RU2076847C1 - Equipment to produce washing and disinfecting solutions - Google Patents
Equipment to produce washing and disinfecting solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2076847C1 RU2076847C1 RU95103345A RU95103345A RU2076847C1 RU 2076847 C1 RU2076847 C1 RU 2076847C1 RU 95103345 A RU95103345 A RU 95103345A RU 95103345 A RU95103345 A RU 95103345A RU 2076847 C1 RU2076847 C1 RU 2076847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- treated solution
- line
- gas separator
- electrode chamber
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии, в частности к устройствам для электрохимической обработки воды с целью ее очистки и регулирования кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств и каталитической активности, и может быть использовано для получения моющих и дезинфицирующих растворов. The invention relates to chemical technology, in particular to devices for electrochemical treatment of water with the aim of purifying and regulating acid-base, redox properties and catalytic activity, and can be used to obtain detergents and disinfectants.
В прикладной электрохимии используются электролизеры различных конструкций, обеспечивающие обработку воды или получение моющих и дезинфицирующих растворов. In applied electrochemistry, electrolyzers of various designs are used that provide water treatment or the production of washing and disinfecting solutions.
Известно устройство для электролиза воды [1] которое состоит из цилиндрического элекролизера с коаксиально расположенными в диэлектрических втулках электродами и диафрагмой между ними, разделяющей внутреннее пространство на катодную и анодную камеры. Каждая камера имеет отдельный вход в нижней и отдельный выход в верхней втулках электролизера, сообщающиеся с подводящими и отводящими гидравлическими линиями для протока воды под давлением. В в устройство входит источник постоянного тока, соединенный с электродами электролизера через коммутационный узел, обеспечивающий возможность перемены полярности электродов для устранения катодных отложений с одновременным переключением гидравлических линий, обеспечивающих постоянное поступление растворов из анодной и катодной камер без смещения. Отмечено, что в процессе эксплуатации данного устройства возможно получение электрохимически обработанной воды с бактерицидными свойствами. A device for water electrolysis [1] is known which consists of a cylindrical electrolyzer with electrodes coaxially located in dielectric bushings and a diaphragm between them, dividing the internal space into the cathode and anode chambers. Each chamber has a separate entrance to the lower and a separate exit in the upper bushings of the electrolyzer, communicating with the inlet and outlet hydraulic lines for the flow of water under pressure. The device includes a direct current source connected to the electrodes of the electrolyzer through a switching unit, which makes it possible to change the polarity of the electrodes to eliminate cathode deposits while simultaneously switching hydraulic lines that provide a constant flow of solutions from the anode and cathode chambers without bias. It is noted that during the operation of this device, it is possible to obtain electrochemically treated water with bactericidal properties.
Недостатками известного решения являются большие энергопотери при обработке воды, особенно при обработке воды с изменяющейся во времени минерализацией. Чем шире диапазон возможных измерений минерализации воды, тем выше должна быть электрическая мощность используемого источника постоянного тока. The disadvantages of the known solutions are large energy losses during water treatment, especially when treating water with time-varying mineralization. The wider the range of possible measurements of mineralization of water, the higher should be the electric power of the used DC source.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является устройство для электрохимической обработки воды [2]
Устройство содержит по крайней мере одну электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов, установленных в диэлектрических втулках, ультрафильтрационной диафрагмы из керамики на основе оксида циркония, коаксиально установленной во втулках между электродами. Геометрические размеры ячейки удовлетворяют определенным соотношениям.The closest in technical essence and the achieved result is a device for electrochemical water treatment [2]
The device comprises at least one electrochemical cell made of vertical coaxial cylindrical and rod electrodes installed in dielectric bushings, an ultrafiltration diaphragm made of zirconium oxide ceramic, coaxially mounted in the bushings between the electrodes. The geometric dimensions of the cell satisfy certain relationships.
Ячейки особым образом закреплены в нижнем и верхнем коллекторах из диэлектрического материала с подводящими и отводящими каналами в камеры, причем ячейки, установленные в коллекторах, соединены параллельно гидравлически и параллельно или последовательно-параллельно электрически. The cells are specially fixed in the lower and upper collectors of dielectric material with inlet and outlet channels to the chambers, and the cells installed in the collectors are connected in parallel hydraulically and in parallel or in series-parallel electrically.
Электроды ячейки соединены с полюсами источника тока таким образом, что цилиндрический электрод является анодом, а стержневой электрод катодом. Устройство также содержит источник обрабатываемой воды, с которым электродные камеры соединены параллельно, регуляторы расхода, установленные на линиях подачи воды в электродные камеры и на линии отвода воды из анодной камеры, водоструйный насос для дозирования реагента, поступающего из емкости, установленный на линии подачи воды, и емкости с катализатором, гидравлическую обвязку и источник тока, соединенный через узел коммутации с электродами. The electrodes of the cell are connected to the poles of the current source so that the cylindrical electrode is the anode and the rod electrode is the cathode. The device also contains a source of treated water, to which the electrode chambers are connected in parallel, flow regulators installed on the water supply lines to the electrode chambers and on the water drainage line from the anode chamber, a water-jet pump for dispensing a reagent coming from the tank, installed on the water supply line, and tanks with a catalyst, hydraulic piping and a current source connected through a switching unit with electrodes.
Однако процесс обработки воды в данном устройстве связан со сравнительно большими энергозатратами, кроме того, требует значительного количества реактивов на промывку ячеек. However, the process of water treatment in this device is associated with a relatively large energy consumption, in addition, requires a significant number of reagents for washing cells.
Целью изобретения является снижение энергозатрат, повышение срока службы ячеек за счет исключения зарастания электродов и диафрагмы осадков, а также расширение функциональных возможностей устройства за счет увеличения интервалов изменения свойств анолита и католита. The aim of the invention is to reduce energy consumption, increase the service life of the cells by eliminating the growth of electrodes and diaphragm deposits, as well as expanding the functionality of the device by increasing the intervals for changing the properties of anolyte and catholyte.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов электролизом водного раствора хлорида натрия, содержащее по меньшей мере одну электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов, установленных в диэлектрических втулках, коаксиальной керамической ультрафильтрационной диафрагмы, установленной во втулках между электродами и разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры, причем в нижней и верхней втулках выполнены соответственно каналы для подвода и отвода обрабатываемого раствора в электродные камеры, приспособления для подвода и отвода обрабатываемого раствора, соединенные соответственно с нижней и верхней втулками, линию подачи воды с установленным на ней приспособлением для дозирования хлорида натрия в воду, соединенную с приспособлением для подачи обрабатываемого раствора в электродные камеры, источник тока, положительный и отрицательный полюса которого соединены с электродами через узел коммутации, дополнительно содержит газоотделитель, установленный на линии отвода обработанного раствора из камеры отрицательного электрода, газовый вывод которого соединен с приспособлением ввода обрабатываемого раствора в камеру положительного электрода, а жидкостной вывод газоотделителя соединен с приспособлением для отвода обработанного раствора из камеры отрицательного электрода и дополнительной линией с установленным на ней насосом с приспособлением для ввода обрабатываемой воды в камеру отрицательного электрода, и/или устройство содержит второй газоотделитель, установленный на линии отвода обработанного раствора из камеры положительного электрода, газовый вывод которого соединен с приспособлением ввода обрабатываемого раствора в камеру отрицательного электрода, а жидкостной вывод газоотделителя соединен с приспособлением для отвода обработанного раствора из камеры положительного электрода и дополнительной линией с установленным на ней насосом с приспособлением для ввода обрабатываемой воды в камеру положительного электрода. Кроме того, приспособления для подвода и отвода обрабатываемого раствора выполнены в виде коллекторов и снабжены средствами для параллельного соединения двух и более ячеек. This goal is achieved in that a device for producing washing and disinfecting solutions by electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride, containing at least one electrochemical cell made of vertical coaxial cylindrical and rod electrodes installed in dielectric bushings, a coaxial ceramic ultrafiltration diaphragm installed in the bushings between electrodes and dividing the interelectrode space into the electrode chambers, moreover, in the lower and upper bushings respectively, channels for supplying and discharging the treated solution to the electrode chambers, devices for supplying and discharging the treated solution, connected respectively to the lower and upper bushings, a water supply line with a device for dispensing sodium chloride into water connected to a device for supplying the processed solution into the electrode chambers, the current source, the positive and negative poles of which are connected to the electrodes through the switching node, further comprises a gas outlet an isolator installed on the line for removing the treated solution from the negative electrode chamber, the gas outlet of which is connected to the device for introducing the processed solution into the positive electrode chamber, and the liquid outlet of the gas separator is connected to the device for removing the treated solution from the negative electrode chamber and an additional line with a pump installed on it with a device for introducing the treated water into the negative electrode chamber, and / or the device comprises a second gas separator located on the discharge line of the treated solution from the positive electrode chamber, the gas outlet of which is connected to the device for inputting the treated solution into the negative electrode chamber, and the liquid separator outlet is connected to the device for removing the treated solution from the positive electrode chamber and an additional line with a pump with the device installed on it to enter the treated water into the chamber of the positive electrode. In addition, devices for supplying and discharging the treated solution are made in the form of collectors and equipped with means for parallel connection of two or more cells.
В прикладной электрохимии известно использование образовавшегося при обработке водорода в процессе очистки воды, в частности в устройстве для очистки сточных вод от шестивалентного хрома. In applied electrochemistry, it is known to use the hydrogen formed during processing in the process of water purification, in particular in a device for treating wastewater from hexavalent chromium.
Устройство содержит емкость, включающую катод, отделенные от него диафрагмой растворимый и нерастворимый аноды, патрубки ввода воды в анодное пространство, перетока из анодного пространства в катодное и вывода очищенной воды из анодного пространства, кроме того, устройство снабжено газоотводящей трубой, подключенной к верхней части катодного пространства, а патрубок ввода воды в анодное пространство снабжен эжектором, соединенным с газоотводящей трубой. Используя восстановительные свойства водорода, удается обеспечить снижение расхода электроэнергии и металла железного анода, затрачиваемых на очистку воды. The device comprises a container including a cathode, soluble and insoluble anodes separated by a diaphragm, water inlet pipes to the anode space, overflow from the anode space to the cathode and the outlet of purified water from the anode space, in addition, the device is equipped with a gas exhaust pipe connected to the upper part of the cathode space, and the pipe for introducing water into the anode space is equipped with an ejector connected to a gas exhaust pipe. Using the reducing properties of hydrogen, it is possible to reduce the consumption of electricity and metal of the iron anode spent on water treatment.
Однако в известном решении применение водорода направлено на изменение исходных свойств обрабатываемого раствора и снижения (за счет восстановления) контролируемой примеси Cr+6, что автоматически ведет к уменьшению расхода энергии. В предложенном решении подача водорода в анодную камеру направлена на регулирование процессов окисления восстановления, протекающих в объеме электролита с продуктами электродных реакций, что ведет к изменению свойств анолита и расширению функциональных возможностей устройства.However, in the known solution, the use of hydrogen is aimed at changing the initial properties of the treated solution and reducing (due to reduction) the controlled impurity Cr +6 , which automatically leads to a decrease in energy consumption. In the proposed solution, the supply of hydrogen to the anode chamber is aimed at regulating the oxidation processes of reduction occurring in the volume of the electrolyte with the products of electrode reactions, which leads to a change in the properties of the anolyte and the expansion of the functionality of the device.
Известно также применение кислорода, в частности в способе умягчения природной воды, согласно которому используют электролизер с катодным и анодным пространствами с раздельным выводом католита и анолита и очисткой католита от труднорастворимых соединений, при этом процесс ведут с использованием пористого или перфорированного катода и умягчаемую воду подают вдоль него, а часть очищенного католита насыщают кислородом, образующимся в анодной камере, и фильтруют через катод. It is also known to use oxygen, in particular in a method of softening natural water, according to which an electrolytic cell with cathode and anode spaces is used with separately withdrawing catholyte and anolyte and purifying catholyte from sparingly soluble compounds, the process is carried out using a porous or perforated cathode and softened water is supplied along him, and part of the purified catholyte saturated with oxygen formed in the anode chamber, and filtered through the cathode.
Недостатком является усложнение конструкции за счет использования пористого или перфорированного катода, а кроме того, следует отметить, что в известном решении применение кислорода направлено на снижение потенциала катода за счет деполяризации, в то время как в предложенном решении он используется для регулирования окислительно -восстановительных реакций в объеме раствора с участием продуктов электродных реакций, что ведет к изменению свойств полученного католита, т.е. расширению функциональных возможностей устройства. The disadvantage is the complexity of the design due to the use of a porous or perforated cathode, and in addition, it should be noted that in the known solution, the use of oxygen is aimed at reducing the cathode potential due to depolarization, while in the proposed solution it is used to control redox reactions in the volume of the solution involving the products of electrode reactions, which leads to a change in the properties of the obtained catholyte, i.e. expand the functionality of the device.
На фиг. 1-3 представлены блок-схемы вариантов выполнения устройства. In FIG. 1-3 are block diagrams of embodiments of the device.
На фиг. 1 представлена схема устройства, содержащая обвязку ячейки из двух газоотделителей, соединенных как с анодной, так и с катодной камерами; на фиг. 2 вариант выполнения устройства, содержащий один газоотделитель, соединенный только с катодной камерой; на фиг.3 устройство с газоотделителем, соединенным только с анодной камерой. In FIG. 1 is a diagram of a device comprising a cell strapping of two gas separators connected to both the anode and cathode chambers; in FIG. 2 is an embodiment of a device comprising one gas separator connected only to a cathode chamber; figure 3 a device with a gas separator connected only to the anode chamber.
Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов (фиг. 1-3) содержит электрохимическую ячейку 1, в качестве которой может быть использована электрохимическая ячейка, описанная в прототипе заявка РСТ Wо 93/20014, газоотделители 2, 3, каждый из которых имеет газовый и жидкостной вывод и установлен на линиях отвода обработанного раствора из камер соответственно отрицательного и положительного электродов, линию ввода обрабатываемого раствора 4, с которой параллельно соединены электродные камеры. Линия ввода 4 содержит линию подачи 5 воды и линию подачи 6 солевого раствора.A device for producing washing and disinfecting solutions (Fig. 1-3) contains an
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Исходный обрабатываемый раствор, содержащий воду и раствор хлорида натрия, в необходимых соотношениях поступает в анодную и катодную камеры. Количество хлорида в воде определяется условиями решаемой задачи, однако чаще всего применяются концентрации до 5 г/л. Включается источник тока. После проведения электрохимической обработки из ячейки по отдельным трубопроводам анолит и католит поступает в газоотделители 2 и 3. The initial processed solution containing water and a solution of sodium chloride, in the required proportions, enters the anode and cathode chambers. The amount of chloride in water is determined by the conditions of the problem being solved, however, concentrations of up to 5 g / l are most often used. The current source is turned on. After electrochemical treatment from the cell through separate pipelines, the anolyte and catholyte enters the
При поступлении католита в газоотделитель 2 по газовому выводу образующийся водород поступает на приспособление ввода обрабатываемого раствора в камеру положительного электрода, а по жидкостному выводу часть обработанного раствора выводится из камеры отрицательного электрода, а часть с О2 и Cl2 по дополнительной линии с установленным на ней насосом поступает на приспособление для ввода обрабатываемой воды в камеру отрицательного электрода.When catholyte enters the
При поступлении анолита в газоотделитель 3 образующийся газ О2 и Сl2 поступает на приспособление ввода обрабатываемого раствора в камеру отрицательного электрода, а по жидкостному выводу часть обработанного раствора выводится из камеры положительного электрода, а часть с Н2 по дополнительной линии с установленным на ней насосом поступает на приспособление для ввода обрабатываемой воды в камеру положительного электрода.When anolyte enters the gas separator 3, the generated gas О 2 and Сl 2 is supplied to the device for inputting the treated solution into the negative electrode chamber, and through the liquid outlet, part of the treated solution is discharged from the positive electrode chamber, and part with Н 2 through an additional line with a pump installed on it enters the device for entering the treated water into the chamber of the positive electrode.
Экспериментальные данные по получению анолита и католита из воды с различной степенью минерализации по схеме 1 представлены в табл.1, по схеме 2 в табл.2, по схеме 3 в табл.3. The experimental data on the production of anolyte and catholyte from water with various degrees of mineralization according to
Как показывает сравнение, при одинаковых с прототипом расходах энергии значение рН анолита на 1 1,5 выше, чем в растворах, полученных по прототипу, при этом значение окислительно-восстановительного потенциала выше. As the comparison shows, at the same energy consumption as the prototype, the pH of the anolyte is 1 1.5 higher than in solutions obtained by the prototype, while the value of the redox potential is higher.
Растворы католита, обладая практически тем же значением рН, имеют более низкие значения окислительно -восстановительного потенциала, что характеризует полученные растворы как более активные. Кроме того, полученные анолиты обладают более низкой интенсивностью выделения свободного хлора. The catholyte solutions, having practically the same pH value, have lower values of the redox potential, which characterizes the resulting solutions as more active. In addition, the resulting anolytes have a lower rate of release of free chlorine.
Также, по сравнению с прототипом снижается в 5 6 раз интенсивность роста катодных отложений. Also, in comparison with the prototype, the growth rate of cathode deposits decreases by a factor of 5–6.
Предложенное решение позволяет повысить ресурс работы устройства, уменьшая расход энергии, повысить степень активированности растворов при обработке растворов на установке, и, как следствие, уменьшить расход соли, повысить экологическую безопасность. The proposed solution allows to increase the life of the device, reducing energy consumption, to increase the degree of activity of solutions in the processing of solutions in the installation, and, as a result, to reduce salt consumption, to increase environmental safety.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95103345A RU2076847C1 (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Equipment to produce washing and disinfecting solutions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95103345A RU2076847C1 (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Equipment to produce washing and disinfecting solutions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95103345A RU95103345A (en) | 1996-12-10 |
RU2076847C1 true RU2076847C1 (en) | 1997-04-10 |
Family
ID=20165458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95103345A RU2076847C1 (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Equipment to produce washing and disinfecting solutions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2076847C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2814658C1 (en) * | 2022-12-27 | 2024-03-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Специализированная Электрохимическая Лаборатория" | Device for electrochemical water treatment |
-
1995
- 1995-03-07 RU RU95103345A patent/RU2076847C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Заявка Японии N 1104387, кл. C 02 F 1/46, 1989. 2. Заявка РСТ N 20014, кл. C 02 F 1/46. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2814658C1 (en) * | 2022-12-27 | 2024-03-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Специализированная Электрохимическая Лаборатория" | Device for electrochemical water treatment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95103345A (en) | 1996-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5985110A (en) | Apparatus for electrochemical treatment of water and/or water solutions | |
US5628888A (en) | Apparatus for electrochemical treatment of water and/or water solutions | |
US5871623A (en) | Apparatus for electrochemical treatment of water and/or water solutions | |
CA2468856A1 (en) | Method and apparatus for producing negative and positive oxidative reductive potential (orp) water | |
WO1998058880A1 (en) | Method and apparatus for the electrochemical treatment of water and aqueous salt solutions | |
WO1998050309A1 (en) | Apparatus for electrochemical treatment of water and/or water solutions | |
KR100319022B1 (en) | Wastewater Treatment System Using Electrolytic Injury Method | |
RU2176989C1 (en) | Electrochemical module cell for treatment of aqueous solutions, plant for production of products of anodic oxidation of solution of alkaline or alkaline-earth metal chlorides | |
RU2110483C1 (en) | Electrochemical water treatment apparatus | |
RU2322394C1 (en) | Device for processing drinking water | |
RU2088693C1 (en) | Installation for preparing products of anode oxidation of alkali and alkali-earth metal chloride solution | |
JPH11226576A (en) | Method and apparatus for treating wastewater | |
RU2076847C1 (en) | Equipment to produce washing and disinfecting solutions | |
RU2088539C1 (en) | Apparatus for producing detergent and disinfecting solutions | |
RU2096337C1 (en) | Installation for electrochemically cleaning water and/or aqueous solutions | |
RU2157793C1 (en) | Method of preparing disinfecting neutral anolite solution neutral anolite | |
RU2148027C1 (en) | Method of preparing disinfecting solution in the form of neutral anodic liquor | |
RU2031855C1 (en) | Method and device for purification of industrial drainage water | |
RU2208589C2 (en) | Method of production of disinfecting solution and device for method embodiment | |
RU2056364C1 (en) | Installation for electrochemical treatment of water | |
RU2141453C1 (en) | Installation for electrochemical treatment of water and aqueous solutions | |
US4971675A (en) | Electrolyzer for purification of fluids | |
RU2079575C1 (en) | Apparatus for production of washing and disinfection solution | |
RU2038323C1 (en) | Equipment for purification and disinfection of water | |
RU2100483C1 (en) | Process of water treatment with sodium hypochlorite and flow electrolyzer to produce sodium hypochlorite |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070308 |