RU166737U1

RU166737U1 - DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL ACTIVATION OF WATER AND AQUEOUS SOLUTIONS

Info

Publication number: RU166737U1
Application number: RU2016109759/05U
Authority: RU
Inventors: Виктор Петрович Дмитриенко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АкваГелиос"
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2016-12-10

Abstract

1. Устройство для электрохимической активации воды и водных растворов, содержащее систему подачи воды, блок питания и реактор с диэлектрическим корпусом, в котором размещены разноименные электроды и ионопроницаемая диафрагма, отличающееся тем, что ионопроницаемая диафрагма выполнена в виде биполярной ионообменной мембраны, катионообменная сторона которой обращена к катодному пространству, а анионообменная сторона - к анодному пространству, а общий корпус выполнен прямоугольным и внутренний объем его является катодным пространством, вмещающим заданное число соединенных параллельно электродных блоков, каждый из которых содержит электродную коробку, выполненную из полимерного материала с вырезами на противоположных сторонах, в которых с помощью крепежных средств герметично установлены биполярные ионообменные мембраны, при этом аноды размещены во внутреннем, анодном пространстве электродного блока так, что обе стороны анода являются рабочими, а выполненные в виде пластин катоды установлены снаружи электродной коробки соответственно местоположению биполярных ионопроницаемых мембран так, что расстояние между катодом и анодом определяется толщиной биполярной ионообменной мембраны с крепежными средствами.2. Устройство для электрохимической активации воды и водных растворов по п. 1, отличающееся тем, что электроды выполнены с перфорацией, при этом диаметр перфорационных отверстий выполнен преимущественно 5 мм, а шаг отверстий преимущественно 10 мм.3. Устройство для электрохимической активации воды и водных растворов по п. 1, отличающееся тем, что электроды анодного пространства - аноды выполнены из листа титана,1. Device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions, comprising a water supply system, a power supply unit and a reactor with a dielectric body, in which unlike electrodes and an ion-permeable diaphragm are located, characterized in that the ion-permeable diaphragm is made in the form of a bipolar ion-exchange membrane, the cation exchange side of which is facing to the cathode space, and the anion-exchange side to the anode space, and the common casing is made rectangular and its internal volume is the cathode space, which accommodate a predetermined number of electrode blocks connected in parallel, each of which contains an electrode box made of a polymer material with cutouts on opposite sides, in which bipolar ion-exchange membranes are hermetically sealed with fasteners, while the anodes are placed in the inner anode space of the electrode block so that both sides of the anode are working, and the cathodes made in the form of plates are installed outside the electrode box according to the location of the bipolar ion permeable membranes so that the distance between the cathode and the anode is determined by the thickness of the bipolar ion-exchange membrane with fixing sredstvami.2. A device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions according to claim 1, characterized in that the electrodes are made with perforation, while the diameter of the perforations is made mainly 5 mm, and the pitch of the holes is mainly 10 mm. 3. A device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions according to claim 1, characterized in that the electrodes of the anode space - the anodes are made of a sheet of titanium,

Description

Полезная модель относится к устройствам для электрохимической активации воды и водных растворов и предназначена для регулирования рН воды и водных растворов в производственных условиях.The utility model relates to devices for the electrochemical activation of water and aqueous solutions and is intended to control the pH of water and aqueous solutions in a production environment.

Известно устройство для активации воды, содержащей незначительное количество минеральных солей, методом электролиза под действием постоянного электрического тока в специальном двухкамерном электролизере, разделенном ионопроводящей диафрагмой (В.М. Бахир. Электрохимическая активация. - М.: ВНИИИМТ, 1992, ч. 1, с. 233-237), в результате которой получаются две фракции воды: щелочная (католит), насыщенная ионами ОН^- (рН 7-12), и кислая (анолит), насыщенная ионами Н⁺(рН 2-7). Сущность этого изобретения реализована в устройстве (приборе) «Мелеста» (Изготовитель: ООО МВП «Мелеста», Россия, г.Уфа, ул. Ш. Руставели, 19), предназначенного для приготовления в домашних условиях в небольших объемах двух типов воды: католита (щелочной воды) и анолита (кислой воды). Устройство (прибор) состоит из основной открытой емкости, изготовленной из пищевой пластмассы, съемной верхней крышки с электродами и блоком питания, тканевого стакана, выполняющего функцию диафрагмы между катодом и анодом и вставляемого в основную емкость.A device for activating water containing an insignificant amount of mineral salts by electrolysis under the influence of direct electric current in a special two-chamber electrolyzer separated by an ion-conducting diaphragm (V.M. Bakhir. Electrochemical activation. - M .: VNIIIMT, 1992, part 1, p. . 233-237), which resulted in water obtained two fractions: alkaline (catholyte), saturated with ions OH ^- (pH 7-12), and acid (anolyte) saturated with H ⁺ ions (pH 2-7). The essence of this invention is implemented in the device (device) "Melesta" (Manufacturer: LLC MVP "Melesta", Russia, Ufa, ul. Sh. Rustaveli, 19), intended for home preparation in small volumes of two types of water: catholyte (alkaline water) and anolyte (acidic water). The device (device) consists of a main open container made of food-grade plastic, a removable top cover with electrodes and a power supply, a fabric cup that acts as a diaphragm between the cathode and anode and is inserted into the main container.

Известен также бытовой активатор воды (см. патент РФ 2226508. Кл. C02F 1/461, 2004 г.), содержащий реактор, состоящий из диэлектрического корпуса, разделенного ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры, с электродами и блоком питания, прикрепленными к крышке корпуса.A household water activator is also known (see RF patent 2226508. Cl. C02F 1/461, 2004), comprising a reactor consisting of a dielectric housing separated by an ion-permeable diaphragm into anode and cathode chambers, with electrodes and a power supply attached to the cover corps.

Недостатками известных устройств является низкая производительность и неравномерный объем активированной воды в анодной (0,2-0,3 л анолита) и катодной (0,6-0,7 л католита) частях установки, в результате разная степень изменения рН анолита и католита, низкая величина силы тока, что не позволяет получить высокую напряженность электрического поля между электродами. За счет малого объема анолита по сравнению с католитом быстро наступает перегрев анолита и его вскипание с переливом в отсек католита. Малая толщина пластмассы основной емкости приводит к быстрому появлению трещин и разрушению материала под действием электрического поляThe disadvantages of the known devices are the low productivity and uneven volume of activated water in the anode (0.2-0.3 l of anolyte) and cathode (0.6-0.7 l of catholyte) parts of the installation, resulting in a different degree of change in the pH of the anolyte and catholyte, low current strength, which does not allow to obtain a high electric field strength between the electrodes. Due to the small volume of anolyte compared with catholyte, anolyte overheats quickly and begins to boil with overflow into the catholyte compartment. The small thickness of the plastic of the main container leads to the rapid appearance of cracks and the destruction of the material under the influence of an electric field

Известна являющаяся ближайшим аналогом промышленная установка для электрохимической активации воды согласно патенту RU 2542316. Промышленная установка для электрохимической обработки воды имеет несколько реакторов, разделенных по парам. Каждая пара реакторов имеет шкаф управления и силовое электрическое оборудование, систему подачи воды, сборные емкости для активированной воды, насосное оборудование для ее транспортировки и систему вентиляции. Каждый реактор объемом 200 л выполнен из диэлектрического материала, анодная и катодная камеры с электродами разделены ионопроницаемой диафрагмой, электрод анодной камеры выполнен из листа титана, свернутого в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 175-180 мм, электрод катодной камеры - из нержавеющей стали в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 275-280 мм, а ионопроницаемая диафрагма - из хлопчатобумажной фильтровальной ткани. При этом реакторы в паре включены между собой с возможностью работы по очереди - один в режиме производства электрохимической активированной воды, а другой - в режиме подготовки.Known is the closest analogue to the industrial installation for the electrochemical activation of water according to the patent RU 2542316. The industrial installation for the electrochemical treatment of water has several reactors separated in pairs. Each pair of reactors has a control cabinet and power electrical equipment, a water supply system, prefabricated tanks for activated water, pumping equipment for its transportation and a ventilation system. Each 200-liter reactor is made of dielectric material, the anode and cathode chambers with electrodes are separated by an ion-permeable diaphragm, the anode of the anode chamber is made of a sheet of titanium rolled in the form of a cut cylinder with a height of 850 mm and a diameter of 175-180 mm, the electrode of the cathode chamber is made of stainless steel in the form of a cut cylinder with a height of 850 mm and a diameter of 275-280 mm, and an ion-permeable diaphragm - from a cotton filter cloth. At the same time, the reactors in pairs are connected to each other with the ability to work in turn - one in the production mode of electrochemical activated water, and the other in the preparation mode.

К недостаткам установки относятся следующие. Во-первых, применение хлопчатобумажной фильтровальной ткани не обеспечивает надежного разделения. Через любую фильтровальную ткань проникает жидкость, следовательно, смешение католита и анолита, по этой причине неизбежно и часть ионов ОН^- католита нейтрализуются ионами водорода Н⁺анолита. Скорость активации и эффективность работы из-за этого снижаются. Во-вторых, применение чистого титана, обладающего большим сопротивлением, в качестве анода приводит к повышению напряжения на установке, быстрому разогреву растворов, повышенному расходу электроэнергии. В-третьих, большое межэлектродное расстояние также приводит к повышению напряжения на установке, к быстрому разогреву растворов, повышенному расходу электроэнергии. В-четвертых, использование цельных без перфорации электродов способствует повышению газонаполнения в электродном пространстве, что приводит к повышенному расходу электроэнергии.The disadvantages of the installation include the following. Firstly, the use of cotton filter cloth does not provide reliable separation. Liquid penetrates through any filter cloth, therefore, a mixture of catholyte and anolyte, for this reason it is inevitable that part of OH ^- catholyte ions are neutralized by H ⁺ anolyte hydrogen ions. The activation speed and operational efficiency are reduced due to this. Secondly, the use of pure titanium, which has a high resistance, as an anode leads to an increase in the voltage at the installation, rapid heating of solutions, and increased energy consumption. Thirdly, a large interelectrode distance also leads to an increase in the voltage at the installation, to a quick heating of solutions, and an increased consumption of electricity. Fourth, the use of solid electrodes without perforation helps to increase gas filling in the electrode space, which leads to increased energy consumption.

Полезная модель направлена на решение задачи уменьшения расхода электроэнергии на единицу объема и повышения производительности за счет предотвращения смешивания католита и анолита и повышения скорости процесса активации, а также за счет уменьшения межэлектродного расстояния и рабочего напряжения в устройстве.The utility model is aimed at solving the problem of reducing energy consumption per unit volume and increasing productivity by preventing the mixing of catholyte and anolyte and increasing the speed of the activation process, as well as by reducing the interelectrode distance and operating voltage in the device.

Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для электрохимической активации воды и водных растворов, содержащем систему подачи воды, блок питания и реактор с диэлектрическим корпусом, в котором размещены разноименные электроды и ионопроницаемая диафрагма, согласно полезной модели предлагается ионопроницаемую диафрагму выполнить в виде биполярной ионообменной мембраны, катионообменная сторона которой обращена к катодному пространству, а анионообменная сторона - к анодному пространству, а общий корпус выполнить прямоугольным с внутренним объемом, являющимся катодным пространством, вмещающим заданное число соединенных параллельно электродных блоков, каждый из которых содержит электродную коробку, выполненную из полимерного материала с вырезами на противоположных сторонах, в которых, с помощью крепежных средств, герметично установлены биполярные ионообменные мембраны, при этом анод размещен во внутреннем, анодном, пространстве электродного блока так, что обе стороны анода являются рабочими, а выполненные в виде пластин катоды установлены снаружи электродной коробки соответственно местоположению биполярных ионопроницаемых мембран так, что расстояние между катодом и анодом определяется толщиной биполярной ионообменной мембраны с крепежными средствами.The essence of the utility model lies in the fact that in the device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions containing a water supply system, a power unit and a reactor with a dielectric casing, in which unlike electrodes and an ion-permeable diaphragm are placed, according to a utility model, it is proposed that the ion-permeable diaphragm be made in the form of a bipolar an ion-exchange membrane, the cation exchange side of which is facing the cathode space, and the anion-exchange side is facing the anode space, and the common housing is to be made directly coal with an internal volume, which is a cathode space containing a given number of electrode blocks connected in parallel, each of which contains an electrode box made of a polymer material with cutouts on opposite sides, in which, using fasteners, bipolar ion-exchange membranes are hermetically sealed, while the anode is placed in the inner, anode, space of the electrode block so that both sides of the anode are working, and the cathodes made in the form of plates are installed outside lektrodnoy boxes respectively location bipolar ion transport membrane such that the distance between the cathode and the anode is determined by the thickness of the bipolar ion-exchange membrane with fastening means.

Электроды могут быть выполнены с перфорацией, при этом диаметр перфорационных отверстий выполнен преимущественно 5 мм, а шаг отверстий преимущественно 10 мм.The electrodes can be made with perforation, while the diameter of the perforations is made predominantly 5 mm, and the pitch of the holes is predominantly 10 mm.

Электроды анодного пространства - аноды могут быть выполнены из листа титана, покрытого оксидом рутения с 2-х сторон.Electrodes of the anode space - anodes can be made of a sheet of titanium coated with ruthenium oxide from 2 sides.

Средства крепления биполярной ионообменной мембраны могут быть выполнены в виде прижимных элементов с элементами уплотнения. Прижимной элемент может быть выполнен в виде рамки из полимерного материала, а элементы уплотнения выполнены из резины.The fastening means of the bipolar ion-exchange membrane can be made in the form of clamping elements with sealing elements. The clamping element can be made in the form of a frame made of a polymeric material, and the sealing elements are made of rubber.

Выполнение ионопроницаемой диафрагмы в виде биполярной ионообменной мембраны, катионообменная сторона которой обращена к катодному пространству, а анионообменная сторона - к анодному пространству, предотвращает смешивание католита и анолита и повышает скорость процесса активации воды.The implementation of the ion-permeable diaphragm in the form of a bipolar ion-exchange membrane, the cation exchange side of which is facing the cathode space, and the anion-exchange side is facing the anode space, prevents the mixing of catholyte and anolyte and increases the rate of water activation.

Выполнение общего корпуса реактора прямоугольным с внутренним объемом являющимся катодным пространством, вмещающим заданное количество соединенных параллельно электродных блоков, каждый из которых содержит электродную коробку, выполненную из полимерного материала с вырезами на противоположных сторонах, в которых, с помощью крепежных средств герметично установлены биполярные ионообменные мембраны, при этом аноды, размещены во внутреннем, анодном, пространстве электродного блока так, что обе стороны анода являются рабочими, а выполненные в виде пластин катоды установлены снаружи корпуса электродного блока соответственно местоположению биполярных ионопроницаемых мембран так, что расстояние между катодом и анодом определяется толщиной биполярной ионообменной мембраны с крепежными средствами, обеспечивает значительное, почти на порядок, снижение межэлектродного расстояния, т.е. расстояния между катодом и анодом, что снижает сопротивление между этими электродами и также приводит к снижению рабочего напряжения устройства.The implementation of the common reactor vessel rectangular with an internal volume being a cathode space containing a predetermined number of electrode blocks connected in parallel, each of which contains an electrode box made of a polymer material with cutouts on opposite sides, in which bipolar ion-exchange membranes are sealed with fasteners, while the anodes are placed in the inner, anode, space of the electrode block so that both sides of the anode are working, and nnye plate-shaped cathodes installed outside the housing the electrode assembly, respectively location bipolar ion transport membrane such that the distance between the cathode and the anode is determined by the thickness of the bipolar ion-exchange membranes with a fastening means, provides considerable, nearly an order of magnitude reduction in the interelectrode distance, i.e. the distance between the cathode and the anode, which reduces the resistance between these electrodes and also leads to a decrease in the operating voltage of the device.

Выполнение электродов с перфорацией, при этом диаметр перфорационных отверстий выполнен преимущественно 5 мм, а шаг отверстий преимущественно 10 мм способствует обеспечению лучшей циркуляции анолита и католита и быстрому удалению выделяющегося кислорода.The implementation of electrodes with perforation, while the diameter of the perforations is made predominantly 5 mm, and the pitch of the holes is predominantly 10 mm, which ensures better circulation of the anolyte and catholyte and the rapid removal of the released oxygen.

Выполнение анодов из листа титана, покрытого оксидом рутения с 2-х сторон, обеспечивает значительно меньшее сопротивление, чем при выполнении их из титана, что уменьшает рабочее напряжение в устройстве.The implementation of the anodes from a sheet of titanium coated with ruthenium oxide from 2 sides provides significantly lower resistance than when they are made from titanium, which reduces the operating voltage in the device.

Выполнение средства крепления биполярной ионообменной мембраны в виде прижимных элементов с элементами уплотнения, например, в виде рамки из полимерного материала с элементами уплотнения из резины, обеспечивают герметичность электродной коробки, предотвращая смешивание католита и анолита.The implementation of the fastening means of the bipolar ion-exchange membrane in the form of clamping elements with sealing elements, for example, in the form of a frame made of a polymer material with rubber sealing elements, ensures the tightness of the electrode box, preventing the mixing of catholyte and anolyte.

Вышеперечисленные отличия позволяют уменьшить расход электроэнергии на единицу объема за счет предотвращения смешивания католита и анолита и повышения скорости процесса активации, а также за счет уменьшения межэлектродного расстояния и рабочего напряжения в устройстве, а следовательно, и снизить стоимость обработки воды.The above differences can reduce energy consumption per unit volume by preventing the mixing of catholyte and anolyte and increasing the speed of the activation process, as well as by reducing the interelectrode distance and operating voltage in the device, and therefore, reduce the cost of water treatment.

На фигуре приведена схема устройства для электрохимической активации воды и водных растворов.The figure shows a diagram of a device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions.

Предлагаемое устройство для электрохимической активации воды и водных растворов, приведенное на фигуре, содержит реактор с общим корпусом 1, включающий электродный блок с электродной коробкой 2, выполненной из полимерного материала с вырезами на противоположных сторонах, в которых, с помощью на фигуре не показанных крепежных средств герметично установлены биполярные ионообменные мембраны 11. Аноды 4 размещены во внутреннем, анодном, пространстве электродного блока так, что обе стороны анодов 4 являются рабочими. Выполненные в виде пластин катоды 3 установлены снаружи электродной коробки 2 соответственно местоположению биполярных ионопроницаемых мембран 11 так, что расстояние между катодом и анодом определяется толщиной биполярной ионообменной мембраны 11 и крепежного средства с уплотняющим элементом (на фигуре не показаны). Электроды 3, 4 подключены соответственно к отрицательной и положительной шине не показанного на фигуре блока питания. Устройство содержит также систему вентиляции (на фигуре не показана) и систему подачи воды, включая сборник 5 анолита, соединенный через насос 6 и не показанный на фигуре напорный бак с патрубком 9 подачи анолита и патрубком 10 выхода анолита. Патрубок 7 и патрубок 8 являются патрубком подачи исходной воды и патрубком выхода католита соответственно. Устройство может работать как в проточном, так и в стационарном режимах, а также в проточном режиме - катодное пространство, анодное в режиме замкнутого цикла, или наоборот.The proposed device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions, shown in the figure, contains a reactor with a common casing 1, including an electrode unit with an electrode box 2 made of a polymer material with cutouts on opposite sides, in which, using the figure not shown fasteners hermetically mounted bipolar ion-exchange membranes 11. Anodes 4 are placed in the inner, anode, space of the electrode block so that both sides of the anodes 4 are working. The cathodes 3 made in the form of plates are installed on the outside of the electrode box 2 according to the location of the bipolar ion-permeable membranes 11 so that the distance between the cathode and the anode is determined by the thickness of the bipolar ion-exchange membrane 11 and the fastening means with a sealing element (not shown in the figure). The electrodes 3, 4 are connected respectively to the negative and positive bus not shown in the figure of the power supply. The device also contains a ventilation system (not shown in the figure) and a water supply system, including anolyte collector 5, connected through a pump 6 and not shown in the figure to a pressure tank with anolyte supply pipe 9 and anolyte outlet pipe 10. The pipe 7 and pipe 8 are a pipe for supplying source water and a pipe outlet of catholyte, respectively. The device can operate in both flowing and stationary modes, as well as in flowing mode - the cathode space, the anode in closed-loop mode, or vice versa.

Электродная коробка 2 выполнена из полимерного материала, и имеет с 2-х противоположных сторон прямоугольные вырезы, которые закрываются биполярной мембраной 11.The electrode box 2 is made of a polymeric material, and has rectangular cutouts from 2 opposite sides, which are closed by a bipolar membrane 11.

Анод 4 выполнен из листа титана, покрытого оксидом рутения с 2-х сторон, На аноде 4 сделана перфорация (на фигуре не показана) с диаметром отверстий 5 мм и с шагом 10 мм для обеспечения хорошей циркуляции анолита и быстрого удаления выделяющегося кислородаAnode 4 is made of a sheet of titanium coated with ruthenium oxide from 2 sides. Perforation (not shown) is made on anode 4 with a hole diameter of 5 mm and 10 mm increments to ensure good anolyte circulation and rapid removal of oxygen released

Катод 3 выполнен из листа с перфорацией диаметром 5 мм с шагом 10 мм для обеспечения хорошей циркуляции католита и быстрого удаления выделяющегося кислорода.The cathode 3 is made of a sheet with perforation with a diameter of 5 mm in increments of 10 mm to ensure good catholyte circulation and rapid removal of oxygen released.

Биполярная ионообменная мембрана 11 выполнена на полимерной основе, причем катионообменная сторона обращена к катоду, а анионообменная мембрана - к аноду.The bipolar ion exchange membrane 11 is made on a polymer basis, with the cation exchange side facing the cathode and the anion exchange membrane facing the anode.

Средства крепления мембраны 11 выполнены в виде прижимной рамки из полимерного материала с резиновым уплотнением, что обеспечивает герметичность электродной коробки 2, предотвращает смешивание католита и анолита. Во внутреннее пространство электродной коробки 2 помещается анод 4, обе стороны которого являются работающими. Снаружи электродного блока с двух сторон крепятся катоды 3 в виде пластин, а межэлектродное расстояние между анодом 4 и катодом 3 определяется толщинами ионообменной мембраны 11 с прижимной рамкой и резиновым уплотнением.The fastening means of the membrane 11 is made in the form of a clamping frame made of a polymer material with a rubber seal, which ensures the tightness of the electrode box 2, prevents the mixing of catholyte and anolyte. Anode 4 is placed in the interior of the electrode box 2, both sides of which are working. Outside the electrode block, cathodes 3 are mounted on both sides in the form of plates, and the interelectrode distance between the anode 4 and the cathode 3 is determined by the thickness of the ion exchange membrane 11 with a clamping frame and a rubber seal.

В данном варианте устройства электродный блок один, но их может быть и несколько, тогда электродные блоки электрически соединяют параллельно.In this embodiment, the electrode block is one, but there may be several, then the electrode blocks are electrically connected in parallel.

Устройство регулирования рН (рН-корректор) представляет собой электрохимическое устройство с разделенным катодным и анодным пространствами. Разделительная мембрана 11 предназначена для предотвращения смешивания католита и анолита, она обладает минимальной протекаемостью и максимальной электропроводностью. На электродах 3,4 выделяется кислород и водород, в связи с чем требуется вентиляция.A pH control device (pH corrector) is an electrochemical device with separated cathode and anode spaces. The separation membrane 11 is designed to prevent mixing of catholyte and anolyte, it has a minimum leakage and maximum electrical conductivity. At the electrodes 3,4, oxygen and hydrogen are released, which requires ventilation.

Электрохимическое регулирование рН производится следующим образом. Вода, рН которой надо повысить, через входной патрубок 7 поступает в катодное пространство. В катодном пространстве происходит подщелачивание воды с рН=4,0-4,5 до рН=8,0-8,5. Далее через патрубок 8 выхода католита подщелоченная вода поступает в сборник католита и далее по схеме очистки воды. Анолит через патрубок 10 выхода анолита поступает через патрубок 9 в сборник 5 анолита и насосом 6 снова подается в анодное пространство. Анолит работает в режиме циркуляции. Периодически анолит необходимо нейтрализовать католитом для уменьшения скорости коррозии конструкционных материалов.Electrochemical regulation of pH is as follows. Water, the pH of which must be increased, through the inlet pipe 7 enters the cathode space. In the cathode space, alkalization of water occurs with pH = 4.0-4.5 to pH = 8.0-8.5. Then, through the catholyte outlet pipe 8, the alkalized water enters the catholyte collector and then according to the water treatment scheme. The anolyte through the pipe 10 of the anolyte exit enters through the pipe 9 into the anolyte collector 5 and is pumped again into the anode space with the pump 6. Anolyte works in circulation mode. Periodically, the anolyte must be neutralized with catholyte to reduce the corrosion rate of structural materials.

Предлагаемое устройство обеспечивает регулирование рН с использованием биполярных мембран в широких пределах. За достаточно короткий промежуток времени рН изменяется, как в катодном, так и в анодном пространствах, на несколько единиц. Устройство выполнено в виде прямоугольной емкости из полимерного материала. Катодное пространство единое, в емкости могут быть установлены несколько электродных коробок. Для уменьшения межэлектродного расстояния катод может быть закреплен прямо к прижимной планке. Таким образом, уменьшается межэлектродное расстояние, а аноды и катоды работают с двух сторон, что увеличивает производительность устройства. Также может быть использовано смещенное расположение электродных коробок относительно стенок устройства для увеличения пути протекания воды, т.е. для увеличения времени нахождения воды в устройстве, что также увеличит эффективность работы устройства. Для обеспечения качественного протекания технологического процесса используется циркуляция анолита, который из напорного бака 5 самотеком поступает в анодное пространство и далее в сборный бак 6. Так как с течением времени рН анолита будет повышаться, то предусмотен вывод части анолита для его нейтрализации.The proposed device provides pH control using bipolar membranes in a wide range. For a fairly short period of time, the pH changes, both in the cathode and in the anode spaces, by several units. The device is made in the form of a rectangular container of polymer material. The cathode space is single; several electrode boxes can be installed in the vessel. To reduce the interelectrode distance, the cathode can be fixed directly to the pressure plate. Thus, the interelectrode distance is reduced, and the anodes and cathodes work on both sides, which increases the productivity of the device. The offset arrangement of the electrode boxes relative to the walls of the device can also be used to increase the flow path of water, i.e. to increase the residence time of water in the device, which will also increase the efficiency of the device. To ensure high-quality process flow, anolyte circulation is used, which from gravity tank 5 by gravity enters the anode space and then to the collection tank 6. Since the pH of the anolyte will increase over time, it is foreseen to withdraw part of the anolyte to neutralize it.

Предлагаемое устройство можно применять не только для повышения рН, но и для уменьшения рН, для чего надо поменять местами электроды и немного изменить конструкцию аппарата. Возможно снижение рН от 12 до 6-9. Часовая производительность технологических потоков составляет 440 м³/ч Кроме того, устройство может быть использовано в технологических комплексах очистки сточных вод, когда необходимо поднять рН сточной воды с 8-8,5 до 10-11. Такое изменение рН необходимо для полного удаления аммиака в десорберах. При меньших значениях рН аммиак не удаляется. Возможно применение данного устройства в быту для различных целей, например, для производства "живой" и "мертвой воды",The proposed device can be used not only to increase the pH, but also to reduce the pH, for which it is necessary to interchange the electrodes and slightly change the design of the apparatus. Possible decrease in pH from 12 to 6-9. The hourly productivity of technological flows is 440 m ³ / h. In addition, the device can be used in technological complexes for wastewater treatment, when it is necessary to raise the pH of wastewater from 8-8.5 to 10-11. This change in pH is necessary for the complete removal of ammonia in the strippers. At lower pH values, ammonia is not removed. It is possible to use this device in everyday life for various purposes, for example, for the production of "living" and "dead water",

Испытания устройства подтвердили наличие его преимуществ. Во-первых, прямоугольная форма реактора позволяет создать герметичность в узлах установки мембран и устраняет перетекание растворов между электродными пространствами. Во-вторых, обеспечена возможность максимально приблизить катод к анодной сборке, т.е. к мембранам, и, таким образом, значительно снизить электрическое сопротивление объема обрабатываемого раствора. Для улучшения перемешивания раствора служит перфорация электродов.Tests of the device have confirmed its advantages. First, the rectangular shape of the reactor allows you to create a tightness in the nodes of the installation of membranes and eliminates the flow of solutions between the electrode spaces. Secondly, it is possible to bring the cathode as close as possible to the anode assembly, i.e. to membranes, and thus significantly reduce the electrical resistance of the volume of the treated solution. To improve the mixing of the solution is the perforation of the electrodes.

Claims

1. Device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions, comprising a water supply system, a power supply and a reactor with a dielectric casing, in which unlike electrodes and an ion-permeable diaphragm are located, characterized in that the ion-permeable diaphragm is made in the form of a bipolar ion-exchange membrane, the cation exchange side of which is facing to the cathode space, and the anion-exchange side to the anode space, and the common casing is made rectangular and its internal volume is the cathode space, which accommodate a predetermined number of electrode blocks connected in parallel, each of which contains an electrode box made of a polymer material with cutouts on opposite sides, in which bipolar ion-exchange membranes are hermetically sealed with fasteners, while the anodes are placed in the inner anode space of the electrode block so that both sides of the anode are working, and the cathodes made in the form of plates are installed outside the electrode box according to the location of the bipolar ion permeable membranes so that the distance between the cathode and the anode is determined by the thickness of the bipolar ion-exchange membrane with fastening means.

2. A device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions according to claim 1, characterized in that the electrodes are perforated, while the diameter of the perforations is made mainly 5 mm, and the pitch of the holes is mainly 10 mm.

3. A device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions according to claim 1, characterized in that the electrodes of the anode space - anodes are made of a sheet of titanium coated with ruthenium oxide from 2 sides.

4. A device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions according to claim 1, characterized in that the fastening means of the bipolar ion-exchange membrane are made in the form of clamping elements with sealing elements.

5. A device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions according to claim 4, characterized in that the clamping element is made in the form of a frame of polymer material, and the sealing elements are made of rubber.