RU2238909C1 - Apparatus for producing of washing and disinfecting solutions - Google Patents

Apparatus for producing of washing and disinfecting solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2238909C1
RU2238909C1 RU2003124280/15A RU2003124280A RU2238909C1 RU 2238909 C1 RU2238909 C1 RU 2238909C1 RU 2003124280/15 A RU2003124280/15 A RU 2003124280/15A RU 2003124280 A RU2003124280 A RU 2003124280A RU 2238909 C1 RU2238909 C1 RU 2238909C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
chambers
electrodes
treated
supplying
Prior art date
Application number
RU2003124280/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003124280A (en
Inventor
В.А. Прохоров (RU)
В.А. Прохоров
В.М. Поплавский (RU)
В.М. Поплавский
А.Г. Абрамов (RU)
А.Г. Абрамов
Ю.В. Землеруб (RU)
Ю.В. Землеруб
Original Assignee
Акционерное общество закрытого типа "Газоимпульс"
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 Акционерное общество закрытого типа "Газоимпульс" filed Critical Акционерное общество закрытого типа "Газоимпульс"
Priority to RU2003124280/15A priority Critical patent/RU2238909C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2238909C1 publication Critical patent/RU2238909C1/en
Publication of RU2003124280A publication Critical patent/RU2003124280A/en

Links

Images

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

FIELD: chemical processing industry, in particular, equipment for electrochemical processing of water and aqueous solutions of chlorides of alkaline and alkaline-earth metals.
SUBSTANCE: apparatus for producing of washing and disinfecting solutions by electrolysis of aqueous solutions of chlorides of alkaline or alkaline-earth metals has at least one electrochemical cell defined by electrodes arranged in electrode chambers and separated from one another by diaphragm. Channels for supplying and discharge of solution under process are made in lower and upper parts of chambers, respectively. Said channels are connected with cathode and anode chambers, respectively. Apparatus has current source, whose positive and negative poles are connected to electrodes, and gas separator arranged at line adapted for discharging of solution under process from negative electrode chamber. Electrodes are made in the form of flat perforated plates with filtering diaphragm arranged between said plates. Three-way valves or change-over valves are mounted in solution supplying pipeline and solution discharge pipeline for reversing of solution flow under process through diaphragm.
EFFECT: improved operating parameters of apparatus and provision for reactant-free washing of internal surfaces of electrochemical cell members from salt deposits.
2 dwg

Description

Изобретение относится к химической технологии, в частности к устройствам для электрохимической обработки воды и водных растворов хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, и может быть использовано для получения моющих и дезинфицирующих растворов.The invention relates to chemical technology, in particular to devices for the electrochemical treatment of water and aqueous solutions of chlorides of alkali and alkaline earth metals, and can be used to obtain detergent and disinfectant solutions.

Известно устройство для электрохимической обработки воды, заявка РСТ 20014, кл. С 02 F 1/46, принятое за аналог, которое содержит по меньшей мере одну электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов, установленных в диэлектрических втулках, ультрафильтрационной диафрагмы из керамики на основе оксида циркония, коаксиально установленной во втулках между электродами. Геометрические размеры ячейки удовлетворяют определенным соотношениям.A device for electrochemical water treatment is known, PCT application 20014, class. C 02 F 1/46, taken as an analogue that contains at least one electrochemical cell made of vertical coaxial cylindrical and rod electrodes mounted in dielectric bushings, an ultrafiltration diaphragm made of zirconium oxide ceramic, coaxially mounted in the bushings between the electrodes. The geometric dimensions of the cell satisfy certain relationships.

Ячейки особым образом закреплены в нижнем и верхнем коллекторах из диэлектрического материала с подводящими и отводящими каналами в камеры, причем ячейки, установленные в коллекторах, соединены параллельно гидравлически и параллельно или последовательно-параллельно электрически.The cells are specially fixed in the lower and upper collectors of dielectric material with inlet and outlet channels to the chambers, and the cells installed in the collectors are connected in parallel hydraulically and in parallel or in series-parallel electrically.

Электроды ячейки соединены с полюсами источника тока таким образом, что цилиндрический электрод является анодом, а стержневой электрод - катодом. Устройство также содержит источник обрабатываемой воды, с которым электродные камеры соединены параллельно, регуляторы расхода, установленные на линиях подачи воды в электродные камеры и на линии отвода воды из анодной камеры, водоструйный насос для дозирования реагента, поступающего из емкости, установленный на линии подачи воды, и емкости с катализатором, гидравлическую обвязку и источник тока, соединенный через узел коммутации с электродами.The electrodes of the cell are connected to the poles of the current source so that the cylindrical electrode is the anode and the rod electrode is the cathode. The device also contains a source of treated water, to which the electrode chambers are connected in parallel, flow regulators installed on the water supply lines to the electrode chambers and on the water drainage line from the anode chamber, a water-jet pump for dispensing a reagent coming from the tank, installed on the water supply line, and tanks with a catalyst, hydraulic piping and a current source connected through a switching unit with electrodes.

Недостаток аналога заключается в том, что процесс обработки воды в данном устройстве связан с затратами сравнительно больших количеств реактивов на промывку электрохимических ячеек.The disadvantage of the analogue is that the process of water treatment in this device is associated with the cost of relatively large amounts of reagents for washing the electrochemical cells.

Известно устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов по патенту RU 2076847 С1, 6 С 02 F 1/46 1997 г., принятое в качестве прототипа, включающее по меньшей мере одну электрохимическую ячейку, выполненную из электродов, размещенных в электродных камерах и разделенных между собой ультрафильтрационной диафрагмой, причем в нижней и верхней частях выполнены соответственно каналы для подвода и отвода обрабатываемого раствора в электродные камеры, приспособления для подвода и отвода обрабатываемого раствора, соединенные соответственно с катодной и анодной камерами, линии подвода обрабатываемого и отвода обработанного в электродных камерах раствора, соединенные с приспособлениями для подвода и отвода раствора, линию подачи воды с установленным на ней приспособлением для дозирования в подаваемую воду хлорида щелочного или щелочноземельного металла, соединенную с линией подвода обрабатываемого раствора в электродные камеры, источник электрического тока, положительный и отрицательный полюса которого соединены с электродами, и газоотделитель, установленный на линии отвода обрабатываемого раствора из камеры отрицательного электрода.A device for producing washing and disinfecting solutions according to the patent RU 2076847 C1, 6 C 02 F 1/46 1997, adopted as a prototype, comprising at least one electrochemical cell made of electrodes placed in electrode chambers and divided between each other ultrafiltration diaphragm, and in the lower and upper parts, respectively, channels for supplying and discharging the treated solution to the electrode chambers, devices for supplying and discharging the treated solution, respectively connected to the anode and anode chambers, the supply line of the solution being processed and removed in the electrode chambers, connected to the devices for supplying and removing the solution, the water supply line with a device installed for dispensing alkali or alkaline earth metal chloride into the supplied water, connected to the supply line of the solution to be treated in electrode chambers, an electric current source, the positive and negative poles of which are connected to the electrodes, and a gas separator installed on the line Ode of the treated solution from the chamber of the negative electrode.

Недостаток прототипа состоит в том, что один из наиболее важных конструктивных элементов - диафрагма забивается солями жесткости, что требует ее регулярной промывки кислотой, сопровождаемой остановкой работы устройства для профилактики.The disadvantage of the prototype is that one of the most important structural elements - the diaphragm is clogged with hardness salts, which requires regular washing with acid, accompanied by a shutdown of the device for prevention.

Задачей настоящего изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик устройства и обеспечение возможности проведения безреагентной промывки от отложений солей жесткости на внутренних поверхностях элементов электрохимической ячейки устройства для получения моющих и дезинфицирующих растворов, кислотная промывка должна производиться значительно реже, иметь профилактическую направленность на промывку вспомогательных элементов и коммуникаций устройства от отложений солей жесткости на их внутренних поверхностях.The objective of the present invention is to improve the operational characteristics of the device and providing the possibility of a reagent-free washing from deposits of hardness salts on the inner surfaces of the elements of the electrochemical cell of the device to obtain washing and disinfecting solutions, acid washing should be performed much less frequently, have a preventive focus on washing auxiliary elements and communications of the device deposits of hardness salts on their inner surfaces.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов содержит по меньшей мере одну электрохимическую ячейку, выполненную из электродов с размещенной между ними диафрагмой, причем в нижней и верхней частях выполнены соответственно каналы для подвода и отвода обрабатываемого раствора в электродные камеры, приспособления для подвода и отвода обрабатываемого раствора, соединенные соответственно с катодной и анодной камерами, линии подвода обрабатываемого и отвода обработанного в электродных камерах раствора, соединенные с приспособлениями для подвода и отвода раствора, линию подачи воды с установленным на ней приспособлением для дозирования в подаваемую воду хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, соединенную с линией подвода обрабатываемого раствора в электродные камеры, источник тока, положительный и отрицательный полюса которого соединены с электродами, газоотделитель, установленный на линии отвода обрабатываемого раствора из камеры отрицательного электрода, причем электроды выполнены в виде плоских перфорированных пластин с размещенной между ними фильтрующей диафрагмой, а в трубопроводах подачи обрабатываемого раствора и отвода обработанного раствора установлены трехходовые элементы (краны, клапаны), обеспечивающие изменение на обратное направление движения обрабатываемого потока через диафрагму. При этом на линиях отвода обработанных растворов из электродных камер установлены регуляторы давления.The solution to this problem is achieved by the fact that the device for producing washing and disinfecting solutions of alkali and alkaline earth metal chlorides contains at least one electrochemical cell made of electrodes with a diaphragm located between them, and the channels for supplying and discharging the processed solution into the electrode chambers, devices for supplying and removing the treated solution, connected respectively to the cathode and anode chambers, lines for water of the solution being treated and discharged, processed in the electrode chambers, connected to devices for supplying and discharging the solution, a water supply line with a device for dispensing alkali and alkaline earth metal chlorides into the supplied water, connected to the line for supplying the processed solution to the electrode chambers, a current source , the positive and negative poles of which are connected to the electrodes, a gas separator installed on the drainage line of the treated solution from the negative e chamber ektroda, wherein the electrodes are made as flat perforated plates disposed between the filter diaphragm, and in pipelines feed solution to be treated and discharging the treated solution three-way elements are mounted (taps, valves) to ensure that the change is the reverse direction of the process stream through the aperture. At the same time, pressure regulators are installed on the drain lines of the treated solutions from the electrode chambers.

Блок-схема предлагаемого устройства для получения моющих и дезинфицирующих растворов, содержащая обвязку сдвоенной электрохимической ячейки, представлена на фиг.1. Вариант выполнения устройства, содержащего единичную электрохимическую ячейку, представлен на фиг.2.A block diagram of the proposed device for the production of washing and disinfecting solutions, containing the strapping of a double electrochemical cell, is presented in figure 1. An embodiment of a device containing a single electrochemical cell is shown in FIG. 2.

Устройства для получения моющих и дезинфицирующих растворов собираются из единичных или сдвоенных ячеек, располагаемых параллельно между собой и объединенных каналами подвода обрабатываемого раствора и отвода обработанных растворов, расположенными перпендикулярно плоскости расположения электродов и являющимися продолжением соответственно один другого. Количество электрохимических ячеек, объединяемых одновременно в одном устройстве, обусловлено требованием суммарной производительности и параметрами энергопотребления.Devices for the production of washing and disinfecting solutions are assembled from single or double cells located parallel to each other and connected by channels for supplying the treated solution and removal of the treated solutions, located perpendicular to the plane of the electrodes and being a continuation of each other, respectively. The number of electrochemical cells combined simultaneously in one device is due to the requirement of total performance and energy consumption parameters.

Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов (фиг.1) содержит линии подачи фильтрованной воды 1 и солевого раствора 2, объединенные с линией исходного обрабатываемого раствора 3; трехходовой кран (или переключающий клапан) 4, расположенный в промежутке между выходом линии исходного обрабатываемого раствора и входами в подводящие каналы 5 и 6 обрабатываемого раствора соответственно анодной камеры 7 и смежных катодных камер 81 и 82.A device for producing detergent and disinfectant solutions (Fig. 1) comprises supply lines for filtered water 1 and saline solution 2, combined with the line of the initial solution to be treated 3; a three-way valve (or switching valve) 4, located in the gap between the output line of the source of the treated solution and the entrances to the supply channels 5 and 6 of the treated solution, respectively, of the anode chamber 7 and adjacent cathode chambers 8 1 and 8 2 .

Анодные камеры выполнены из двух пластин, подключенных к положительному полюсу источника выпрямленного электрического тока и расположенных на расстоянии 2-3 мм одна от другой таким образом, что в пространстве между ними протекает обрабатываемый раствор (анолит), причем обе пластины могут быть выполнены перфорированными или одна - перфорированной, а вторая - сплошной.The anode chambers are made of two plates connected to the positive pole of the rectified electric current source and located at a distance of 2-3 mm from one another so that the treated solution (anolyte) flows in the space between them, both plates being perforated or one - perforated, and the second is solid.

Катодные камеры выполнены из двух пластин, подключенных к отрицательному полюсу источника выпрямленного электрического тока и расположенных на расстоянии 2-3 мм одна от другой таким образом, что в пространстве между ними протекает обрабатываемый раствор (католит).The cathode chambers are made of two plates connected to the negative pole of the rectified electric current source and located at a distance of 2-3 mm from one another so that the treated solution (catholyte) flows in the space between them.

Пространство между анодом и катодом заполнено фильтрующим материалом 91 и 92, выполняющим функции фильтрующей диафрагмы и способным пропускать через себя обрабатываемый раствор как в одну сторону (из катодной камеры в анодную), так и в обратную сторону (из анодной камеры в катодную). Причем пластины разноименно заряженных электродов, примыкающих непосредственно к фильтрующей диафрагме, выполнены перфорированными, а удаленные от диафрагмы могут быть как перфорированными, так и сплошными 10.The space between the anode and cathode is filled with filter material 9 1 and 9 2 , which acts as a filter diaphragm and is able to pass the solution through it both one way (from the cathode chamber to the anode) and the opposite side (from the anode chamber to the cathode). Moreover, plates of oppositely charged electrodes adjacent directly to the filtering diaphragm are perforated, and remote from the diaphragm can be either perforated or solid 10.

Катодные камеры могут выполняться из двух пластин или многослойными, подсоединенными к одному и тому же отрицательному полюсу источника электрического тока. В такой конструкции свободное пространство, создаваемое перфорацией пластин, объединенных в один электрод, составляет свободное пространство катодной камеры, по которому протекает обрабатываемый раствор. Электрохимические ячейки, из которых составляется устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов, разделяются между собой электронепроницаемыми перегородками 111 и 112; при использовании устройства, представленного на фиг.1, содержащего более одной электрохимической ячейки, подключение их к источнику электрического напряжения производят по схемам параллельного, последовательного или параллельно-последовательного соединения.The cathode chambers can be made of two plates or multilayer, connected to the same negative pole of the electric current source. In this design, the free space created by the perforation of the plates combined into one electrode makes up the free space of the cathode chamber through which the treated solution flows. The electrochemical cells that make up the device for the production of washing and disinfecting solutions are separated by electrically tight partitions 11 1 and 11 2 ; when using the device shown in figure 1, containing more than one electrochemical cell, they are connected to a source of electrical voltage according to the schemes of parallel, serial or parallel-serial connection.

В промежутке между пластиной 10 и электронепроницаемой перегородкой 111 расположена камера нерегулируемого перетока 12, предназначенная для направления на вход анодной камеры жидкой фазы, отделившейся от газожидкостного потока в канале 13 и представляющей собой обработанный в катодной камере раствор. Через камеру нерегулируемого перетока 12 жидкая фаза может быть также направлена на вход катодной камеры, либо на вход катодной и анодной камер одновременно. Газовая фаза, содержащая жидкие взвешенные частицы, выводится из канала 13 устройства через газоотделитель 14; количество жидкости, составляющей дисперсную фазу и выводимое из устройства через газоотделитель вместе с газовым потоком, устанавливается наперед заданным путем стабилизации давления транспортируемой среды перед газоотделителем и настройкой размера проходного сечения регулируемого элемента газоотделителя. Газоотделитель расположен несколько выше канала 13 и имеет объединенный вход с нижним выходом таким образом, что частично отделившаяся в нем жидкая фаза от газожидкостного потока имеет возможность перетекать обратно в канал 13.In the gap between the plate 10 and the electrically sealed partition 111, there is an unregulated flow chamber 12, designed to direct the liquid phase separated from the gas-liquid flow in the channel 13 to the input of the anode chamber and which is a solution processed in the cathode chamber. Through the camera unregulated flow 12, the liquid phase can also be directed to the input of the cathode chamber, or to the input of the cathode and anode chambers simultaneously. The gas phase containing liquid suspended particles is discharged from the channel 13 of the device through a gas separator 14; the amount of liquid constituting the dispersed phase and discharged from the device through the gas separator together with the gas stream is set in advance given by stabilizing the pressure of the transported medium in front of the gas separator and adjusting the size of the passage section of the adjustable gas separator element. The gas separator is located slightly above the channel 13 and has a combined inlet with a lower outlet so that the partially separated liquid phase from the gas-liquid stream has the ability to flow back into the channel 13.

Линии отвода из канала 15 обработанного раствора в анодной камере содержат переключающий клапан 16 и регулятор давления “до себя” 17. Эти элементы устройства предназначены для стабилизации давления газожидкостных потоков в электродных камерах и каналах отвода обработанных растворов. Кроме того, к каналу, объединяющему вход газоотделителя 14 со вторым выходным каналом переключающего клапана 16, подключен регулятор “до себя” 18, настроенный на более высокое давление, чем регулятор 17, с целью перераспределения направления потоков обрабатываемых и обработанных растворов в период времени проведения автоматической промывки устройства.The drain lines from the channel 15 of the treated solution in the anode chamber contain a switching valve 16 and a pressure regulator “to yourself” 17. These elements of the device are designed to stabilize the pressure of gas-liquid flows in the electrode chambers and channels of the drain of the treated solutions. In addition, to the channel combining the input of the gas separator 14 with the second output channel of the switching valve 16, a “to-do” controller 18 is connected, which is set to a higher pressure than the regulator 17, in order to redistribute the direction of flows of the processed and processed solutions during the period of automatic flushing device.

Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов работает следующим образом.A device for producing detergent and disinfectant solutions works as follows.

Дозируемые количества отфильтрованной воды и раствора хлорида щелочного или щелочноземельного металла поступают в устройство по линиям соответственно 1 и 2 (фиг.1), смешиваются между собой и попадают в линию 3 обрабатываемого раствора, причем концентрация хлорида в обрабатываемом растворе определяется условиями решаемой задачи, однако чаще всего применяется концентрация до 5 г/л.Dosed amounts of filtered water and a solution of alkali or alkaline earth metal chloride enter the device along lines 1 and 2, respectively (Fig. 1), mix with each other and fall into line 3 of the solution being treated, and the concentration of chloride in the solution being processed is determined by the conditions of the problem being solved, however more often total applied concentration is up to 5 g / l.

Обрабатываемый раствор из линии 3 через переключающий клапан 4 направляется либо в канал 5 обрабатываемого раствора анодной камеры 7, либо в канал 6 обрабатываемого раствора катодных камер 81 и 82, причем во время автоматической промывки от солей жесткости обрабатываемый раствор поступает в канал 5, а во время получения моющих и дезинфицирующих растворов - в канал 6. Из канала 6 обрабатываемый раствор непрерывно поступает в зону электрохимической обработки раствора, причем в анодную камеру 7 обрабатываемый раствор непрерывно перетекает из катодных камер 81 и 82 через фильтрующие диафрагмы 91 и 92, пройдя при этом электрохимическую (катодную) обработку. Подвергнутый дальнейшей электрохимической обработке в анодной камере, поступающий в нее обрабатываемый раствор выводится затем из устройства как готовый к употреблению моющее-дезинфицирующий раствор “анолит”. При этом часть обработанного в катодной камере раствора удаляется из этой камеры в виде брызгоуноса вместе с потоком газа водорода, образующегося в катодной камере за счет электрохимических реакций. Газожидкостной поток из катодных камер 81 и 82 попадает в канал 13, теряет часть жидкой фазы, оседающей на внутренних поверхностях канала 13, и затем самотеком через камеру нерегулируемого перетока 12 и канал 5 попадает в анодную камеру 7, в которой, смешиваясь с основным потоком обрабатываемого раствора, поступающим в нее через диафрагму, подвергается анодной обработке. Учитывая, что перепад давления между анодной и катодной камерами незначителен, раствор, перетекающий через камеру 12, может быть направлен как на вход в анодную камеру, так и в катодную. Газовая фаза с остатками жидкости в виде дисперсной фазы из канала 13 непрерывно попадает в газоотделитель 14 и выводится из устройства на сторону через линию “католит”. Количество жидкой фазы, выводимое через газоотделитель 14 в виде брызгоуноса, стабилизируется путем стабилизации давления в канале 15 с помощью стабилизатора 17 и настройки величины проходного сечения газоотделителя.The processed solution from line 3 through the switching valve 4 is directed either to channel 5 of the treated solution of the anode chamber 7, or to channel 6 of the treated solution of the cathode chambers 8 1 and 8 2 , and during automatic washing from hardness salts, the treated solution enters channel 5, and during the preparation of washing and disinfecting solutions, to channel 6. From channel 6, the treated solution continuously enters the zone of electrochemical processing of the solution, and the treated solution continuously flows from the method chambers 8 1 and 8 2 through the filtering diaphragms 9 1 and 9 2 , having undergone electrochemical (cathodic) processing. Subjected to further electrochemical treatment in the anode chamber, the treated solution entering it is then removed from the device as a ready-to-use “anolyte” washing-disinfecting solution. At the same time, part of the solution processed in the cathode chamber is removed from this chamber in the form of a spray nozzle together with a stream of hydrogen gas generated in the cathode chamber due to electrochemical reactions. The gas-liquid flow from the cathode chambers 8 1 and 8 2 enters the channel 13, loses part of the liquid phase deposited on the internal surfaces of the channel 13, and then by gravity through the unregulated flow chamber 12 and channel 5 enters the anode chamber 7, in which, mixing with the main the flow of the treated solution entering it through the diaphragm is subjected to anode treatment. Considering that the pressure drop between the anode and cathode chambers is insignificant, the solution flowing through the chamber 12 can be directed both to the entrance to the anode chamber and to the cathode. The gas phase with the remaining liquid in the form of a dispersed phase from the channel 13 continuously enters the gas separator 14 and is removed from the device to the side through the “catholyte” line. The amount of liquid phase discharged through the gas separator 14 in the form of a spray nozzle is stabilized by stabilizing the pressure in the channel 15 with the help of a stabilizer 17 and adjusting the size of the gas separator throughput.

Необходимость стабилизации брызгоуноса обусловлена тем фактором, что значение рН раствора, содержащего хлориды щелочных и щелочноземельных металлов и подвергнутого электрохимической обработке в катодной и анодной камерах, содержит в своем составе такие вещества как NaOH; Са(ОН)2; Са(НСО3)2; Мg(НСО3)2; СаСО3; MgCO3; NaOCl; NaClO2; NaClO3; Сl2О; СаСl2; MgCl2 и другие, значение рН такого раствора зависит от концентрации каждого из компонентов, констант диссоциации и подвижности ионов, причем в случае отсутствия брызгоуноса, т.е. при отсутствии отвода из устройства части раствора, обработанного в катодной камере, значение рН обработанного раствора на выходе из анодной камеры составит рН 8,8±0,2, и дезинфицирующая способность такого раствора окажется значительно слабее, чем при рН 7,7±0,5.The need for stabilization of the mudguard is due to the fact that the pH of a solution containing alkali and alkaline earth metal chlorides and subjected to electrochemical treatment in the cathode and anode chambers contains such substances as NaOH; Ca (OH) 2 ; Ca (HCO 3 ) 2 ; Mg (HCO 3 ) 2 ; CaCO 3 ; MgCO 3 ; NaOCl; NaClO 2 ; NaClO 3 ; Cl 2 O; CaCl 2 ; MgCl 2 and others, the pH value of such a solution depends on the concentration of each of the components, dissociation constants, and ion mobility, and in the absence of spray mud, i.e. in the absence of removal of part of the solution processed in the cathode chamber from the device, the pH of the treated solution at the outlet of the anode chamber will be pH 8.8 ± 0.2, and the disinfecting ability of such a solution will be much weaker than at pH 7.7 ± 0, 5.

Электрохимической обработке подвергаются водные растворы, содержащие соли жесткости, которые при рН→ 7 находятся в растворенном состоянии. Однако, подвергаясь электрохимической обработке в катодной камере, значение рН таких растворов возрастает до значений рН≤ 12,5, что способствует интенсивному выделению из раствора солей жесткости в виде мелкодисперсной твердой фазы, которая задерживается фильтрующей диафрагмой и постепенно накапливается в ней, сокращая тем самым ее пропускную способность, которая, однако, остается длительное время достаточно “прозрачной” для протекания через нее раствора. Чем меньшей фильтрующей способностью обладает диафрагма, тем быстрее на ней задерживаются твердые отложения и тем быстрее она теряет свою работоспособность как элемент электрохимической ячейки. Любая диафрагма может быть освобождена от твердых отложений путем ее промывки кислым раствором.Aqueous solutions containing hardness salts, which are in a dissolved state at pH → 7, are subjected to electrochemical treatment. However, undergoing electrochemical processing in the cathode chamber, the pH value of such solutions increases to pH values ≤ 12.5, which contributes to the intensive separation of hardness salts from the solution in the form of a finely divided solid phase, which is retained by the filtering diaphragm and gradually accumulates in it, thereby reducing it bandwidth, which, however, remains for a long time “transparent” enough for the solution to flow through it. The less filtering ability a diaphragm possesses, the faster solid deposits are retained on it and the faster it loses its working capacity as an element of an electrochemical cell. Any diaphragm can be relieved of solid deposits by washing it with an acidic solution.

При работе устройства получения моющих и дезинфицирующих растворов в катодной камере протекают следующие основные электрохимические реакции:When the device for obtaining washing and disinfecting solutions in the cathode chamber, the following basic electrochemical reactions occur:

NaCl→ ← Na++Сl- NaCl → ← Na + + Cl -

Na++le--→ Na0 Na + + le - → Na 0

2Na0+2НОН→ 2NaOH+Н22Na 0 + 2NOH → 2NaOH + H 2

Са(НСО3)2→ ↓ СаСО32О+СО2↑ (при рН>10)Ca (HCO 3 ) 2 → ↓ CaCO 3 -H 2 O + CO 2 ↑ (at pH> 10)

и др.and etc.

Значение рН раствора, обрабатываемого в катодной камере, изменяется от рН 7до рН≤ 12,5. Такой раствор перетекает из катодной камеры в анодную через диафрагму; выпадающая в осадок твердая фаза СаСО3 задерживается диафрагмой и накапливается в ней.The pH value of the solution processed in the cathode chamber varies from pH 7 to pH ≤ 12.5. Such a solution flows from the cathode chamber to the anode through the diaphragm; the precipitated solid phase of CaCO 3 is delayed by the diaphragm and accumulates in it.

В анодной камере протекают следующие основные электрохимические реакции:The following basic electrochemical reactions proceed in the anode chamber:

Сl----→ Сl0 Cl - le - → Cl 0

2Сl0=Сl2 2Сl 0 = Сl 2

Cl2+НОН→ НСl+НОСlCl 2 + HOH → Hcl + HOCl

НСl+NaOH→ NaCl+Н2ОHCl + NaOH → NaCl + H 2 O

При этом рН раствора, обрабатываемого в анодной камере, изменяется от рН≤ 12,5 до рН 7,7±0,5. Значение рН раствора, проходящего через диафрагму, в период времени получения моющих и дезинфицирующих растворов во всем объеме пространства, занимаемого диафрагмой, остается практически неизменным рН≤ 12,5.In this case, the pH of the solution processed in the anode chamber varies from pH ≤ 12.5 to pH 7.7 ± 0.5. The pH value of the solution passing through the diaphragm during the period of obtaining detergent and disinfectant solutions in the entire volume of the space occupied by the diaphragm remains almost unchanged pH≤ 12.5.

В заявленном устройстве обеспечивается промывка диафрагмы обратным током обрабатываемого раствора из анодной камеры 7 в катодные 81 и 82 через диафрагмы 91 и 92 без изменения полярности электродов и величины потребляемой электроэнергии. Промывка начинается с изменения направления потока обрабатываемого раствора на обратное, производимого путем синхронного переключения положения клапанов 4 и 16. При этом обрабатываемый раствор из линии 3 через клапан 4 и канал 5 направляется в анодную камеру 7, подвергается анодной обработке, его рН изменяется от рН 7 до рН≥ 2, и затем этот кислый раствор направляется в катодные камеры 81 и 82 через диафрагмы 91 и 92, в которых при этом растворяются осажденные ранее соли жесткости. Обработанные в анодной и катодных камерах растворы, содержащие дисперсную газовую фазу, выводятся из устройства через газоотделитель 14 и стабилизатор давления “до себя” 18 по линии католит. При этом за счет разницы в настройке давлений Р стабилизаторов 17 и 18 (P1817) газожидкостной поток из верхней части анодной камеры также попадает в стабилизатор давления 18, пройдя при этом канал 15, переключенный клапан 16 и стабилизатор давления 17, который становится “открытым” при величине давления в каналах обрабатываемого раствора, равном Р18 (P18>p17).The claimed device provides flushing of the diaphragm with the reverse current of the treated solution from the anode chamber 7 to the cathode 8 1 and 8 2 through the diaphragms 9 1 and 9 2 without changing the polarity of the electrodes and the amount of energy consumed. Rinsing begins with reversing the flow direction of the treated solution, produced by synchronously switching the position of valves 4 and 16. In this case, the processed solution from line 3 through valve 4 and channel 5 is sent to the anode chamber 7, undergoes anodic treatment, its pH changes from pH 7 to pH≥2, and then this acidic solution is sent to the cathode chambers 8 1 and 8 2 through diaphragms 9 1 and 9 2 , in which the previously precipitated hardness salts dissolve. The solutions containing the dispersed gas phase processed in the anode and cathode chambers are discharged from the device through a gas separator 14 and a pressure stabilizer “to oneself” 18 through the catholyte line. Moreover, due to the difference in the pressure settings P of the stabilizers 17 and 18 (P 18 > P 17 ), the gas-liquid flow from the upper part of the anode chamber also enters the pressure stabilizer 18, passing through channel 15, the switched valve 16 and the pressure stabilizer 17, which becomes “Open” when the pressure in the channels of the treated solution is equal to P 18 (P 18 > p 17 ).

При неизменных параметрах электрической схемы и протекания тех же электрохимических реакций в анодной камере рН обрабатываемого раствора изменяется от рН 7 до рН≥ 2, а в катодной камере - от рН≥ 2 до рН≥ 8. В это же время через диафрагму проходит кислый раствор из анодной камеры и растворяет накопленный в объеме диафрагмы осадок солейWith the same parameters of the electric circuit and the same electrochemical reactions in the anode chamber, the pH of the treated solution changes from pH 7 to pH≥2, and in the cathode chamber - from pH≥2 to pH≥ 8. At the same time, an acidic solution passes from the diaphragm of the anode chamber and dissolves the salt sediment accumulated in the volume of the diaphragm

СаСО3+2НСl→ CaCl22О+СО2CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + H 2 O + CO 2

Промывка диафрагмы производится до полного растворения осадка, которое внешне характеризуется прекращением интенсивного газовыделения, после чего клапаны 4 и 16 переключаются обратно и устройство возвращается в первоначальное состояние - состояние готовности получения моющих и дезинфицирующих растворов.The diaphragm is flushed until the sediment is completely dissolved, which is externally characterized by the cessation of intense gas evolution, after which valves 4 and 16 are switched back and the device returns to its original state - the state of readiness to receive detergent and disinfectant solutions.

Технико-экономическим результатом изобретения является многократное, не менее чем в 4-5 раз, увеличение ресурса времени бесперебойной непрерывной работы устройства, причем реагентная промывка устройства с использованием специальных кислых растворов выполняется эпизодически и только как профилактическая мера для отмывки внешних коммуникаций и отдельных элементов устройства от возможных известковых отложений на их внутренних поверхностях.The technical and economic result of the invention is a multiple, not less than 4-5 times, increase in the resource of uninterrupted continuous operation of the device, moreover, reagent washing of the device using special acidic solutions is carried out sporadically and only as a preventive measure for washing external communications and individual elements of the device from possible calcareous deposits on their internal surfaces.

Claims (10)

1. Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов электролизом водных растворов хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов, содержащее, по меньшей мере, одну электрохимическую ячейку, выполненную из электродов, размещенных в электродных камерах и разделенных между собой диафрагмой, причем в нижних и верхних частях камер выполнены, соответственно, каналы для подвода и отвода обрабатываемого раствора, приспособления для подвода и отвода обрабатываемого раствора, соединенные, соответственно, с катодной и анодной камерами, линии подвода обрабатываемого и отвода обработанного в электродных камерах раствора (анолита и католита), соединенные с приспособлениями для подвода и отвода раствора, линию подачи воды с установленным на ней приспособлением для дозирования в подаваемую воду хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов, соединенную с линией подвода обрабатываемого раствора в электродные камеры, источник тока, положительный и отрицательный полюса которого соединены с электродами, газоотделитель, установленный на линии отвода обрабатываемого раствора из камеры отрицательного электрода, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде плоских перфорированных пластин с размещенной между ними фильтрующей диафрагмой, а в трубопроводах подачи обрабатываемого раствора и отвода обработанного раствора установлены трехходовые краны, обеспечивающие изменение на обратное направление движения обрабатываемого потока через диафрагму.1. A device for producing washing and disinfecting solutions by electrolysis of aqueous solutions of alkali or alkaline earth metal chlorides, containing at least one electrochemical cell made of electrodes placed in electrode chambers and separated by a diaphragm, moreover, in the lower and upper parts of the chambers , respectively, channels for supplying and discharging the treated solution, devices for supplying and discharging the treated solution, connected, respectively, to the cathode and anode chamber mi, supply lines of the solution being treated and discharged (anolyte and catholyte) processed in the electrode chambers, connected to devices for supplying and discharging the solution, a water supply line with a device installed for dispensing alkali or alkaline earth metal chlorides into the water supply, connected to the supply line the treated solution into the electrode chambers, the current source, the positive and negative poles of which are connected to the electrodes, a gas separator installed on the drain line of the processed p alignment of the negative electrode chamber, characterized in that the electrodes are made as flat perforated plates disposed between the filter diaphragm, and in pipelines feed solution to be treated and discharging the treated solution three-way valves are installed, providing a change in the opposite direction of the process stream through the aperture. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на линиях отвода анолита и католита установлены регуляторы давления.2. The device according to claim 1, characterized in that pressure regulators are installed on the drain lines of the anolyte and catholyte. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катодные камеры расположены между двумя пластинами, одна из которых выполнена без перфорации.3. The device according to claim 1, characterized in that the cathode chambers are located between two plates, one of which is made without perforation. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катодные камеры образованы двумя перфорированными пластинами.4. The device according to claim 1, characterized in that the cathode chambers are formed by two perforated plates. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что анодные камеры расположены между двумя пластинами, одна из которых выполнена без перфорации.5. The device according to claim 1, characterized in that the anode chambers are located between two plates, one of which is made without perforation. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что анодные камеры образованы двумя перфорированными пластинами.6. The device according to claim 1, characterized in that the anode chambers are formed by two perforated plates. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде многослойных пластин.7. The device according to claim 1, characterized in that the electrodes are made in the form of multilayer plates. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал отвода католита соединен с каналом подвода обрабатываемого раствора в анодную камеру через камеру нерегулируемого внутреннего перетока.8. The device according to claim 1, characterized in that the catholyte drain channel is connected to the channel for supplying the treated solution to the anode chamber through the unregulated internal flow chamber. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал отвода католита соединен с каналом подвода обрабатываемого раствора в катодную камеру через камеру нерегулируемого внутреннего перетока.9. The device according to claim 1, characterized in that the catholyte removal channel is connected to the channel for supplying the treated solution to the cathode chamber through the unregulated internal flow chamber. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал отвода католита из газоотделителя соединен с камерой нерегулируемого внутреннего перетока через канал отвода католита.10. The device according to claim 1, characterized in that the catholyte discharge channel from the gas separator is connected to the unregulated internal flow chamber through the catholyte removal channel.
RU2003124280/15A 2003-08-05 2003-08-05 Apparatus for producing of washing and disinfecting solutions RU2238909C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124280/15A RU2238909C1 (en) 2003-08-05 2003-08-05 Apparatus for producing of washing and disinfecting solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124280/15A RU2238909C1 (en) 2003-08-05 2003-08-05 Apparatus for producing of washing and disinfecting solutions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2238909C1 true RU2238909C1 (en) 2004-10-27
RU2003124280A RU2003124280A (en) 2005-02-27

Family

ID=33538235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003124280/15A RU2238909C1 (en) 2003-08-05 2003-08-05 Apparatus for producing of washing and disinfecting solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2238909C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494975C1 (en) * 2012-03-19 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Device for obtaining disinfectant solution
RU2814658C1 (en) * 2022-12-27 2024-03-04 Общество с ограниченной ответственностью "Специализированная Электрохимическая Лаборатория" Device for electrochemical water treatment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494975C1 (en) * 2012-03-19 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Device for obtaining disinfectant solution
RU2814658C1 (en) * 2022-12-27 2024-03-04 Общество с ограниченной ответственностью "Специализированная Электрохимическая Лаборатория" Device for electrochemical water treatment

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003124280A (en) 2005-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11421337B2 (en) Electrolytic on-site generator
WO2008130016A1 (en) Apparatus for producing electrolyzed water, method for producing electrolyzed water, and electrolyzed water
RU2716075C2 (en) Large volume water electrolysis system and method for use thereof
AU2015268102A1 (en) Improved chemical management for swimming pools
JP2009072778A (en) Electrolytic water producing device and method, and electrolytic water
JP3500173B2 (en) Electrolyzed water production equipment
JP4904367B2 (en) Membrane electrolysis reactor system with four chambers
JP2006305568A (en) Electrolytic cell, ionic water purifier adopting the same and method for cleaning the same
EP3103770A1 (en) Brine tank, method to provide brine for regenerating an ion-exchange material and water softening method
JP4597263B1 (en) Electrolyzed water production apparatus and electrolyzed water production method using the same
JP4705190B1 (en) Electrolyzed water production apparatus and production method thereof
JP7180008B2 (en) Chlorinated water generator
RU2238909C1 (en) Apparatus for producing of washing and disinfecting solutions
JP4838705B2 (en) Ozone water generator
JP2004298832A (en) Method and apparatus for making electrolytic water, and method and apparatus for making electrolytic hypo-water
JP4685830B2 (en) Electrolyzed water production apparatus, electrolyzed water production method, and electrolyzed water
KR102361980B1 (en) Electrolyzed Water Generating Device
JP4685838B2 (en) Electrolyzed water production apparatus, electrolyzed water production method, and electrolyzed water
RU2309900C1 (en) Device for production of the washing and disinfectant solutions
KR102031322B1 (en) 3-room type electrolyzed water producing apparatus
JP2004025185A (en) Electrolytic water making apparatus
KR20130062647A (en) Apparatus for providing purified water and ionized water
KR20070075624A (en) Electrolytic water generation apparatus
JPH08117753A (en) Electrolytic water-making apparatus
RU2079575C1 (en) Apparatus for production of washing and disinfection solution

Legal Events

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

Effective date: 20050806