RU2142917C1 - Способ и устройство для электрохимической обработки воды - Google Patents
Способ и устройство для электрохимической обработки воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2142917C1 RU2142917C1 RU98113092A RU98113092A RU2142917C1 RU 2142917 C1 RU2142917 C1 RU 2142917C1 RU 98113092 A RU98113092 A RU 98113092A RU 98113092 A RU98113092 A RU 98113092A RU 2142917 C1 RU2142917 C1 RU 2142917C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- anode
- cathode
- chamber
- pipe
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 1
- 235000020046 sherry Nutrition 0.000 claims 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 abstract description 12
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- -1 hydroxyl ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/4618—Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
- C02F1/4674—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4611—Fluid flow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/46115—Electrolytic cell with membranes or diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4618—Supplying or removing reactants or electrolyte
- C02F2201/46185—Recycling the cathodic or anodic feed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/04—Oxidation reduction potential [ORP]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/06—Pressure conditions
- C02F2301/063—Underpressure, vacuum
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрохимической обработки воды и водных растворов солей с целью изменения ее окислительных и восстановительных свойств. В анодную камеру диафрагменного электролизера подают высокоминерализованную воду с содержанием солей от 2 до 35%, а образующийся в анодной камере в процессе электролиза хлор растворяют в щелочной воде, получаемой смешением католита и слабоминерализованной воды. При этом в катодной камере создают с помощью водоструйного насоса разрежение, обеспечивающее перепад давления на пористой диафрагме, разделяющей анодную и катодную камеры. Благодаря этому перепаду давления существует фильтрационный поток воды из анодной камеры в катодную, повышающий эффективность выделения хлора в анодной камере. Устройство для осуществления изобретения содержит проточный диафрагменный электролизер, состоящий из анодной и катодной камер, разделенных пористой диафрагмой, циркуляционный контур, соединяющий выходной и входной патрубки анодной камеры и связанный со всасывающим патрубком водоструйного насоса, служащего для получения воды с окислительными свойствами. Выходной патрубок катодной камеры связан со всасывающим патрубком водоструйного насоса, служащего для получения воды с восстановительными свойствами. Технический результат - увеличение срока службы анодного покрытия, снижение коррозионной активности воды с окислительными свойствами, максимально полное использование химических реагентов (солей), растворенных в воде. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к сфере электрохимической обработки воды и водных растворов солей с целью изменения ее окислительных и восстановительных свойств.
Известны способ и устройство для электрохимической обработки воды (патент Великобритании N 2253860). По этому способу вода подается снизу вверх через рабочую камеру диафрагменного электролизера в зазор между электродом и диафрагмой с одновременным протоком воды через вспомогательную камеру электролизера также снизу вверх в зазор между диафрагмой и электродом. Изменение окислительных и восстановительных свойств воды происходит при протекании электрического тока между электродами через воду в обеих камерах и пористую диафрагму, разделяющую эти камеры, причем давление воды в рабочей камере превышает атмосферное, а ее минерализация составляет не более 1%. При этом кислотность воды изменяется с pH 7 до 2-6, если в качестве рабочей камеры используется анодная. Если рабочей камерой является катодная, то щелочность воды изменяется с pH 7 до 7,5-12. Недостатком известного способа является то, что по этому способу нет возможности получать анодно обработанную воду с pH выше 7, например, для снижения коррозионной активности последней. Однократный проток слабоминерализованной воды через рабочую камеру приводит к тому, что только незначительная часть растворенных солей переходит в продукты электрохимических реакций.
Устройство, защищенное указанным британским патентом, представляет собой проточный диафрагменный электролизер, анодная и катодная камеры которого разделены полупроницаемой диафрагмой. Обе камеры снабжены раздельными входными и выходными патрубками, причем одна из камер является рабочей, а вторая - вспомогательной. Рабочая камера подсоединена к трубопроводу обрабатываемой воды, а вспомогательная снабжена циркуляционным контуром, образованным трубопроводами, соединяющими входной и выходной патрубки вспомогательной камеры, с газоразделительной емкостью, установленной выше электролизера.
Недостатком известного устройства является неполное использование солей, растворенных в воде, подаваемой в рабочую камеру. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ и устройство, описанные в патенте Российской Федерации N2110483. Недостатком известного технического решения является то, что получаемая в нем вода с окислительными свойствами имеет pH только в кислом диапазоне (ниже 7,0), что придает ей высокую коррозионную активность. Высокоминерализованная вода подается в анодную камеру с помощью насоса под избыточным давлением, что снижает надежность работы устройства. Недостаточно полно используются и растворенные в воде соли, так как для их более полного использования необходимо осуществлять принудительную циркуляцию анолита, а это технически затруднительно.
Решаемой задачей заявляемого изобретения является снижение коррозионной активности воды с окислительными свойствами за счет повышения величины ее pH, максимально полное использование химических реагентов (солей), растворенных в воде.
Заявляемый способ электрохимической обработки воды, характеризуется тем, что высокоминерализованную воду с растворенными в ней реагентами (солями), концентрация которых составляет от 2 и до 35%, подают в рабочую камеру, являющуюся анодной проточного диафрагменного электролизера, а во вспомогательную камеру, являющуюся катодной, подают слабоминерализованную воду с концентрацией растворенных солей до 0,2%, причем между анодом и катодом через воду в обеих камерах и пористую диафрагму, разделяющую эти камеры, протекает электрический ток. В отличие от известного изобретения в заявляемом способе во вспомогательной камере поддерживают давление ниже атмосферного (0,02-0,09 мПа), под действием этого разрежения католит вместе с водородом, образовавшимся в катодной камере в процессе электролиза, отсасывают из последней, смешивают с слабоминерализованной водой, не прошедшей электрохимическую обработку и получают воду с восстановительными свойствами (щелочную воду), а электролизные газы, образующиеся в анодной камере, удаляют из последней и растворяют в указанной щелочной воде (во всем ее объеме или только в его части).
Заявляемое устройство, содержащее по крайней мере один проточный диафрагменный электролизер, состоящий из анодной и катодной камер, разделенных пористой диафрагмой и снабженных отдельными входными и выходными патрубками, циркуляционный контур, образованный трубопроводом, соединяющим выходной и входной патрубки анодной камеры, и соединенный трубопроводом с всасывающим патрубком водоструйного насоса, служащего для получения воды с окислительными свойствами, характеризующееся тем, что входной патрубок анодной камеры связан трубопроводом с емкостью для хранения высокоминерализованной воды, циркуляционный контур связан с атмосферой через трубопровод с обратным клапаном, входной патрубок катодной камеры соединен трубопроводом, снабженным регулятором расхода, с трубопроводом слабоминерализованной воды, а выходной патрубок катодной камеры - со всасывающим патрубком водоструйного насоса, служащего для получения воды с восстановительными свойствами, причем входной патрубок последнего соединен трубопроводом с трубопроводом слабоминерализованной воды, а выходной патрубок - с емкостью для хранения воды с восстановительными свойствами, последняя связана со всасывающим патрубком центробежного насоса подачи щелочной воды, выходной патрубок которого соединен трубопроводом с входным патрубком водоструйного насоса, служащего для получения воды с окислительными свойствами, а выходной патрубок последнего связан с емкостью для хранения воды с окислительными свойствами. При этом центробежный насос может быть снабжен байпасным трубопроводом с регулятором расхода.
Заявляемое техническое решение изображено на чертеже. Оно состоит из анодной камеры 1, образованной анодом 2 и полупроницаемой диафрагмой 3, катодной камеры 4, образованной катодом 5 и диафрагмой 3. Оно также содержит входные 6 и 7, выходные 8 и 9 патрубки анодной и катодной камер, соответственно. Входной патрубок 6 анодной камеры соединен трубопроводом 10 с емкостью высокоминерализованной воды 11. Выходной патрубок 8 анодной камеры 1 соединен с входным патрубком 6 трубопроводом 12, образующим циркуляционный контур анодной камеры. Кроме того, выходной патрубок 8 анодной камеры соединен трубопроводом 13 со всасывающим патрубком 14 водоструйного насоса, служащего для получения воды с окислительными свойствами. Трубопровод 13 связан с атмосферой через трубопровод 15 с обратным клапаном 16. Входной патрубок 7 катодной камеры 4 соединен трубопроводом 17, содержащим регулятор расхода 18, с трубопроводом слабоминерализованной воды 19. Выходной патрубок 9 катодной камеры соединен трубопроводом 20 со всасывающим патрубком 21 водоструйного насоса, служащего для получения воды с восстановительными свойствами (щелочной воды). Входной патрубок 22 этого водоструйного насоса соединен трубопроводом 23 с трубопроводом слабоминерализованной воды 19, а выходной патрубок 24 связан трубопроводом 25 с емкостью щелочной воды 26. Емкость 26 соединена в нижней своей части со всасывающим патрубком 27 центробежного насоса 28. Выходной патрубок 29 последнего связан посредством трубопровода 30 с входным патрубком 31 водоструйного насоса получения воды с окислительными свойствами. Выходной патрубок 29 центробежного насоса 28 может быть соединен байпасным трубопроводом 32, содержащим регулятор расхода воды 33, с емкостью щелочной воды 26. Выходной патрубок 34 водоструйного насоса, служащего для получения воды с окислительными свойствами, связан с помощью трубопровода 35 с емкостью 36.
Заявляемое техническое решение работает следующим образом. Емкость 11 заполняют высокоминерализованной водой (2-35% раствором хлорида натрия) так, чтобы ее уровень был равен или выше выходного патрубка 8 анодной камеры 1 электролизера. Высокоминерализованная вода из емкости 11 по трубопроводу 10 через входной патрубок 6 заполняет анодную камеру 1 и ее циркуляционный контур, образованный входным 6 и выходным 8 патрубками и трубопроводом 12. Слабоминерализованная вода подается под давлением 0,2-0,7 мПа в трубопровод 19, из которого она по трубопроводу 17 через регулятор расхода 18 и входной патрубок 7 подается в катодную камеру 4 электролизера. Одновременно слабоминерализованная вода по трубопроводу 23 подается во входной патрубок водоструйного насоса получения воды с окислительными свойствами, который создает разрежение в катодной камере 4. От источника постоянного тока (на чертеже не показан) на анод 2 и катод 5 подается напряжение. Между анодом 2 и катодом 5 через воду, заполнившую анодную 1 и катодную 4 камеры и пористую диафрагму 3, замыкается электрическая цепь и возникает электрический ток. Под действием электрического тока происходит электрохимическая обработка воды с растворенными в ней солями (электролиз). Под действием электролиза слабоминерализованная вода, поступающая в катодную камеру 4, приобретает восстановительные свойства (значение pH 10-12, окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) (- 500)-(-700) мВ. Катодно обработанная вода (католит) вместе с водородом, образующимся на катоде в процессе электролиза, отсасываются из катодной камеры 4 через выходной патрубок 9, трубопровод 20 и всасывающий патрубок 21 в упомянутый водоструйный насос, в котором смешиваются с слабоминерализованной водой и через выходной патрубок 24 поступают по трубопроводу в емкость 26. В результате в емкости 26 накапливается вода с восстановительными свойствами (ОВП - 400-600 мВ по шкале хлорсеребряного электрода сравнения) и щелочным значением pH (9-11). В анодной камере 1 на аноде 2 в процессе электролиза раствора хлорида натрия выделяются хлор и кислород. Пузырьки газов поднимаются в верхнюю часть анодной камеры 1 и через выходной патрубок 8 выходят из электролизера и поступают в трубопровод 13. Под действием указанного движения пузырьков электролизных газов в нижней части анодной камеры 1 создается разрежение (явление газлифта), под действием которого происходит циркуляция анодно обработанной воды (анолита) по циркуляционному контуру, образованному анодной камерой 1, выходным патрубком 8, трубопроводом 12 и входным патрубком 6. За счет включения центробежного насоса 28 щелочная вода из емкости 26 поступает под давлением 0,2 - 0,7 мПа по трубопроводу 30 во входной патрубок 31 водоструйного насоса, служащего для получения воды с окислительными свойствами. Электролизные газы, образовавшиеся в анодной камере, отсасываются с помощью этого насоса по трубопроводу 13 через всасывающий патрубок 14. В водоструйном насосе электролизные газы (хлор и кислород) растворяются в щелочной воде, сообщая ей окислительные свойства. Эта вода через выходной патрубок 34 указанного насоса поступает по трубопроводу 35 в емкость 36. Для предотвращения попадания анолита из циркуляционного контура в воду с окислительными свойствами, накапливаемую в емкости 36, трубопровод 13 связан с атмосферой через трубопровод 15, снабженный обратным клапаном 16. Последний служит для предотвращения проникновения хлора в атмосферу из трубопровода 13 при отсутствии разрежения во всасывающем патрубке 14, например, при аварийном отключении насоса 28. Для регулирования расхода щелочной воды, насос 28 может быть снабжен байпасным трубопроводом 32 с регулятором расхода 33.
В заявляемом техническом решении разрежение, создаваемое в катодной камере 4, способствует с одной стороны ускоренному удалению водорода из последней, а с другой - к интенсификации выделения газообразного хлора из анодной камеры 1. Последнее явление объясняется тем, что за счет перепада давления между анодной 1 и катодной 4 камерами (в анодной камере давление равно атмосферному, а в катодной камере оно ниже атмосферного) существует фильтрационный поток анолита из анодной камеры 1 через пористую диафрагму 3 в катодную камеру 4. Благодаря этому потоку снижается интенсивность электромиграционного переноса гидроксильных ионов (OH) из катодной камеры 4 в анодную 1, что в свою очередь препятствует повышению величины pH анолита. В кислом анолите (pH около 4) уменьшается растворимость хлора, что способствует увеличению его летучести и, следовательно, более высокому выходу по току. Использование щелочной воды для растворения электролизных газов, образовавшихся в анодной камере, позволяет получать воду с окислительными свойствами, имеющую значение pH в нейтральной и слабощелочной областях (например, от 6,8 до 8,2). Кроме того, хлор лучше растворим в щелочной воде, чем в нейтральной, что повышает полноту его использования при получении воды с окислительными свойствами. Подача в катодную камеру слабоминерализованной воды (с содержанием растворенных солей ниже 0,2%) позволяет получать воду с окислительными и восстановительными свойствами с низкой остаточной минерализацией. Получение воды с окислительными свойствами путем растворения электролизных газов (хлора) в слабоминерализованной щелочной воде позволяет получать дезинфицирующие растворы с пониженной коррозионной активностью за счет повышенного, по сравнению с прототипом, значения pH.
Пример реализации заявляемого технического решения. Была произведена электрохимическая обработка воды по заявляемому и по известному способам. Обработка проводилась в проточном цилиндрическом диафрагменном электролизере. В качестве диафрагмы использовалась пористая керамическая трубка из оксидной керамики на основе оксида алюминия с добавками оксидов циркония и иттрия. Толщина трубки составляла 1 мм, длина 210 мм, а поверхность фильтрации - 70 см2. В качестве неразрушаемого анода использовалась титановая трубка с покрытием внутренней поверхности оксидом рутения. Катодом служил титановый стержень. Катод помещался коаксиально внутрь трубчатой керамической диафрагмы, а последняя так же коаксиально устанавливалась внутрь трубчатого анода. Анодная и катодная камеры разделялись при помощи резиновых уплотнительных колец. Анод в сборе с катодом и диафрагмой помещались в пластмассовые втулки, снабженные входными и выходными втулками анодной и катодной камер и закреплялись в них с помощью гаек и шайб. Анод и катод подсоединялись с помощью электрических проводов соответственно к положительному и отрицательному полюсам стабилизированного источника постоянного электрического тока. В качестве высокоминерализованной воды использовали насыщенный водный раствор хлорида натрия с содержанием последнего 300 г/дм3. Воду с окислительными свойствами получали путем растворения хлора, образовывающегося в анодной камере в процессе электролиза, в щелочной воде. Смешение хлора и щелочной воды осуществляли в водоструйном насосе, служащем для получения воды с окислительными свойствами. В катодную камеру подавали водопроводную воду, расход которой регулировали с помощью регулятора расхода (крана), установленного на шланге, соединяющем водопроводный трубопровод и входной патрубок катодной камеры. Выходной патрубок катодной камеры подсоединяли к всасывающему патрубку водоструйного насоса, служащего для получения воды с восстановительными свойствами. В последний также подавали водопроводную воду. Ее давление составляло 0,3 мПа. Католит, образовывающийся в катодной камере в процессе электролиза, отсасывался с помощью последнего водоструйного насоса, создававшего разрежение 0,06 мПа, и смешивался с водопроводной водой, при этом получалась щелочная вода с pH 10,8, которая накапливалась в емкости щелочной воды (воды с восстановительными свойствами). Щелочная вода отбиралась центробежным насосом из указанной емкости и под давлением 0,25 мПа подавалась в водоструйный насос, служащий для получения воды с окислительными свойствами. С помощью последнего насоса хлор отсасывался из циркуляционного контура анодной камеры и растворялся в щелочной воде. Таким образом получалась вода с окислительными свойствами.
Результаты проведенной электрохимической обработки представлены в таблице.
Как видно из таблицы, заявляемое техническое решение имеет целый ряд преимуществ перед способом-прототипом:
1. Значение pH окислительной воды выше, что является показателем более низкой коррозионной активности воды, получаемой по заявляемому способу.
1. Значение pH окислительной воды выше, что является показателем более низкой коррозионной активности воды, получаемой по заявляемому способу.
2. Потребление соли (хлорида натрия) почти в 4 раза ниже, чем по способу-прототипу.
Claims (3)
1. Способ электрохимической обработки воды, характеризующийся тем, что исходная вода с растворенными в ней солями подается для электрохимической обработки в анодную камеру диафрагменного электролизера в зазор между анодом и пористой диафрагмой, одновременно в катодную камеру подается слабоминерализованная вода, проходит снизу вверх через зазор между анодом и катодом, приобретает восстановительные свойства и отводится из катодной камеры в верхней ее части, причем между анодной и катодной камерами имеется перепад давления, под действием которого существует фильтрационный поток жидкости из анодной камеры в катодную, а между анодом и катодом через воду в обеих камерах и пористую диафрагму, разделяющую эти камеры проходит электрический ток, отличающийся тем, что в анодную камеру подают исходную воду с высоким содержанием растворенных в ней солей, лежащим в диапазоне от 2 до 35%, а в катодную камеру подают слабоминерализованную воду с содержанием растворенных в ней солей не выше 0,2%, перепад давления между анодной и катодной камерами создают за счет того, что вода в анодной камере находится при атмосферном давлении, а в катодной - под разрежением 0,02 - 0,09 мПа, причем электролизные газы, образовавшиеся в анодной камере, отводят из нее в верхней ее части и растворяют во всем объеме или в части объема воды, прошедшей катодную обработку и смешанной со слабоминерализованной водой, не подвергнутой электрохимической обработке, сообщая окислительные свойства указанному объему воды или его части.
2. Устройство для электрохимической обработки воды, содержащее, по крайней мере, один проточный диафрагменный электролизер, состоящий из анодной и катодной камер, разделенных пористой диафрагмой и снабженных отдельными входными и выходными патрубками, циркуляционный контур, образованный трубопроводом, соединяющим выходной и входной патрубки анодной камеры, и соединенный трубопроводом со всасывающим патрубком водоструйного насоса, служащего для получения воды с окислительными свойствами, отличающееся тем, что входной патрубок анодной камеры связан трубопроводом с емкостью для хранения высокоминерализованной воды, циркуляционный контур связан с атмосферой через трубопровод с обратным клапаном, входной патрубок катодной камеры соединен трубопроводом, снабженным регулятором расхода, с трубопроводом слабоминерализованной воды, а выходной патрубок катодной камеры - со всасывающим патрубком водоструйного насоса, служащего для получения воды с восстановительными свойствами, причем входной патрубок последнего соединен трубопроводом с трубопроводом слабоминерализованной воды, а выходной патрубок - с емкостью для хранения воды с восстановительными свойствами, последняя связана со всасывающим патрубком центробежного насоса подачи щелочной воды, выходной патрубок которого соединен трубопроводом с входным патрубком водоструйного насоса, служащего для получения воды с окислительными свойствами, а выходной патрубок последнего связан с емкостью для хранения воды с окислительными свойствами.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что центробежный насос снабжен байпасным трубопроводом с регулятором расхода.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113092A RU2142917C1 (ru) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | Способ и устройство для электрохимической обработки воды |
| AU45251/99A AU4525199A (en) | 1998-06-30 | 1999-06-30 | Electrochemical treatment of water and aqueous salt solutions |
| EP99928135A EP1089941A2 (en) | 1998-06-30 | 1999-06-30 | Electrochemical treatment of water and aqueous salt solutions |
| PCT/GB1999/002054 WO2000000433A2 (en) | 1998-06-30 | 1999-06-30 | Electrochemical treatment of water and aqueous salt solutions |
| CA002336017A CA2336017A1 (en) | 1998-06-30 | 1999-06-30 | Electrochemical treatment of water and aqueous salt solutions |
| US09/752,386 US20010022273A1 (en) | 1998-06-30 | 2000-12-29 | Electrochemical treatment of water and aqueous salt solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113092A RU2142917C1 (ru) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | Способ и устройство для электрохимической обработки воды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2142917C1 true RU2142917C1 (ru) | 1999-12-20 |
Family
ID=20208165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98113092A RU2142917C1 (ru) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | Способ и устройство для электрохимической обработки воды |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010022273A1 (ru) |
| EP (1) | EP1089941A2 (ru) |
| AU (1) | AU4525199A (ru) |
| CA (1) | CA2336017A1 (ru) |
| RU (1) | RU2142917C1 (ru) |
| WO (1) | WO2000000433A2 (ru) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1461474B1 (en) | 2001-12-05 | 2011-11-30 | Oculus Innovative Sciences, Inc. | Method and apparatus for producing negative and positive oxidative reductive potential (orp) water |
| JP2004263635A (ja) * | 2003-03-03 | 2004-09-24 | Tadahiro Omi | 真空装置および真空ポンプ |
| US9168318B2 (en) | 2003-12-30 | 2015-10-27 | Oculus Innovative Sciences, Inc. | Oxidative reductive potential water solution and methods of using the same |
| US7527783B2 (en) * | 2004-03-23 | 2009-05-05 | The Clorox Company | Methods for deactivating allergens and preventing disease |
| KR101523091B1 (ko) | 2005-03-23 | 2015-05-26 | 오클루스 이노바티브 사이언시즈 인코포레이티드 | 산화 환원 전위 수용액을 사용한 피부 궤양의 치료 방법 |
| WO2006119300A2 (en) | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Oculus Innovative Sciences, Inc. | Method of using oxidative reductive potential water solution in dental applications |
| EP2383231B1 (en) | 2005-06-10 | 2017-05-17 | Process Solutions, Inc. | Electrolytic cell and system for treating water |
| BRPI0706642A2 (pt) * | 2006-01-18 | 2011-04-05 | Menicon Co Ltd | métodos e sistemas para a esterilização de lentes de contato |
| AU2007205861B2 (en) | 2006-01-20 | 2013-05-09 | Oculus Innovative Sciences, Inc. | Methods of treating or preventing sinusitis with oxidative reductive potential water solution |
| US20080116144A1 (en) | 2006-10-10 | 2008-05-22 | Spicer Randolph, Llc | Methods and compositions for reducing chlorine demand, decreasing disinfection by-products and controlling deposits in drinking water distribution systems |
| JP5408661B2 (ja) | 2006-10-20 | 2014-02-05 | オーシャンセイバー エーエス | バラスト水処理装置およびバラスト水処理方法 |
| US8133589B2 (en) | 2007-03-08 | 2012-03-13 | Applied Materials, Inc. | Temperable glass coating |
| US9101537B2 (en) | 2008-07-25 | 2015-08-11 | Reven Pharmaceuticals, Inc. | Compositions and methods for the prevention and treatment of cardiovascular diseases |
| US20100078331A1 (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-01 | Scherson Daniel A | ELECTROLYTIC DEVICE FOR GENERATION OF pH-CONTROLLED HYPOHALOUS ACID AQUEOUS SOLUTIONS FOR DISINFECTANT APPLICATIONS |
| CN101526821B (zh) * | 2009-03-26 | 2011-01-05 | 张敦杰 | 一种用于氧化电位水集中供应系统的智能化控制方法 |
| MX348304B (es) | 2009-06-15 | 2017-06-02 | Invekra S A P I De C V | Solucion que contiene acido hipocloroso y metodos para usar la misma. |
| CN103327986B (zh) | 2010-07-22 | 2018-05-25 | 雷文制药有限公司 | 包含使用磁偶极子稳定化溶液的治疗或改善疾病并增强表现的方法 |
| WO2012122001A2 (en) | 2011-03-04 | 2012-09-13 | Tennant Company | Cleaning solution generator |
| US9556526B2 (en) | 2012-06-29 | 2017-01-31 | Tennant Company | Generator and method for forming hypochlorous acid |
| US8617403B1 (en) | 2013-06-25 | 2013-12-31 | Blue Earth Labs, Llc | Methods and stabilized compositions for reducing deposits in water systems |
| TWI796480B (zh) | 2018-05-25 | 2023-03-21 | 日商松下知識產權經營股份有限公司 | 電解水生成裝置及電解水生成系統 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH652755A5 (en) * | 1982-11-23 | 1985-11-29 | Panclor Sa | Process for the electrolysis of alkali metal chlorides at reduced pressure |
| US4510026A (en) * | 1983-11-16 | 1985-04-09 | Panclor S.A. | Process for electrolysis of sea water |
| US5037519A (en) * | 1990-10-01 | 1991-08-06 | Jay W. Hathcock | Electrolytic chlorine generator |
| AU4308897A (en) * | 1996-09-18 | 1998-04-14 | Sterilox Technologies International Limited | Electrolytic treatment of aqueous salt solutions |
-
1998
- 1998-06-30 RU RU98113092A patent/RU2142917C1/ru active
-
1999
- 1999-06-30 AU AU45251/99A patent/AU4525199A/en not_active Abandoned
- 1999-06-30 EP EP99928135A patent/EP1089941A2/en not_active Ceased
- 1999-06-30 WO PCT/GB1999/002054 patent/WO2000000433A2/en not_active Application Discontinuation
- 1999-06-30 CA CA002336017A patent/CA2336017A1/en not_active Abandoned
-
2000
- 2000-12-29 US US09/752,386 patent/US20010022273A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010022273A1 (en) | 2001-09-20 |
| WO2000000433A3 (en) | 2000-09-08 |
| AU4525199A (en) | 2000-01-17 |
| CA2336017A1 (en) | 2000-01-06 |
| EP1089941A2 (en) | 2001-04-11 |
| WO2000000433A2 (en) | 2000-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2142917C1 (ru) | Способ и устройство для электрохимической обработки воды | |
| JP4478159B2 (ja) | 電解式バラスト水処理装置および処理方法 | |
| US7244348B2 (en) | System and method for treatment of ballast water | |
| US3616355A (en) | Method of generating enhanced biocidal activity in the electroylsis of chlorine containing solutions and the resulting solutions | |
| RU2119802C1 (ru) | Установка для электрохимической обработки жидкой среды (варианты) | |
| US4361471A (en) | Electrolytic swimming pool chlorination | |
| KR100883444B1 (ko) | 발라스트수 처리 장치 및 방법 | |
| JP3716042B2 (ja) | 酸性水の製造方法及び電解槽 | |
| US6398928B1 (en) | Electrolytic ozone generating method, system and ozone water producing system | |
| KR101904507B1 (ko) | 막 결합형 고도전기산화법 및 이를 위한 수처리 장치 그리고, 이를 이용하는 수처리 시스템 | |
| JP4929430B2 (ja) | 電解水製造装置及び電解水の製造方法 | |
| KR101466113B1 (ko) | 이산화탄소를 이용한 고효율 전기분해 선박평형수 처리장치 및 처리방법 | |
| US20090145773A1 (en) | Membrane Cycle Cleaning | |
| KR101202765B1 (ko) | 페레이트를 이용한 선박 평형수를 포함하는 물의 살균 장치 및 방법 | |
| JP7026985B2 (ja) | 酸化剤水溶液の合成のための電気化学システム | |
| RU2110483C1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды | |
| JP3041510B2 (ja) | 次亜塩素酸ソーダ含有水の製造装置 | |
| JP2007307502A (ja) | 電解水の生成方法および電解水の生成器 | |
| RU2088693C1 (ru) | Установка для получения продуктов анодного оксиления раствора хлоридов щелочных или щелочно-земельных металлов | |
| RU2329197C1 (ru) | Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора и установка для его осуществления | |
| KR101532028B1 (ko) | 수소 부산물 처리 장치 및 이를 포함하는 선박 평형수 처리 장치 | |
| WO2023114105A4 (en) | Ocean alkalinity system and method for capturing atmospheric carbon dioxide | |
| JP3770533B2 (ja) | 次亜塩素酸塩製造装置 | |
| RU2157793C1 (ru) | Способ получения дезинфицирующего раствора - нейтрального анолита | |
| RU2148027C1 (ru) | Способ получения дезинфицирующего раствора - нейтрального анолита анд |