge controller 16, the cathode chamber 14 communicates with the input of the treated liquid delivery line 17 and the input of the treated liquid from the discharge controller 16. From the opposite side the cathode chamber 14 is in communication with the treated liquid header 18. From the output side of the treated liquid an anode chamber 15 is in communication with the output of the regulated displacement washer fluid discharge controller 19 by a channel, the input of which is in communication with the input of the displacement washer fluid delivery, and the separator The opposite side of the anode chamber 15 via 20 communicates with the output of the separator 20 to communicate channels of use of the gaseous by-products generated on the discharge displacement scrubber fluid and the anode.
상기 치환 세척기 유체의 입력면으로부터 양극 챔버(15)까지는, 후자가 조절된 투여 장치(21)를 통과하여 생물학적으로 유용한 미량원소 및 물질의 입력과 연결되며, 상기 조절된 전류 제어기들(7, 8 및 9)의 제어된 회로들, 상기 처리된 액체 방출 제어기(16), 치환 세척기 유체 방출 제어기(19), 유용한 미량원소 및 물질 투여장치(21) 및 전압 분배 공급 스위치(10)는 제어장치(22)에 연결되며, 이것의 입력으로는 자료 수집 및 액체 처리 작업 엔트리 시스템(23)가 연결되고, 그 상부의 전기화학적 큐비클(1)의 원통 프레임에는 음극 표면(4, 5 및 6)으로부터 발생되는 기체 부생성물(24)용 수집기가 제공되며, 허니콤 분리기(25)를 통해 사용 채널과 연결된다.From the input side of the displacement washer fluid to the anode chamber 15, the latter is passed through a controlled dosing device 21 and connected to the input of biologically useful microelements and materials, and the regulated current controllers 7, 8. And the controlled circuits of 9, the treated liquid discharge controller 16, the displacement washer fluid discharge controller 19, the useful microelements and substance dispensing device 21 and the voltage distribution supply switch 10 are controlled by 22), to which inputs are connected a data collection and liquid processing work entry system 23, and on top of which the cylindrical frame of the electrochemical cubicle 1 originates from the cathode surfaces 4, 5 and 6; A collector for the gas by-product 24 is provided, which is connected to the use channel via a honeycomb separator 25.
링-형태의 음극 챔버(14)에는 절연 재질로 구성된 주(主) 링-형태 디바이더(26, 27, 28 및 29) 및 부(副) 링-형태 디바이더(30, 31 및 32)가 세로로 제공되는데, 짝수개의 주 링-형태 디바이더(26, 27, 28 및 29)는 전기화학적 챔버(1)의 원통형 프레임의 내부면에 대항하여 외부면을 가지며, 직경에서 틈새로 그것을 감싸는 침투성 유전체 전극 크레이트(13)의 외부면과 틈을 갖는다. 주 링-형태 디바이더들(26, 27, 28 및 29) 사이의 간격에 홀수개의 부 링-형태 유전체 디바이더(30, 31 및 32)가 설치되며, 이들의 외부면은 복합 음극(4, 5, 6)의 각 링의 중간에 틈을 갖고 배치되고, 부 링-형태 디바이더들(30, 31, 32)의 내부면은 상기 침투성 유전체 전극 크레이트(13)를 감싸며, 주 링-형태 디바이더들(26, 27, 28 및 29)은 복합 음극(4, 5, 6)의 링들의 끝단 틈 사이에 위치한다.In the ring-shaped cathode chamber 14, the main ring-shaped dividers 26, 27, 28, and 29 and the secondary ring-shaped dividers 30, 31, and 32 made of insulating material are vertically arranged. An even number of main ring-shaped dividers 26, 27, 28 and 29 have an outer surface against the inner surface of the cylindrical frame of the electrochemical chamber 1 and a permeable dielectric electrode crate which wraps it in a gap in diameter. It has a gap with the outer surface of (13). In the interval between the main ring-shaped dividers 26, 27, 28 and 29, an odd number of sub ring-shaped dielectric dividers 30, 31 and 32 are provided, the outer surface of which is a composite cathode 4, 5, Disposed with a gap in the middle of each ring of 6), the inner surface of the sub ring-shaped dividers 30, 31, 32 enclose the permeable dielectric electrode crate 13, and the main ring-shaped dividers 26 , 27, 28 and 29 are located between the end gaps of the rings of the composite cathodes 4, 5, 6.
상술한 장치는 아래와 같은 방법(도 2)으로 실행된다.The above-described apparatus is executed by the following method (Fig. 2).
처리된 액체의 흐름은 음극 챔버(14)로 향하도록 하여, 상기 처리된 액체로 복합 음극(4)의 표면을 세척하면서 복합 음극(4) 표면으로 최소 거리만큼 교대로 수회 접근되도록 하며, 그 다음 처리된 액체의 흐름은 확장되고, 침투성 유전체 격막(13)의 외부면에 최소 거리만큼 접근하도록 배향되어, 상기 침투성 격막(13)을 정기적으로 씻어내고 이 과정을 수회 반복하면서 음극 및 양극 챔버에 재배치되는 액체의 기계적 혼합을 막도록 한다.The flow of treated liquid is directed to the cathode chamber 14, allowing the treated liquid to alternately approach the surface of the composite cathode 4 several times at a minimum distance, while cleaning the surface of the composite cathode 4. The flow of treated liquid expands and is oriented to approach the outer surface of the permeable dielectric septum 13 by a minimum distance, so that the permeable septum 13 is periodically flushed and relocated to the cathode and anode chambers, repeating this process several times. Prevent mechanical mixing of the liquid.
복합 음극(4) 및 양극(12)을 통해 흐르면서 처리된 액체의 흐름은 전류 작용에 노출되며, 전류 작용하에서 양이온들은 음극(4)으로 운반되고 음이온들은 양극(12)으로 운반되어 허니콤 디바이더(13)를 통과하며, 이들은 양극(12)을 세척하는 치환 세척기 유체에 모이게 된다. 양극(12) 및 음극(4)으로 최소 거리만큼 접근하면서, 전류 작용하에서 저속의 이동을 처리하는 처리된 액체의 음이온과 양이온들은 분리되어, 음극 챔버(14)내 양이온을, 그리고 전기화학적 큐비클(1)의 양극 챔버(15)내 음이온을 집중시키는데, 이에 의해 챔버들(14 및 15) 내에서 분리 및 집중이 제공된다. 이러한 조건에서 양극 챔버(15)내 전기화학적 처리의 생성물은 치환 세척기 유체를 침투성 유전체 격막(13)의 내부 캐비티로 통과시킴으로써 제거되며, 음극 챔버(14)내에서 이동하는 처리된 액체의 방향과 반대로 배향된다. 복합 음극(4)의 링들을 따라 세로로 이동하는 전기화학적 큐비클(1) 내에서 이동하는 처리된 액체는 양이온과 음이온을 잃고, 따라서 그 전도성이 감소된다. 전극(4 및 12)상의 필요한 전류 밀도를 유지하기 위하여 제어 장치(22)로부터의 지시에 따라 전류 제어기들(7, 8 및 9)은 음극 챔버(14) 및 양극 챔버(15)의 길이를 따라 세로로 할당된 전류 밀도를 유지한다.The flow of the treated liquid as it flows through the composite cathode 4 and the anode 12 is exposed to the action of an electric current, under which the cations are transported to the cathode 4 and the anions are transported to the anode 12 to provide a honeycomb divider ( 13), they collect in a displacement washer fluid that cleans the anode 12. While approaching the anode 12 and the cathode 4 by a minimum distance, the anions and cations of the treated liquid, which process the slow movement under the action of current, are separated to form the cations in the cathode chamber 14 and the electrochemical cubicle ( Anion is concentrated in the anode chamber 15 of 1), thereby providing separation and concentration in the chambers 14 and 15. Under these conditions, the product of the electrochemical treatment in the anode chamber 15 is removed by passing the displacement washer fluid through the interior cavity of the permeable dielectric septum 13 and in opposition to the direction of the treated liquid moving in the cathode chamber 14. Oriented. The treated liquid moving in the electrochemical cubicle 1 traveling longitudinally along the rings of the composite cathode 4 loses positive and negative ions, thus reducing its conductivity. In order to maintain the required current density on the electrodes 4 and 12, according to the instructions from the control device 22, the current controllers 7, 8 and 9 follow the length of the cathode chamber 14 and the anode chamber 15. Maintain the vertically assigned current density.
서로 다른 전압 레벨이 음극(4) 및 양극(12)에 형성됨에 따라 복합 음극(4)의 링들을 통과하는 가로 전류(횡전류)를 평가하고 작동 모드의 왜곡(distortion)을 평가할 목적으로, 그들의 제어된 전류 제어기들(7, 8 및 9)을 통한 복합 음극(4)의 링들은 전압 분배 공급 스위치(10)의 도움으로 제때에 각기 다단계 전원(11)으로 스위치된다. 음극 챔버(14)에서 처리된 액체 방출은 방출 제어기(16)의 도움으로 지정된 레벨로 유지되며 음극 챔버(14)의 반대쪽 끝단으로부터 상기 처리된 액체 헤더(18)로 인출된다. 액체 처리 작업 엔트리 시스템(23)는 주어진 알고리즘과 적절한 소프트웨어에 따라 지시를 하는 제어장치(22)로 스위치되어, 전극들의 세로로 제어되지 않고 실용적이지 않은 전류 밀도의 분포에 영향을 주고, 양이온 및 음이온으로 상기 처리된 액체가 제어되지 않고 최적이 아닌 상태로 포화되는 것에 영향을 주는데, 이는 하나의 캐비티로부터 다른 캐비티로의 이들의 이동 및 상기 처리된 액체의 생물학적으로 유용한 미량 원소 및 물질의 소모가 발생하기 때문이다.As different voltage levels are formed on the cathode 4 and the anode 12, for the purpose of evaluating the lateral current (transverse current) passing through the rings of the composite cathode 4 and the distortion of the operating mode, their The rings of the composite cathode 4 via the controlled current controllers 7, 8 and 9 are each switched to the multistage power source 11 in time with the aid of the voltage distribution supply switch 10. The treated liquid discharge in the cathode chamber 14 is maintained at the designated level with the aid of the discharge controller 16 and drawn out from the opposite end of the cathode chamber 14 to the treated liquid header 18. The liquid treatment work entry system 23 is switched to a controller 22 which directs according to a given algorithm and appropriate software to influence the distribution of the vertically uncontrolled and impractical current densities of the electrodes, positive and negative ions. This affects the saturation of the treated liquids into an uncontrolled and less optimal state, which results in their migration from one cavity to another and the consumption of biologically useful trace elements and materials of the treated liquid. Because.
전기화학적 큐비클(1)의 전극(14 및 15)상에 발생되는 전기화학적 처리의 기체 생성물 및 치환 세척기 유체는 세퍼레이터(20)에서 상기 액체로부터 분리되어 이용된다. 세척된 생물학적으로 유해한 성분들은 세퍼레이터(20)로 들어가며, 거기서 액체로부터 양극(12)상에 발생되는 동반 기체의 이탈이 발생하며 이들 성분들은 별도로 사용된다 (또 다른 실용적 사용). 동시에 복합 음극(4)의 링들에서는 양이온이 집중되는데, 이는 생물학적으로 유해한, 예를 들어 복합 음극(4)의 링들의 표면에 포획 및 증착된 중금속을 포함하며, 이는 상기 처리된 액체를 정제한다.The gaseous product of the electrochemical treatment and the displacement washer fluid generated on the electrodes 14 and 15 of the electrochemical cubicle 1 are used separately from the liquid in the separator 20. The cleaned biologically harmful components enter separator 20, where the escape of the accompanying gas generated on the anode 12 from the liquid occurs and these components are used separately (another practical use). At the same time the cations are concentrated in the rings of the composite cathode 4, which contains heavy metals which are biologically harmful, for example captured and deposited on the surfaces of the rings of the composite cathode 4, which purify the treated liquid.
투여 장치(21)를 통하여 투여된 생물학적으로 유용한 미량원소 및 물질은 이동 워셔 액체의 흐름의 입력면으로부터 양극 챔버(15)로 투입되는데, 여기서 유용한 미량원소들의 양이온들은 음극 챔버(14)를 통과하여 상기 처리된 액체를 포화시킨다. 양극(12)으로부터 복합 음극(4)의 링까지의 거리가 침투성 유전체 전극 크레이트(13)의 표면으로부터의 거리보다 크기 때문에, 유용한 양이온은 그러한 거리만큼 이동하여 복합 음극(4)의 링에 증착되지도 않으며, 이에 따라 처리된 액체의 정제가 달성되고, 음이온 및 양이온으로 분해가능하지 않은 생물학적으로 유용한 물질은 생물학적으로 유용한 미량원소 및 투여 장치(21)의 도움으로 상기 처리된 액체 헤더(18)로 바로 투입된다.Biologically useful trace elements and materials administered via the dosing device 21 are introduced into the anode chamber 15 from the input face of the flow of the mobile washer liquid, where the cations of the useful trace elements pass through the cathode chamber 14 Saturate the treated liquid. Since the distance from the anode 12 to the ring of the composite cathode 4 is greater than the distance from the surface of the permeable dielectric electrode crate 13, useful cations move by that distance and are not deposited on the ring of the composite cathode 4. Nor does purification of the treated liquid be achieved, and biologically useful materials that are not decomposable into anions and cations are transferred to the treated liquid header 18 with the aid of biologically useful microelements and administration devices 21. It is put in immediately.
상기 이동 워셔 액체의 방출은 0.05-0.5:1의 비율로 상기 처리된 액체의 방출 보다 덜 할당 및 유지된다.The release of the moving washer liquid is allocated and maintained less than the release of the treated liquid at a ratio of 0.05-0.5: 1.
산, 염기 및 염류의 양이온들(수소 및 금속 이온들)은 음극으로 이동하며, 링-형태 디바이더(32)로 인하여 음극으로 최소 거리만큼 접근하여 그것에 증착 또는 침전된다. 큰 질량을 갖는 금속 이온들은 매우 천천히(초당 수 밀리미터) 이동하기 때문에, 링-형태 디바이더(32)로 인하여 적은 거리에서 음극(4)을 세척하는 상기 처리된 액체는 양이온(금속 이온)으로부터 정제되며, 이탈하는 수소는 프레임의 상부에 축적되고, 수소 출력에 대하여 안전성을 제공하는 허니콤 분리기(25)를 통하여 제거되어 사용된다. 링-형태 디바이더(29)의 처리된 액체 용액에 존재하는 히드록실기 및 음전하를 띠는 산 라디칼은 허니콤 디바이더(13)로 최소 거리만큼 접근되며, 전극들 사이의 전기장의 작용하에서 이들은 치환 세척기 액체로 이동되어 세퍼레이터(20)로 옮겨지는데, 여기서 전기화학적 처리 과정을 수반하고 양극(12)상에 발생되는 기체는 치환 세척기 액체로부터 분리되어 사용에 적용된다.The cations (hydrogen and metal ions) of the acids, bases and salts migrate to the cathode and, due to the ring-shaped divider 32, are deposited or precipitated at a minimum distance to the cathode. Because metal ions with large masses move very slowly (a few millimeters per second), the treated liquid, which cleans the cathode 4 at a small distance due to the ring-shaped divider 32, is purified from cations (metal ions). The leaving hydrogen accumulates at the top of the frame and is removed and used through a honeycomb separator 25 providing safety for hydrogen output. The hydroxyl groups and negatively charged acid radicals present in the treated liquid solution of the ring-shaped divider 29 are approached to the honeycomb divider 13 by a minimum distance, and under the action of the electric field between the electrodes, they are displaced washers. It is transferred to the liquid and transferred to the separator 20, where the gas involved in the electrochemical treatment and generated on the anode 12 is separated from the displacement washer liquid and adapted for use.
상기 처리된 액체에 대응하여 역류하는 치환 세척기 유체의 이동은, 이미 처리된 액체가 그것이 출력되기 전에 순수하고 올바르게 유입된 치환 세척기 유체로 세척됨에 따라, 헤더(18)로 출력되기 전에 그것이 오염되지 않도록 한다. 상기 처리된 액체를 향하여 역류하여 이동하는 치환 세척기 유체를 사용하면 양극(12)상에 발생되는 유해한 음이온의 확산을 제거하며, 사용되도록 하는 그들의 때를 맞춘 출력은 양극 챔버(15)에 허락불가능한 집중이 일어나지 않도록 한다. 상기 처리되어분리된 액체 및 치환 세척기 유체를 사용하면 양극(12)으로부터 음극(4)으로, 또한 그 반대 방향으로 양이온과 음이온의 정기적 이동을 제거하여, 처리의 질을 향상시키고 전력 소모를 감소시키는데, 이는 처리된 액체를 다량 처리하는데 중요하며, 치환 세척기 유체 용액에 축적된 물질의 사용가능성은 경제성을 증가시킨다.The displacement of the displacement washer fluid countercurrent to the treated liquid is such that it is not contaminated before being output to the header 18 as the previously treated liquid is washed with pure and correctly introduced displacement washer fluid before it is output. do. The use of a displacement washer fluid that flows back toward the treated liquid eliminates the diffusion of harmful anions generated on the anode 12, and their timed output that is to be used allows unacceptable concentration in the anode chamber 15. Do not let this happen. Using the treated and separated liquid and displacement washer fluid eliminates the periodic movement of positive and negative ions from the anode 12 to the cathode 4 and vice versa, thereby improving the quality of the treatment and reducing power consumption. This is important for large volumes of treated liquids, and the availability of materials accumulated in displacement washer fluid solutions increases economics.
상기 액체 처리 공정 동안 전도도가 감소하므로, 지정된 전류 밀도를 유지할 목적으로, 다단계 전압 분포된 직류 전원(11)과 다른 전압 레벨을 갖는 플러드-건 (flood-gun) 음극의 분배 공급의 원리, 및 음극(4) 및 양극(12)에서의 지정된 실질적 전류밀도는 상기 제어된 전류 제어기의 도움으로 확고하게 유지되어, 제어 장치(22)에 의해 지정된 작동 모드를 발전시키는데, 상기 제어 장치(22)는 자료 수집 및 액체 처리 작업 엔트리 시스템(21)으로부터 나오는 처리 공정에 대한 정보를 이용한다. 방출 제어기들(16 및 19), 유용한 미량원소 및 물질 투여 장치(21)는 상기 처리의 실행 안정성을 제공한다. 플러드-건 음극(4)상의 서로 다른 전압 레벨에서 스위칭되는 전류의 시간 및 크기에 있어서의 분리는 복합 음극(4)의 부분들 사이의 교차 전류를 제거하며 지정된 전류 밀도를 유지한다.Since the conductivity decreases during the liquid treatment process, the principle of distribution supply of a flood-gun cathode having a voltage level different from that of the multi-stage voltage distributed direct current power source 11 for the purpose of maintaining a specified current density, and the cathode (4) and the specified actual current density at the anode 12 is firmly maintained with the help of the controlled current controller, which develops the operating mode specified by the control device 22, which controls the data. Information about the treatment process coming from the collection and liquid treatment work entry system 21 is used. The release controllers 16 and 19, the useful trace elements and the substance dispensing device 21, provide the stability of the execution of the treatment. Separation in time and magnitude of the current switched at different voltage levels on the flood-gun cathode 4 eliminates cross current between the portions of the composite cathode 4 and maintains the specified current density.
제안된 장치를 통한 처리방법의 잇점은 처리 후의 처리된 액체의 품질 및 감각수용성이 증가한다는 것이다. 즉, 물은 생물학적으로 유해한 물질로부터 이탈되어, 경도 감소로 인하여 부드러운 식감을 얻고, 순수한 온천수 및 광천수가 갖는 맛 특성을 획득하며, 주류 및 소프트 드링크는 또한 생물학적으로 유해한 물질로부터 정제되고, 산도가 감소되며, 생물학적으로 유용한 물질이 풍부해지고, 오래된 음료에 내재하는 개선된 감각수용성을 획득한다.The advantage of the treatment method through the proposed device is that the quality and sensory acceptability of the treated liquid after treatment are increased. That is, water escapes from biologically harmful substances, obtains a soft texture due to reduced hardness, acquires the taste characteristics of pure hot spring water and mineral water, and alcoholic beverages and soft drinks are also purified from biologically harmful substances and reduced acidity It becomes rich in biologically useful materials and acquires the improved organoleptic properties inherent in older beverages.
상기 장치는 하기의 실시예로 예시될 수 있다.The apparatus can be illustrated in the following examples.
실시예 1.Example 1.
처리된 액체는 다음의 특성을 갖는 물이다:The treated liquid is water having the following properties:
ㆍ경도- 3.6 밀리그램/리터Hardness-3.6 mg / liter
ㆍ철- 0.4 밀리그램/리터ㆍ iron-0.4 mg / liter
ㆍ과망간산염 산화도(permanganate oxidability)- 7 밀리그램/리터Permanganate oxidability-7 mg / liter
ㆍpH- 5.0ㆍ pH- 5.0
수처리는 치환 세척기 유체의 유출량 q = 24 리터/24시간, 전력 소모 W = 2.4 kW, 치수 3.0x0.2x0.22 m, 질량 20㎏인 장치에서 유출량 Q = 480 리터/24시간으로 실행되었다.The water treatment was carried out with an outlet Q = 480 liters / 24 hours in a device with a displacement q = 24 liters / 24 hours, power consumption W = 2.4 kW, dimensions 3.0x0.2x0.22 m, mass 20 kg.
수처리는 복합 음극의 부분들의 내부면과 양극 챔버의 외부면 사이의 음극 챔버내에서 방향을 잡아 이동시킴으로써 행해졌다. 복합 음극의 주 디바이더와 부 디바이더 사이에서 흐르는 처리된 물의 흐름은 복합 음극의 표면을 처리된 물로 세척하면서 복합 음극의 표면으로 최소 거리만큼 접근되었다. 그 다음 처리된 액체의 흐름은 확장되어, 양극 챔버의 외부면을 정기적으로 씻어내면서 상기 양극 챔버의 외부면에 최소 거리만큼 접근하도록 배향되고, 이 과정을 수회 반복하였다. 양극 챔버로 유입되고 양극 챔버내에서 발생되는 전기화학적 처리의 생성물은, 음극 챔버내에서의 상기 처리된 액체의 이동 방향과 반대로 배향된 유출량 q를 갖는 치환 세척기 유체를 통과시킴으로써 제거되었다. 전류 밀도는 음극 챔버의 높이에 따라제어되며, 복합 음극의 부분들로 스위치되는 제어된 전류 제어기의 도움으로 지정된 레벨로 유지되었는데, 상기 복합 음극은 전압 분배 전원을 거쳐 다단계 전압 분포 직류 전원으로 스위치되었다. 처리된 물의 유출량 Q는 전기화학적 큐비클의 음극 챔버를 통과하여 나온 후에 인출되었다. 치환 세척기 유체의 흐름은 음극 챔버로부터의 처리된 물의 출력면으로부터 주어졌으며, 양극 챔버를 통과한 후에 그것으로부터 인출되었다. 치환 세척기 유체, 전기화학적 큐비클의 전극상에 발생된 수소 및 산소는 치환 세척기 유체로부터 분리되어 사용에 제공되었다.Water treatment was done by orientating in the cathode chamber between the inner surface of the portions of the composite cathode and the outer surface of the anode chamber. The flow of treated water flowing between the primary and secondary dividers of the composite cathode approached the surface of the composite cathode a minimum distance while washing the surface of the composite cathode with treated water. The flow of treated liquid was then expanded, oriented to approach the outer surface of the anode chamber by a minimum distance while periodically flushing the outer surface of the anode chamber, and this process was repeated several times. The product of the electrochemical treatment entering the anode chamber and occurring in the anode chamber was removed by passing a displacement washer fluid having an outlet quantity q oriented opposite the direction of movement of the treated liquid in the cathode chamber. The current density was controlled according to the height of the cathode chamber and maintained at the specified level with the help of a controlled current controller switched to the parts of the composite cathode, which was switched to a multistage voltage distribution direct current power supply via a voltage distribution power supply. . The outflow Q of treated water was withdrawn after exiting the cathode chamber of the electrochemical cubicle. The flow of displacement washer fluid was given from the output side of the treated water from the cathode chamber and withdrawn from it after passing through the anode chamber. The displacement washer fluid, hydrogen and oxygen generated on the electrodes of the electrochemical cubicle, were provided for use separately from the displacement washer fluid.
처리된 물의 내역은 다음과 같다.The details of the treated water are as follows.
ㆍ경도- 0.5 밀리그램/리터Hardness-0.5 mg / liter
ㆍ철- 0.001 밀리그램/리터ㆍ Steel-0.001 mg / liter
ㆍ과망간산염 산화도- 0.1 밀리그램/리터Permanganate Oxidation-0.1 mg / liter
ㆍpH- 6.6ㆍ pH- 6.6
정제도= 99%; 전력 소모= 3.6 kW/h; 처리시간= 1.5 시간Purity = 99%; Power consumption = 3.6 kW / h; Processing time = 1.5 hours
유사 아날로그와 비교할 때 처리 시간 및 전력 소모는 두배 감소되었다.Compared with similar analogues, processing time and power consumption are doubled.
실시예 2.Example 2.
실시예 1에서와 같이, 액체로서 다음의 특성을 갖는 보통의 드라이 와인을 선택하였다.As in Example 1, a regular dry wine having the following properties was selected as the liquid.
ㆍ메탄올- 0.05%Methanol-0.05%
ㆍ퓨젤유(fusel oils)- 40 밀리그램/데시미터3 ㆍ fusel oils-40 mg / decimeter 3
ㆍ유기산- 8 그램/데시미터3 ㆍ Organic acid-8 grams / decimeter 3
ㆍ페놀 성분- 12 그램/데시미터3 ㆍ phenolic component-12 grams / decimeter 3
처리된 와인의 내역은 다음과 같다.The details of processed wine are as follows.
ㆍ메탄올- 0.001%Methanol-0.001%
ㆍ퓨젤유(fusel oils)- 0.4 밀리그램/데시미터3 ㆍ fusel oils-0.4 mg / dec 3
ㆍ유기산- 0.8 그램/데시미터3 ㆍ Organic acid-0.8 grams / decimeter 3
ㆍ페놀 성분- 0.2 그램/데시미터3 ㆍ phenolic component-0.2 grams / decimeter 3
전력 소모= 3.6 kW/h; 처리 시간= 1.5 시간Power consumption = 3.6 kW / h; Treatment time = 1.5 hours
처리된 후에 숙성된 와인의 동등물이 10-20년이었으며, 감각수용성은 수배 증가되었다.The equivalent of aged wine after processing was 10-20 years and sensory acceptability increased severalfold.
따라서 실용적 규칙으로 인하여 제어하에 실행되고 실용적 레벨로 작동 모드를 유지하는, 어느 정도 처리된 액체, 즉 물, 주류 및 소프트 드링크인 전해질의 이온 전도성 메카니즘을 이용하고, 치환 세척기 유체의 역류를 이용하여, 정제되고 풍부해진 생성물의 품질 및 제어된 정제가 얻어진다.Thus, using the ion conducting mechanism of the electrolyte, which is somewhat treated liquid, namely water, liquor and soft drink, which is run under control and maintains the mode of operation at a practical level due to the practical rules, and with the backflow of the displacement washer fluid, Quality and controlled purification of the purified and enriched product are obtained.
상기 제안된 장치를 통한 처리로 인하여 양극에 축적된 유해 음이온들의 확산은 제거되며, 액체 처리의 질은 증가되고, 처리된 액체를 생물학적으로 유용한 물질로 포화시킬 가능성이 얻어지며, 경제성이 증가하고, 적용 범위가 확대되며, 상기 방법을 실행하기 위한 본 고안 장치로 인하여 전력 소요 및 처리시간은 감소되고, 액체 처리 공정을 조절할 가능성이 얻어지며, 다기능성도 획득된다.Due to the treatment through the proposed device, the diffusion of harmful anions accumulated in the anode is eliminated, the quality of the liquid treatment is increased, the possibility of saturating the treated liquid with biologically useful materials is obtained, and the economic efficiency is increased, The scope of application is expanded, the inventive device for implementing the method reduces the power consumption and processing time, the possibility of adjusting the liquid treatment process is obtained, and the versatility is also obtained.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| U107 | Dual application of utility model | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20050613 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |