RU2148027C1 - Method of preparing disinfecting solution in the form of neutral anodic liquor - Google Patents

Method of preparing disinfecting solution in the form of neutral anodic liquor Download PDF

Info

Publication number
RU2148027C1
RU2148027C1 RU99102027A RU99102027A RU2148027C1 RU 2148027 C1 RU2148027 C1 RU 2148027C1 RU 99102027 A RU99102027 A RU 99102027A RU 99102027 A RU99102027 A RU 99102027A RU 2148027 C1 RU2148027 C1 RU 2148027C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
reactor
mineralized
anode chamber
chamber
Prior art date
Application number
RU99102027A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.М. Бахир
Ю.Г. Задорожний
С.А. Паничева
Original Assignee
Бахир Витольд Михайлович
Задорожний Юрий Георгиевич
Паничева Светлана Алексеевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бахир Витольд Михайлович, Задорожний Юрий Георгиевич, Паничева Светлана Алексеевна filed Critical Бахир Витольд Михайлович
Priority to RU99102027A priority Critical patent/RU2148027C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2148027C1 publication Critical patent/RU2148027C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: disinfecting agents in medicine and other areas. SUBSTANCE: neutral anodic liquor is prepared by mixing drinking water or low-mineralized aqueous solution with high-mineralized electrolyte solution followed by treatment of resulting solution in anodic chamber of primary diaphragm electrochemical reactor at electricity consumption 400 to 4000 coul/l and transfer of solution into anodic chamber of supplementary electrochemical reactor. Treatment in anodic chamber of supplementary reactor is conducted until pH 6.8-7.8 and redox potential +700 to +1100 mV against silver chloride reference electrode are reached. Cathode chambers of primary and supplementary electrochemical reactors are connected over flow circuit to tank with high-mineralized electrolyte solution. For mixing are supplied drinking water or low-mineralized aqueous solution and high-mineralized electrolyte solution is withdrawn from flow circuit. pH of auxiliary electrolyte circulating in cathodic chamber is maintained at the level not below 10 and treatment in supplementary electrochemical reactor is conducted at pressure in anodic chamber exceeding that in anodic chamber by 0.1-0.4 kg/sq.cm. High-mineralized electrolyte solution utilized is solution of sodium chloride or that of mixture of sodium chloride with inorganic and/or organic salts having total mineral level 50 to 300 g/l and ultrafiltration or nanofiltration ceramic diaphragm is used. EFFECT: achieved solution pH values ensuring low corrosive activity, reduced power and reagents consumption, and enabled automation of process. 5 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Область применения
Изобретение относится к области прикладной электрохимии и может быть использовано во всех областях техники, в которых требуется применение дезинфицирующих растворов, в частности в медицине, в пищевой промышленности и других.Application area
The invention relates to the field of applied electrochemistry and can be used in all areas of technology that require the use of disinfectant solutions, in particular in medicine, in the food industry and others.

Предшествующий уровень техники
В настоящее время в различных областях техники, в частности в области водоподготовки, широко применяются дезинфицирующие водные растворы, содержащие соединения активного хлора, полученные химическим путем [1].State of the art
Currently, in various fields of technology, in particular in the field of water treatment, water-based disinfectant solutions containing compounds of active chlorine obtained chemically are widely used [1].

Недостатком известных решений является низкая дезинфицирующая способность, повышенные требования к технике безопасности, применение реагентов, иногда токсичных. A disadvantage of the known solutions is the low disinfecting ability, increased safety requirements, the use of reagents, sometimes toxic.

Подобных недостатков лишены электрохимические методы получения таких растворов, позволяющие упростить процесс приготовления, сократить число реагентов. Such disadvantages are deprived of electrochemical methods for producing such solutions, which simplify the preparation process and reduce the number of reagents.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ и устройство для получения дезинфицирующих и моющих растворов путем электрохимической обработки разбавленных растворов хлоридов щелочных металлов концентрацией 0,5 - 3 г/л, полученных смешением питьевой воды с насыщенным раствором хлорида, и протекающих параллельными потоками через анодную и катодную камеры электрохимического реактора [2]. При этом раствор, обработанный в анодной камере, является дезинфицирующим, а раствор, обработанный в катодной камере, - моющим. The closest in technical essence and the achieved result is a method and device for producing disinfecting and washing solutions by electrochemical treatment of dilute solutions of alkali metal chlorides with a concentration of 0.5 - 3 g / l, obtained by mixing drinking water with a saturated solution of chloride, and flowing in parallel flows through anode and cathode chambers of an electrochemical reactor [2]. In this case, the solution treated in the anode chamber is a disinfectant, and the solution processed in the cathode chamber is a detergent.

Устройство для получения этих растворов содержит реактор, выполненный по крайней мере из одного электрохимического модульного элемента, представляющего собой компактный диафрагменный электролизер с вертикальными цилиндрическими электродами и цилиндрической керамической диафрагмой, разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры со входом в нижней и выходом в верхней частях реактора. Электроды и диафрагма коаксиально установлены в диэлектрических втулках. В устройстве линия подачи воды снабжена приспособлением для дозирования реагента и соединена через регуляторы расхода со входами электродных камер. Обработка осуществляется при однократном протоке обрабатываемого раствора снизу вверх параллельно через катодную и анодную камеры. A device for producing these solutions comprises a reactor made of at least one electrochemical modular element, which is a compact diaphragm electrolyzer with vertical cylindrical electrodes and a cylindrical ceramic diaphragm that separates the interelectrode space into electrode chambers with an entrance at the bottom and an exit at the top of the reactor. The electrodes and diaphragm are coaxially mounted in dielectric bushings. In the device, the water supply line is equipped with a device for dosing the reagent and is connected via flow regulators to the inputs of the electrode chambers. Processing is carried out with a single flow of the treated solution from the bottom up in parallel through the cathode and anode chambers.

Применение известного технического решения позволяет получить растворы со сравнительно высокой дезинфицирующей и стерилизующей способностью. The use of a known technical solution allows to obtain solutions with a relatively high disinfecting and sterilizing ability.

Недостатком известного решения являются низкие значения pH полученных растворов, что приводит к их повышенной коррозионной активности, а также требует повышенных мер безопасности при их использовании. Кроме того, недостатками являются сравнительно высокий расход электроэнергии на получение дезинфицирующего раствора и одновременное получение в катодной камере достаточно больших количеств моющих растворов, которые не всегда могут найти применение и просто сбрасываются в дренаж, что приводит к перерасходу реагентов и образованию значительных количеств сточных вод. Также недостатком известного решения является сравнительная сложность регулирования характеристик раствора, которые в основном определяются за счет изменения концентрации солевого раствора, подаваемого на обработку. A disadvantage of the known solution is the low pH of the resulting solutions, which leads to their increased corrosion activity, and also requires increased safety measures when using them. In addition, the disadvantages are the relatively high energy consumption for obtaining a disinfectant solution and the simultaneous production of sufficiently large amounts of washing solutions in the cathode chamber, which can not always be used and are simply dumped into the drainage, which leads to overuse of reagents and the formation of significant amounts of wastewater. Another disadvantage of the known solution is the comparative complexity of regulating the characteristics of the solution, which are mainly determined by changing the concentration of saline supplied to the processing.

Раскрытие изобретения
Техническим результатом использования настоящего изобретения является снижение коррозионной активности за счет увеличения pH дезинфицирующих растворов при сохранении их высокой дезинфицирующей и стерилизующей способности, снижение расхода электроэнергии на получение этих растворов, а также расширение функциональных возможностей технического решения за счет обеспечения возможности регулирования свойств получаемых растворов непосредственно во время электрохимической обработки, снижение эксплуатационных затрат.Disclosure of Invention
The technical result of using the present invention is to reduce corrosion activity by increasing the pH of disinfecting solutions while maintaining their high disinfecting and sterilizing ability, reducing the energy consumption for obtaining these solutions, as well as expanding the functionality of the technical solution by providing the ability to control the properties of the resulting solutions directly during electrochemical processing, lower operating costs.

Указанный результат достигается тем, что в способе получения дезинфицирующего раствора - нейтрального анолита АНД, включающем приготовление исходного раствора смешением питьевой воды или низкоминерализованного водного раствора с высокоминерализованным водным раствором электролита и обработку полученного исходного раствора в анодной камере основного диафрагменного электрохимического реактора при удельном расходе электричества 400 - 4000 Кл/л и после обработки в анодной камере основного реактора раствор подается в анодную камеру дополнительного электрохимического реактора и обработку в анодной камере дополнительного реактора ведут до достижения значения pH 6,8 - 7,8 и окислительно-восстановительного потенциала плюс 700 - плюс 1100 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения. The specified result is achieved by the fact that in the method for producing a disinfecting solution - neutral anolyte AND, including the preparation of the initial solution by mixing drinking water or a low mineralized aqueous solution with a highly mineralized aqueous electrolyte solution and processing the obtained initial solution in the anode chamber of the main diaphragm electrochemical reactor with a specific electricity consumption of 400 - 4000 C / l and after processing in the anode chamber of the main reactor, the solution is fed into the anode chamber tional electrochemical reactor and the treatment is carried out until the value of pH 6,8 in the anode chamber of the auxiliary reactor - 7.8 and the redox potential of plus 700 - plus 1100 mV vs. silver chloride reference electrode.

Катодные камеры основного и дополнительного электрохимических реакторов соединены циркуляционными контурами с емкостью с высокоминерализованным водным раствором электролита. Исходный раствор готовят смешением питьевой воды или низкоминерализованного раствора с высокоминерализованным раствором электролита, отобранным из циркуляционного контура, причем pH вспомогательного электролита, циркулирующего в катодной камере, поддерживают на уровне не менее 10 или за счет удаления части исходного раствора перед подачей его в анодную камеру основного реактора, или отводом части высокоминерализованного раствора электролита из емкости, а обработку в дополнительном электрохимическом реакторе ведут при превышении давления в анодной камере по сравнению с катодной на 0,1 - 0,4 кгс/см2.The cathode chambers of the primary and secondary electrochemical reactors are connected by circulation circuits to a vessel with a highly mineralized aqueous electrolyte solution. The initial solution is prepared by mixing drinking water or a low saline solution with a highly mineralized electrolyte solution taken from the circulation circuit, and the pH of the auxiliary electrolyte circulating in the cathode chamber is maintained at least 10 or by removing part of the initial solution before feeding it into the anode chamber of the main reactor , or by withdrawing part of the highly mineralized electrolyte solution from the tank, and processing in an additional electrochemical reactor is carried out if yes Lenia in the anode chamber as compared with the cathode at 0.1 - 0.4 kgf / cm 2.

В качестве высокоминерализованного раствора электролита используют раствор хлорида натрия или раствор смеси хлорида натрия с неорганическими и/или органическими солями общей минерализацией 50 - 300 г/л. As a highly mineralized electrolyte solution, a sodium chloride solution or a solution of a mixture of sodium chloride with inorganic and / or organic salts with a total salinity of 50 to 300 g / l is used.

При обработке используют ультрафильтрационную или нанофильтрационную диафрагму из керамики. Целесообразно использовать диафрагму из керамики на основе оксида циркония, например, из керамики на основе оксида циркония с добавками оксидов алюминия и иттрия. When processing using ultrafiltration or nanofiltration diaphragm made of ceramic. It is advisable to use a diaphragm made of ceramic based on zirconium oxide, for example, from a ceramic based on zirconium oxide with the addition of aluminum and yttrium oxides.

Приготовление исходного раствора смешением низкоминерализованного водного раствора или питьевой воды с высокоминерализованным водным раствором электролита позволяет регулировать солесодержание исходного раствора в широких пределах, что расширяет функциональные возможности изобретения. The preparation of the initial solution by mixing a low-mineralized aqueous solution or drinking water with a highly mineralized aqueous electrolyte solution allows you to adjust the salt content of the initial solution over a wide range, which extends the functionality of the invention.

Подача на смешение высокоминерализованного раствора электролита из циркуляционного контура, в котором он обрабатывается в катодных камерах основного и дополнительного реакторов, позволяет снизить энергозатраты на проведение процесса. Обработку высокоминерализованного раствора электролита в катодных камерах проводят в циркуляционном режиме, что обеспечивает максимальное использование электролита. Значения pH электролита в циркуляционном контуре поддерживают на уровне не менее 10. Снижение pH менее 10 не позволяет получить дезинфицирующий раствор с заданными характеристиками. Заданные значения pH регулируют путем изменения концентрации высокоминерализованного раствора электролита, а также за счет отвода части обработанного электролита из контура на смешение и/или сброс и подпитки контура свежим раствором. The supply of a highly mineralized electrolyte solution to the mixture from the circulation circuit, in which it is processed in the cathode chambers of the primary and secondary reactors, reduces energy costs for the process. Processing highly mineralized electrolyte solution in the cathode chambers is carried out in a circulating mode, which ensures maximum use of the electrolyte. The pH of the electrolyte in the circulation circuit is maintained at a level of at least 10. Lowering the pH to less than 10 does not allow to obtain a disinfectant solution with the desired characteristics. The set pH values are adjusted by changing the concentration of the highly mineralized electrolyte solution, as well as by removing part of the treated electrolyte from the circuit to mix and / or discharge and recharge the circuit with fresh solution.

Обработка полученного исходного раствора в анодной камере основного диафрагменного электрохимического реактора при удельном расходе электричества 400 - 4000 Кл/л позволяет проводить процесс таким образом, чтобы избежать разрушения образовавшихся биоцидных веществ за счет электромиграции между электродными камерами. При количестве электричества менее 400 Кл/л количество образующихся реагентов недостаточно, а при превышении количества электричества более 4000 Кл/л заметным становятся явления электропереноса. Кроме того, при обработке раствора в указанном диапазоне удельного количества электричества происходят образование в электродных камерах и насыщение раствора водородом и кислородом, которые находятся как в растворенном, в так и в газообразном состоянии. Эти газы принимают участие в последующем электрохимическом преобразовании раствора и синтезе биоцидных его компонентов. При малом удельном количестве электричества, затрачиваемом во время обработки раствора в основном реакторе (менее 400 Кл/л), концентрация растворенных газов мала и, соответственно, биоцидных веществ с их участием образуется в дополнительном реакторе недостаточно для существенного увеличения биоцидности раствора анолита АНД. При удельном количестве электричества более 4000 Кл/л возрастает газонаполнение раствора, что приводит к повышенному расходу энергии. Processing the resulting stock solution in the anode chamber of the main diaphragm electrochemical reactor with a specific electricity consumption of 400 - 4000 C / l allows the process to be carried out in such a way as to avoid destruction of the formed biocidal substances due to electromigration between the electrode chambers. When the amount of electricity is less than 400 C / l, the amount of reagents formed is not enough, and when the amount of electricity exceeds 4,000 C / l, the phenomena of electric transport become noticeable. In addition, when the solution is processed in the specified range of the specific amount of electricity, the formation in the electrode chambers and the solution are saturated with hydrogen and oxygen, which are both in the dissolved and in the gaseous state. These gases take part in the subsequent electrochemical transformation of the solution and the synthesis of its biocidal components. With a small specific amount of electricity consumed during the processing of the solution in the main reactor (less than 400 C / l), the concentration of dissolved gases is low and, accordingly, the biocidal substances with their participation are not formed in the additional reactor to significantly increase the biocidality of the anolyte solution of AND. With a specific amount of electricity of more than 4000 C / l, the gas filling of the solution increases, which leads to increased energy consumption.

После обработки в анодной камере основного реактора раствор подается в анодную камеру дополнительного электрохимического реактора, и обработку в анодной камере дополнительного реактора ведут до достижения значения pH 6,8 - 7,8 и окислительно-восстановительного потенциала плюс 700 - плюс 1100 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения. After processing in the anode chamber of the main reactor, the solution is fed into the anode chamber of the additional electrochemical reactor, and processing in the anode chamber of the additional reactor is carried out until the pH value is 6.8 - 7.8 and the redox potential plus 700 - plus 1100 mV relative to the silver chloride reference electrode .

Значения pH и окислительно-восстановительного потенциала определяются исходя из условий решаемой задачи. Но в общем случае следует отметить, что снижение pH ниже 6,8 и увеличение окислительно-восстановительного потенциала выше плюс 1100 мВ увеличивает коррозионную активность раствора и требует соблюдения повышенных мер безопасности при работе с раствором. Увеличение pH выше 7,8 и снижение окислительно-восстановительного потенциала ниже плюс 700 мВ снижает дезинфицирующую способность раствора. The pH and redox potential are determined based on the conditions of the problem being solved. But in the general case, it should be noted that lowering the pH below 6.8 and increasing the redox potential above plus 1100 mV increases the corrosivity of the solution and requires the observance of increased safety measures when working with the solution. Increasing the pH above 7.8 and lowering the redox potential below plus 700 mV reduces the disinfecting ability of the solution.

Солесодержание полученного дезинфицирующего раствора сопоставимо с солесодержанием исходного раствора и поддерживается на уровне 0,3 - 5,0 г/л. При уменьшении солесодержания снижается стабильность дезинфицирующих свойств раствора, при увеличении - резко увеличивается коррозионная активность растворов, а также возникает необходимость в применении специальных методов очистки сточных вод после использования таких растворов. The salt content of the obtained disinfectant solution is comparable to the salt content of the initial solution and is maintained at the level of 0.3 - 5.0 g / l. With a decrease in salt content, the stability of the disinfecting properties of the solution decreases, with an increase in the corrosivity of the solutions, the need for special methods for treating wastewater after using such solutions is sharply increased.

Катодные камеры основного и дополнительного электрохимических реакторов соединены с емкостью, образуя циркуляционные контуры высокоминерализованного электролита. Значение pH высокоминерализованного электролита, циркулирующего в катодных камерах, поддерживают на уровне не менее 10. The cathode chambers of the primary and secondary electrochemical reactors are connected to the vessel, forming circulating circuits of a highly mineralized electrolyte. The pH value of the highly mineralized electrolyte circulating in the cathode chambers is maintained at a level of at least 10.

Обработка высокоминерализованного электролита в циркуляционном режиме обеспечивает возможность сократить сброс электролита в дренаж и стабилизировать работу основного и дополнительного реакторов за счет поддержания постоянных характеристик вспомогательного электролита. Processing highly mineralized electrolyte in a circulating mode provides the opportunity to reduce the discharge of electrolyte into the drainage and stabilize the operation of the primary and secondary reactors by maintaining the constant characteristics of the auxiliary electrolyte.

В качестве высокоминерализованного раствора электролита используют раствор хлорида натрия или раствор смеси хлорида натрия с неорганическими и/или органическими солями общей минерализацией 50 - 300 г/л. As a highly mineralized electrolyte solution, a sodium chloride solution or a solution of a mixture of sodium chloride with inorganic and / or organic salts with a total salinity of 50 to 300 g / l is used.

Такой раствор не является дефицитным и не требует специальных мер по технике безопасности. Общая минерализация раствора 50 - 300 г/л. При снижении концентрации ниже 50 г/л увеличиваются энергозатраты и объемы перерабатываемых растворов. Повышение концентрации свыше 300 г/л не дает нового результата, но требует специальных условий подготовки таких растворов, что неоправданно увеличивает стоимость процесса. Such a solution is not scarce and does not require special safety measures. The total mineralization of the solution is 50 - 300 g / l. With a decrease in concentration below 50 g / l, energy costs and volumes of processed solutions increase. Increasing the concentration above 300 g / l does not give a new result, but requires special conditions for the preparation of such solutions, which unreasonably increases the cost of the process.

При обработке перед подачей обрабатываемого раствора в анодную камеру основного электрохимического реактора часть раствора, не содержащая пузырьков газов, может быть удалена из раствора. При этом регулировка pH готового раствора происходит посредством изменения расхода удаляемого раствора. Такую схему целесообразно применять для упрощения регулирования параметров готового анолита, однако это сопряжено с потерей приблизительно 2 - 5% общего расхода исходного раствора. Регулировку параметров готового раствора АНД можно осуществлять путем отбора части католита из циркуляционного контура. При этом сбрасываемый в дренаж расход католита составляет 0,01 - 0,02% от общего расхода исходного раствора, однако такая система регулирования требует применения насосов-дозаторов высокой точности с возможностью автоматического управления их работой посредством обратной связи с датчиками параметров анолита АНД на выходе устройства. During processing, before the treated solution is fed into the anode chamber of the main electrochemical reactor, a part of the solution that does not contain gas bubbles can be removed from the solution. In this case, the adjustment of the pH of the finished solution occurs by changing the flow rate of the removed solution. It is advisable to use such a scheme to simplify the regulation of the parameters of the finished anolyte, however, this is associated with a loss of approximately 2 - 5% of the total consumption of the initial solution. Adjustment of the parameters of the finished AND solution can be carried out by taking part of the catholyte from the circulation circuit. In this case, the catholyte discharge into the drain is 0.01 - 0.02% of the total flow rate of the initial solution, however, such a control system requires the use of metering pumps of high accuracy with the ability to automatically control their operation through feedback from the sensors of the anolyte parameters AND at the device output .

Обработку в дополнительном электрохимическом реакторе ведут при превышении давления в анодной камере по сравнению с катодной на 0,1 - 0,4 кгс/см2 (а вывод нейтрального анолита АНД из анодной камеры дополнительного электрохимического реактора осуществляют через регулятор давления). Проведение процесса при таком давлении позволяет свести на нет негативное воздействие электромиграции ионов в дополнительном реакторе и целенаправленно изменять свойства получаемого нейтрального анолита. При давлении, меньшем 0,1 кгс/см2, миграция ионов из катодной камеры в анодную не может быть подавлена, а превышение давления свыше 0,4 кгс/см2 не приводит к новому результату, но увеличивает затраты на проведение процесса.Processing in an additional electrochemical reactor is carried out when the pressure in the anode chamber is 0.1 to 0.4 kgf / cm 2 higher than the cathode one (and the neutral anolyte AED is withdrawn from the anode chamber of the additional electrochemical reactor through a pressure regulator). Carrying out the process at this pressure makes it possible to negate the negative effects of ion electromigration in an additional reactor and to purposefully change the properties of the resulting neutral anolyte. At a pressure of less than 0.1 kgf / cm 2 , the migration of ions from the cathode chamber to the anode cannot be suppressed, and excess pressure above 0.4 kgf / cm 2 does not lead to a new result, but increases the cost of the process.

В основном и дополнительном электрохимических реакторах целесообразно использовать ультрафильтрационную или нанофильтрационную диафрагму из керамики, например из керамики на основе оксида циркония. Диафрагма может быть выполнена из керамики на основе оксида циркония с добавками оксидов алюминия и иттрия. In the main and additional electrochemical reactors, it is advisable to use an ultrafiltration or nanofiltration diaphragm made of ceramic, for example, ceramic based on zirconium oxide. The diaphragm can be made of ceramic based on zirconium oxide with the addition of aluminum and yttrium oxides.

Керамические диафрагмы не изменяют свои характеристики при перепаде давления и в процессе обработки, что обеспечивает стабильность параметров обработки. Ceramic diaphragms do not change their characteristics during differential pressure and during processing, which ensures the stability of processing parameters.

Состав керамики выбирают исходя из условий решаемой задачи, но следует отметить, что керамика на основе оксида циркония или керамики на основе оксида циркония с добавками оксидов алюминия и иттрия, обладает оптимальным сочетанием характеристик для решения поставленных задач. The composition of ceramics is selected based on the conditions of the problem being solved, but it should be noted that ceramics based on zirconium oxide or ceramics based on zirconium oxide with the addition of aluminum and yttrium oxides have an optimal combination of characteristics to solve the problems posed.

При осуществлении способа целесообразно использовать проточные электрохимические реакторы, описанные в патенте РФ N 2078737 или патенте США N 5, 635, 040. Эти реакторы представляют собой компактные диафрагменные электролизеры, выполненные из вертикальных цилиндрического и стержневого электродов, коаксиально установленных в диэлектрических втулках, керамической диафрагмы, также коаксиально установленной во втулках между электродами и разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры, причем камеры имеют вход в нижней и выход в верхней частях ячейки. Электролизеры выполнены по модульному принципу, что позволяет реализовать способ с обеспечением заданной производительности. When implementing the method, it is advisable to use flow-through electrochemical reactors described in RF patent N 2078737 or US patent N 5, 635, 040. These reactors are compact diaphragm electrolyzers made of vertical cylindrical and rod electrodes coaxially mounted in dielectric bushings, ceramic diaphragms, also coaxially mounted in the bushings between the electrodes and dividing the interelectrode space into the electrode chambers, the chambers having an entrance to the bottom and an exit to the top of the cell. The electrolyzers are made on a modular basis, which allows you to implement a method with a given performance.

Краткое описание фигур чертежей
Способ реализуется с помощью установок, схемы которых представлены на фиг. 1 и 2.Brief Description of the Drawings
The method is implemented using installations, the schemes of which are presented in FIG. 1 and 2.

Установка для получения анолита нейтрального - АНД (фиг. 1) - состоит из основного 1 и дополнительного 2 диафрагменных проточных электрохимических реакторов, представляющего собой либо единичный диафрагменный элемент проточный электрохимический модульный, либо блок этих элементов, соединенных гидравлически параллельно; емкости высокоминерализованного электролита 3, водоструйного насоса 4, регулируемого вентиля 5, линии подачи питьевой воды или низкоминерализованного раствора 6, линии подачи высокоминерализованного раствора 7, регулятора давления 8, линии отвода в дренаж 10 с установленным на ней регулировочным насосом 11, линии отвода нейтрального анолита АНД 12. Также установка содержит линию 13 перетока из анодной камеры основного реактора 1 в анодную камеру дополнительного реактора 2. Кроме того, установка может содержать сепаратор для отделения жидкости от газа 14, который может быть установлен на линии подачи исходного раствора в анодную камеру основного реактора (фиг. 2). Сепаратор соединен с линией 15 вывода в дренаж с установленным на ней регулируемым вентилем 16
Установка работает следующим образом.Installation for the production of neutral anolyte - AND (Fig. 1) - consists of the main 1 and additional 2 diaphragm flow-through electrochemical reactors, which is either a single diaphragm flow-through element electrochemical modular or a block of these elements connected hydraulically in parallel; containers of highly mineralized electrolyte 3, a water-jet pump 4, an adjustable valve 5, a supply line for drinking water or a low-mineralized solution 6, a supply line for a highly mineralized solution 7, a pressure regulator 8, a discharge line to the drain 10 with an adjustment pump 11 installed on it, a neutral anolyte drain line AND 12. The installation also includes a line 13 flow from the anode chamber of the main reactor 1 to the anode chamber of the additional reactor 2. In addition, the installation may contain a separator for separating liquid from gas 14, which can be installed on the feed line of the initial solution into the anode chamber of the main reactor (Fig. 2). The separator is connected to the drainage line 15 with an adjustable valve 16 installed on it
Installation works as follows.

Высокоминерализованный раствор по линии 7 при открытом вентиле 5 поступает в емкость 3, заполняя катодные камеры и циркуляционные контуры. Питьевая вода (низкоминерализованным раствором) поступает по линии 6 и с помощью водоструйного насоса 4 смешивается с высокоминерализованным раствором, заполняя анодную камеру основного 1 реактора и по перетоку 13 анодную камеру дополнительного реактора 2 (фиг. 1). После заполнения установки на электроды основного 1 и дополнительного 2 реакторов подается напряжение. The highly mineralized solution along line 7 with the open valve 5 enters the vessel 3, filling the cathode chambers and circulation circuits. Drinking water (low saline solution) enters through line 6 and is mixed with a highly saline solution using a water jet pump 4, filling the anode chamber of the main reactor 1 and flow 13 of the anode chamber of the additional reactor 2 (Fig. 1). After filling the installation, electrodes of the main 1 and additional 2 reactors are energized.

Исходный раствор, полученный в насосе 4, обрабатывается в анодной камере реактора 1, а после выхода из нее по линии 13 подается в анодную камеру дополнительного реактора 2 и после обработки в этой камере по линии 12 через регулятор давления 8 нейтральный анолит АНД подается потребителю. The initial solution obtained in pump 4 is processed in the anode chamber of reactor 1, and after exiting from it through line 13, it is supplied to the anode chamber of additional reactor 2 and after processing in this chamber through line 12 through pressure regulator 8, the neutral anolyte AND is supplied to the consumer.

В катодной камере основного реактора 1 преимущественно протекают следующие реакции:

Figure 00000002

В анодной камере основного реактора 1, в которую поступает раствор, обработанный в катодной камере того же реактора вместе с растворенным и газообразным водородом, имеют место следующие основные реакции:
Figure 00000003

Figure 00000004

Основным биоцидным соединением, образующимся в анодной камере основного реактора 1 при подаче в него всего потока жидких и газообразных продуктов из катодной камеры в условиях практически одинакового давления в электродных камерах реактора, является гипохлорит - ион.The following reactions mainly proceed in the cathode chamber of the main reactor 1:
Figure 00000002

The following main reactions take place in the anode chamber of the main reactor 1, into which the solution is processed, processed in the cathode chamber of the same reactor together with dissolved and gaseous hydrogen:
Figure 00000003

Figure 00000004

The main biocidal compound formed in the anode chamber of the main reactor 1 when the entire flow of liquid and gaseous products from the cathode chamber is fed into it under conditions of almost the same pressure in the electrode chambers of the reactor is hypochlorite-ion.

Из анодной камеры основного реактора 1 весь поток жидкости с растворенными кислородом и водородом, а также вместе с газообразным водородом и кислородом поступает в анодную камеру дополнительного реактора 2, давление в которой больше давления в катодной камере (циркуляционном контуре) реактора 2 на величину от 0,1 до 0,4 кгс/см2.From the anode chamber of the main reactor 1, the entire liquid flow with dissolved oxygen and hydrogen, as well as with gaseous hydrogen and oxygen, enters the anode chamber of the additional reactor 2, the pressure of which is greater than 0 in the cathode chamber (circulation loop) of the reactor 2, 1 to 0.4 kgf / cm 2 .

В анодной камере реактора 2 в условиях постоянного удаления части ионов натрия из анодной камеры через диафрагму в катодную камеру, что происходит благодаря двум силам, действующим однонаправлено - перепаду давления на диафрагме и электрофоретическому переносу, - имеют место следующие реакции:

Figure 00000005

В катодной камере дополнительного реактора 2 основной реакцией является образование гидроксида натрия и выделение водорода
2H2O+2Na++2e ---> 2NaOH+H2
Это обусловлено высокой концентрацией ионов натрия, проникающих в катодный циркуляционный контур вместе с частью воды, составляющей гидратные оболочки ионов натрия. Раствор в катодной камере обрабатывается в циркуляционном режиме за счет газлифта, поэтому его pH превышает 10. При увеличении pH свыше 12 часть раствора из контура выводится по линии 10 в дренаж и в контур подается свежий исходный раствор.In the anode chamber of reactor 2, under conditions of the constant removal of part of the sodium ions from the anode chamber through the diaphragm to the cathode chamber, which occurs due to two unidirectional forces - pressure drop across the diaphragm and electrophoretic transfer - the following reactions take place:
Figure 00000005

In the cathode chamber of the additional reactor 2, the main reaction is the formation of sodium hydroxide and hydrogen evolution
2H 2 O + 2Na + + 2e ---> 2NaOH + H 2
This is due to the high concentration of sodium ions penetrating the cathode circulation circuit together with a part of the water that makes up the hydration shells of sodium ions. The solution in the cathode chamber is processed in a circulating mode due to gas lift, therefore, its pH exceeds 10. With an increase in pH above 12, part of the solution from the circuit is discharged through line 10 to the drain and a fresh stock solution is supplied to the circuit.

В процессе обработки исходного раствора в основном реакторе при перетоке из катодной камеры в анодную на линии 12 может быть установлен сепаратор 14 для удаления части раствора без газовых пузырьков (фиг. 2). В результате в анодную камеру подается раствор только с растворенными и нерастворенными газами, которые участвуют в электрохимических реакциях на аноде и позволяют увеличить выход высокоактивных биоцидных соединений. In the process of processing the initial solution in the main reactor during flow from the cathode chamber to the anode on line 12, a separator 14 can be installed to remove part of the solution without gas bubbles (Fig. 2). As a result, a solution is supplied to the anode chamber only with dissolved and undissolved gases, which participate in electrochemical reactions at the anode and allow increasing the yield of highly active biocidal compounds.

Варианты конкретного осуществления
Изобретение иллюстрируется следующими примерами, которые, однако не исчерпывают всех возможных вариантов осуществления способа.Options for specific implementation
The invention is illustrated by the following examples, which, however, do not exhaust all possible embodiments of the method.

Во всех примерах использовался электрохимический реактор по патенту РФ N 207 8737 с коаксиально установленными цилиндрическим и стрежневым электродами и коаксиально же установленной между ними керамической ультрафильтрационной диафрагмой из керамики на основе смеси окислов циркония, алюминия и иттрия (соответственно 60, 37 и 3 мас.%) и толщиной 0,7 мм. В качестве электродов использовались титан с покрытием из смеси оксидов рутения и иридия (анод) и титан с пироуглеродным покрытием (катод). Длина ячейки составляла 200 мм, а объемы электродных камер - 10 мл - катодной камеры и 7 мл анодной. In all examples, an electrochemical reactor according to RF patent N 207 8737 was used with coaxially mounted cylindrical and rod electrodes and a ceramic ultrafiltration diaphragm made of ceramic coaxially mounted between them based on a mixture of zirconium, aluminum and yttrium oxides (60, 37 and 3 wt.%, Respectively) and a thickness of 0.7 mm. The electrodes used were titanium coated from a mixture of ruthenium and iridium oxides (anode) and titanium with a pyrocarbon coating (cathode). The cell length was 200 mm, and the volumes of the electrode chambers — 10 ml — of the cathode chamber and 7 ml of the anode chamber.

Эффективность получаемого в анодной камере дезинфицирующего раствора оценивается по следующим параметрам:
- водородный показатель (pH);
- окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), измеряемый гладким платиновым электродом относительно хлорсеребряного электрода сравнения, мВ;
- окислительная способность, эквивалентная содержанию активного хлора (Cох), мг/л;
- общее солесодержание (C0), г/л.The effectiveness of the disinfectant solution obtained in the anode chamber is evaluated by the following parameters:
- hydrogen indicator (pH);
- redox potential (ORP), measured by a smooth platinum electrode relative to the silver chloride reference electrode, mV;
- oxidizing ability equivalent to the content of active chlorine (C oh ), mg / l;
- total salt content (C 0 ), g / l.

Также замеряется удельный расход электроэнергии на получение дезинфицирующего раствора. The specific energy consumption for obtaining a disinfectant solution is also measured.

Данные приведены в таблице. The data are given in the table.

Промышленная применимость
По сравнению с известным решением, как следует из представленных данных, изобретение позволяет получить дезинфицирующие растворы с такими значениями pH, которые обеспечивают низкую коррозионную активность, снизить энергозатраты, расход реагентов, а также сократить объемы сточных вод. Кроме того, использование изобретения позволяет упростить процесс, расширить его функциональные возможности за счет возможности устранить или значительно замедлить процесс образования осадка на диафрагме, что позволяет поддерживать параметры дезинфицирующего раствора на заданном уровне сколь угодно долго и облегчит автоматизацию и управление способом.Industrial applicability
Compared with the known solution, as follows from the data presented, the invention allows to obtain disinfectant solutions with pH values that provide low corrosion activity, reduce energy consumption, reagent consumption, and also reduce wastewater volumes. In addition, the use of the invention allows to simplify the process, expand its functionality due to the ability to eliminate or significantly slow down the process of sedimentation on the diaphragm, which allows you to maintain the parameters of the disinfectant solution at a given level for any length of time and will facilitate automation and control of the method.

Claims (5)

1. Способ получения дезинфицирующего раствора - нейтрального АНД, включающий приготовление исходного раствора смешением питьевой воды или низкоминерализованного водного раствора с высокоминерализованным водным раствором электролита и обработку полученного исходного раствора в анодной камере основного диафрагменного электрохимического реактора, отличающийся тем, что обработку в основном реакторе ведут при удельном расходе электричества 400 - 4000 Кл/л и после обработки в анодной камере основного реактора раствор подается в анодную камеру дополнительного электрохимического реактора, и обработку в анодной камере дополнительного реактора ведут до достижения значения pH 6,8 - 7,8 и окислительно-восстановительного потенциала плюс 700-плюс 1100 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения, катодные камеры основного и дополнительного электрохимических реакторов соединены циркуляционными контурами с емкостью с высокоминерализованным водным раствором электролита, на смешение подают питьевую воду или низкоминерализованный раствор и высокоминерализованный раствор электролита, отобранный из циркуляционного контура, причем pH вспомогательного электролита, циркулирующего в катодной камере, поддерживают на уровне не менее 10 или за счет удаления части исходного раствора перед подачей его в анодную камеру основного реактора, или отводом части высокоминерализованного раствора электролита из емкости, а обработку в дополнительном электрохимическом реакторе ведут при превышении давления в анодной камере по сравнению с катодной на 0,1 - 1,4 кгс/см2.1. A method of obtaining a disinfectant solution - neutral AED, comprising preparing the initial solution by mixing drinking water or a low saline aqueous solution with a highly saline aqueous electrolyte solution and processing the resulting stock solution in the anode chamber of the main diaphragm electrochemical reactor, characterized in that the treatment in the main reactor is carried out with specific electricity consumption 400 - 4000 C / l and after processing in the anode chamber of the main reactor, the solution is fed into the anode chamber ru of the additional electrochemical reactor, and processing in the anode chamber of the additional reactor is carried out until the pH value is 6.8 - 7.8 and the redox potential plus 700-plus 1100 mV relative to the silver chloride reference electrode, the cathode chambers of the main and additional electrochemical reactors are connected by circulation loops with a container with a highly saline aqueous electrolyte solution, drinking water or a low saline solution and a highly saline elec trolite taken from the circulation circuit, and the pH of the auxiliary electrolyte circulating in the cathode chamber is maintained at least 10 or by removing part of the initial solution before feeding it into the anode chamber of the main reactor, or by draining part of the highly mineralized electrolyte solution from the tank, and processing in an additional electrochemical reactor lead when the pressure in the anode chamber is higher than the cathode by 0.1 - 1.4 kgf / cm 2 . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве высокоминерализованного раствора электролита используют раствор хлорида натрия или раствор смеси хлорида натрия с неорганическими и/или органическими солями общей минерализацией 50 - 300 г/л. 2. The method according to p. 1, characterized in that as a highly mineralized electrolyte solution, a sodium chloride solution or a solution of a mixture of sodium chloride with inorganic and / or organic salts with a total salinity of 50 to 300 g / l is used. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обработке используют ультрафильтрационную или нанофильтрационную диафрагму из керамики. 3. The method according to claim 1, characterized in that when processing using ultrafiltration or nanofiltration diaphragm made of ceramic. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют диафрагму из керамики на основе оксида циркония. 4. The method according to claim 3, characterized in that the use of a diaphragm made of ceramic based on zirconium oxide. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют диафрагму из керамики на основе оксида циркония с добавками оксидов алюминия и иттрия. 5. The method according to claim 4, characterized in that they use a diaphragm made of ceramic based on zirconium oxide with the addition of aluminum and yttrium oxides.
RU99102027A 1999-02-01 1999-02-01 Method of preparing disinfecting solution in the form of neutral anodic liquor RU2148027C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99102027A RU2148027C1 (en) 1999-02-01 1999-02-01 Method of preparing disinfecting solution in the form of neutral anodic liquor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99102027A RU2148027C1 (en) 1999-02-01 1999-02-01 Method of preparing disinfecting solution in the form of neutral anodic liquor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2148027C1 true RU2148027C1 (en) 2000-04-27

Family

ID=20215385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99102027A RU2148027C1 (en) 1999-02-01 1999-02-01 Method of preparing disinfecting solution in the form of neutral anodic liquor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2148027C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004035096A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-29 Vardosanidze, Irina Viktorovna Composition exhibiting stabilised oxidation-reduction properties and method for the stabilisation thereof
US8568574B2 (en) 2010-09-09 2013-10-29 Valeri Iltsenko Method and electrolyser for disinfectant production
RU2540616C2 (en) * 2013-07-03 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) Method of decontamination of water systems with mineralised industrial waters in form of hypochlorite solutions
RU2554802C2 (en) * 2007-07-26 2015-06-27 Азад Фарма Аг Microbiologically stable pharmaceutical composition containing electrochemically activated saline and using it
DE102017119566A1 (en) * 2017-08-25 2019-02-28 Blue Safety Gmbh Apparatus for recovering products of the electrolysis of alkali metal chloride solution

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004035096A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-29 Vardosanidze, Irina Viktorovna Composition exhibiting stabilised oxidation-reduction properties and method for the stabilisation thereof
EA007791B1 (en) * 2002-10-15 2007-02-27 Вардосанидзе, Ирина Викторовна Composition exhibiting stabilized oxidation-reduction properties and method for the stabilization thereof
RU2554802C2 (en) * 2007-07-26 2015-06-27 Азад Фарма Аг Microbiologically stable pharmaceutical composition containing electrochemically activated saline and using it
US8568574B2 (en) 2010-09-09 2013-10-29 Valeri Iltsenko Method and electrolyser for disinfectant production
US9340883B2 (en) 2010-09-09 2016-05-17 Valeri Iltsenko Method and electrolyser for disinfectant production
RU2540616C2 (en) * 2013-07-03 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) Method of decontamination of water systems with mineralised industrial waters in form of hypochlorite solutions
DE102017119566A1 (en) * 2017-08-25 2019-02-28 Blue Safety Gmbh Apparatus for recovering products of the electrolysis of alkali metal chloride solution
WO2019038440A1 (en) 2017-08-25 2019-02-28 Blue Safety Gmbh Device for the recovery of products of the electrolysis of an alkali metal chloride solution
DE102017119566B4 (en) 2017-08-25 2021-08-12 Blue Safety Gmbh Device for obtaining products from the electrolysis of alkali metal chloride solution
US11306402B2 (en) 2017-08-25 2022-04-19 Blue Safety Gmbh Device for obtaining electrolysis products from an alkali metal chloride solution

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
US5965009A (en) Method of producing acid water and electrolytic cell therefor
JP3428998B2 (en) Electrolyzer producing mixed oxidant gas
US4432856A (en) Apparatus for manufacturing chlorine dioxide
US5868911A (en) Apparatus for generating bromine
US5938916A (en) Electrolytic treatment of aqueous salt solutions
US6004439A (en) Apparatus for obtaining products by anode oxidation of dissolved chlorides of alkaline or alkaline-earth metals
US20010022273A1 (en) Electrochemical treatment of water and aqueous salt solutions
WO1998050309A1 (en) Apparatus for electrochemical treatment of water and/or water solutions
WO2010064946A1 (en) Electrochemical modular cell for processing electrolyte solutions
CN105621764A (en) Treatment process of epoxy chloropropane production wastewater
JP7026985B2 (en) Electrochemical system for the synthesis of aqueous oxidant solution
RU2148027C1 (en) Method of preparing disinfecting solution in the form of neutral anodic liquor
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
RU2322397C1 (en) Device for producing water solution of oxidants
JP2020531686A5 (en)
CN111344437A (en) Device for obtaining electrolysis products of alkali chloride solutions
RU2088693C1 (en) Installation for preparing products of anode oxidation of alkali and alkali-earth metal chloride solution
RU2157793C1 (en) Method of preparing disinfecting neutral anolite solution neutral anolite
RU2329197C1 (en) Method of obtaining electrochemical activated disinfecting solution and device for implementing method
RU2088539C1 (en) Apparatus for producing detergent and disinfecting solutions
RU2155719C1 (en) Method of preparing neutral anolyte as disinfecting solution
JPH0428438B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070202