RU2456246C2

RU2456246C2 - Method of producing catholyte-antioxidant and apparatus for realising said method

Info

Publication number: RU2456246C2
Application number: RU2010116335/05A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Васильевич Смирнов (RU); Геннадий Васильевич Смирнов; Дмитрий Геннадьевич Смирнов (RU); Дмитрий Геннадьевич Смирнов
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2012-07-20
Also published as: RU2010116335A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to applied electrochemistry and can be used to produce a liquid catholyte-antioxidant used in medicine, agriculture, sanitation, construction and metallurgy. The water to be treated is passed along the surface of a negatively charged high-voltage electrode while varying potential across the electrode until the catholyte reaches given optimum pH values ranging from 7 to 11, after which the obtained catholyte is discharged into a sealed vessel in which a vacuum of 5-10 torr is formed beforehand, wherein said sealed vessel is filled with the catholyte to a level in the range of 95-97% of its total inside volume. Further, after filling the sealed vessel with the catholyte, the catholyte is saturated with hydrogen by passing hydrogen through the volume of the catholyte and a hydrogen atmosphere at 900-1000 torr is formed in the sealed vessel over the catholyte.

EFFECT: invention simplifies the process of processing water into a catholyte; enables to obtain a catholyte-antioxidant with optimum combination of pH and redox potential, which improves quality and efficiency of the catholyte.

2 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к прикладной электрохимии и может быть использовано для приготовления жидкого антиоксиданта (католита), который может использоваться в медицине, ветеринарии, в сельском хозяйстве, в пищевой промышленности и многих других областях человеческой деятельности.The invention relates to applied electrochemistry and can be used to prepare a liquid antioxidant (catholyte), which can be used in medicine, veterinary medicine, agriculture, food industry and many other areas of human activity.

Известен способ получения антиоксиданта (католита), обработку которого ведут в катодной камере диафрагменного электролизера до достижения католитом значения окислительно-восстановительного потенциала (редокс-потенциала) Eh в пределах -(+150÷-950) мВ [1].A known method of producing an antioxidant (catholyte), the processing of which is carried out in the cathode chamber of the diaphragm electrolyzer until the catholyte reaches the value of the redox potential (redox potential) Eh in the range - (+ 150 ÷ -950) mV [1].

Недостатком такого стимулятора является то, что он имеет неоптимальное для большинства биологических объектов соотношение между значением водородного показателя рН и значением окислительно-восстановительного потенциала Eh. Католит, полученный из воды, у которой значение рН равно 7,0, имеет значение рН более 7,0. При этом, чем более низкие отрицательные значения имеет редокс-потенциал католита, тем более высокими стимулирующими свойствами он обладает. По данным работы [2] оптимальным стимулятором-антиоксидантом для человека является вода, которая должна иметь (рН)* 8; (Eh)*=(-250)÷-(350) мВ, ХСЭ (по показателям платинового электрода при хлорсеребряном электроде сравнения).The disadvantage of such a stimulator is that it has a ratio between the value of the hydrogen pH and the value of the redox potential Eh, which is not optimal for most biological objects. The catholyte obtained from water in which the pH value is 7.0 has a pH value of more than 7.0. Moreover, the lower the negative values of the catholyte’s redox potential, the higher its stimulating properties. According to [2], the optimal antioxidant stimulator for humans is water, which should have (pH) * 8; (Eh) * = (- 250) ÷ - (350) mV, CSE (according to the platinum electrode with a silver-silver reference electrode).

В природной воде ОВП обычно равен +200…+400 мВ при рН 7. Поэтому питьевая вода не оказывает стимулирующего действия на организм человека и животных. Анолит антиоксидантными свойствами не обладает.In natural water, ORP is usually + 200 ... + 400 mV at pH 7. Therefore, drinking water does not have a stimulating effect on the human body and animals. Anolyte does not have antioxidant properties.

Известен бытовой диафрагменный электролизер для получения католита («живой» воды) и анолита («мертвой» воды), содержащий водонепроницаемый корпус-сосуд (стеклянную банку), прямоугольные анодный и катодный электроды, выполненные из нержавеющей стали (относящийся к неблагородному проводящему материалу) и закрепленные на диэлектрической крышке корпуса-сосуда, выпрямительный полупроводниковый диод, закрепленный на диэлектрической крышке и подключенный катодом к анодному электроду, водонепроницаемый брезентовый мешочек, помещенный в корпус-сосуд, в который, в свою очередь, помещается анодный электрод, и двухпроводной шнур питания, первый конец первого провода которого соединен с анодом диода, первый конец второго провода подключен к катодному электроду, и вторые концы которого оканчиваются вилкой, включаемой в сеть переменного напряжения 220 В [3].Known household diaphragm electrolytic cell for producing catholyte ("living" water) and anolyte ("dead" water) containing a waterproof vessel-casing (glass jar), rectangular anode and cathode electrodes made of stainless steel (related to non-conductive material) and mounted on the dielectric cover of the vessel body, a rectifier semiconductor diode mounted on the dielectric cover and connected by a cathode to the anode electrode, a waterproof canvas bag placed in a a pus vessel, which, in turn, houses the anode electrode, and a two-wire power cord, the first end of the first wire of which is connected to the anode of the diode, the first end of the second wire is connected to the cathode electrode, and the second ends of which end with a plug connected to an AC network voltage 220 V [3].

Недостатком такого устройства для получения антиоксиданта (католита) является низкая эффективность обработки воды, обусловленная невозможностью обеспечения оптимального сочетания водородного показателя рН, со значением окислительно- восстановительного потенциала (редокс-потенциала) Eh, которое необходимо для стимуляции жизнедеятельности разнообразных биообъектов.The disadvantage of such a device for producing an antioxidant (catholyte) is the low efficiency of water treatment, due to the impossibility of ensuring the optimal combination of the hydrogen pH, with the value of the redox potential (redox potential) Eh, which is necessary to stimulate the vital functions of various biological objects.

Известен способ получения активированной воды, основанный на проведении электролиза воды в диафрагменном электролизере в течение времени, необходимого для получения католита с рН (9,5÷11,0), и последующим смешиванием полученного католита с частью или всем полученным анолитом [4]. Такой способ дает возможность получать оптимальные соотношения между рН и Eh, чем соотношения между рН и Eh, имеющие место в католите. Например, смесь католита и анолита, полученная из водопроводной воды, у которой значение рН было равно 7,2, a Eh=+200 мВ, имела рН 7,2, a Eh=-350 мВ.A known method of producing activated water, based on the electrolysis of water in a diaphragm electrolyzer for the time required to obtain catholyte with a pH (9.5 ÷ 11.0), and then mixing the obtained catholyte with part or all of the obtained anolyte [4]. This method makes it possible to obtain optimal ratios between pH and Eh than the ratios between pH and Eh occurring in catholyte. For example, a mixture of catholyte and anolyte obtained from tap water, in which the pH value was 7.2, and Eh = + 200 mV, had a pH of 7.2, and Eh = -350 mV.

Недостатком указанного способа является, во-первых, то, что в смеси католита и анолита, приготовленной в широко распространенных диафрагменных электролизерах, анод в которых выполнен из неблагородного проводящего материала (например, нержавеющей стали), содержатся вредные для ряда биологических объектов ионы, отрываемые электрическим полем с поверхности анода, и такую смесь небезопасно принимать внутрь организма. Во-вторых, анолит является неравновесным окислителем (акцептором электронов), у которого при всех его значениях рН значение Eh отклонено относительно его равновесного значения в сторону больших положительных значений. Это сужает диапазон получаемых значений Eh смеси при каждом значении рН (снижает диапазон антиоксидантных свойств смеси). Необходимость иметь жидкости-антиоксиданты в широком диапазоне значений рН обусловлена разнообразием биологических объектов, а у каждого объекта - разнообразием его отдельных органов, в частности слизистых оболочек, в которых процессы протекают нормально при различных значениях рН. Так, одни растения предпочитают нейтральные почвы, другие - слабокислые или слабощелочные. Микробы лучше всего развиваются в диапазоне рН 7,0÷7,4. Оптимальным для человека значением водородного показателя является значение рН, равное 8, а редокс-потенциала не более минус 250 мВ [2]. Если смесь жидкого стимулятора-антиоксиданта предназначена для подкормки пчел, то его оптимальное значение водородного показателя рН равняется 9, а редокс-потенциал не более минус 250 мВ [2].The disadvantage of this method is, firstly, that a mixture of catholyte and anolyte prepared in widespread diaphragm electrolyzers, the anode of which is made of base material (for example, stainless steel), contains ions that are detrimental to a number of biological objects and are torn off by electric field from the surface of the anode, and such a mixture is not safe to take inside the body. Secondly, the anolyte is a nonequilibrium oxidizer (electron acceptor), for which, for all its pH values, the Eh value is deviated relative to its equilibrium value towards large positive values. This narrows the range of the obtained Eh values of the mixture at each pH value (reduces the range of antioxidant properties of the mixture). The need to have antioxidant fluids in a wide range of pH values is due to the variety of biological objects, and for each object - the variety of its individual organs, in particular the mucous membranes, in which processes proceed normally at different pH values. So, some plants prefer neutral soils, others - slightly acidic or slightly alkaline. Microbes develop best in the pH range of 7.0 ÷ 7.4. The optimal pH value for humans is a pH value of 8, and a redox potential of not more than minus 250 mV [2]. If a mixture of a liquid stimulant-antioxidant is intended for feeding bees, then its optimal pH value is 9, and the redox potential is not more than minus 250 mV [2].

Известен сдвоенный (трехкамерный) электролизер проточного типа [5], который содержит источник низкого напряжения, узел для электрохимической обработки воды и систему подвода обрабатываемой воды в узел для электрохимической обработки воды, причем узел для электрохимической обработки воды содержит графитовый анод, катод из нержавеющей стали, катодную и анодную камеры, среднюю камеру, заполненную электролитом, разделительные мембраны, защитные мембраны, токоподвод, ввод водно-солевого раствора и вывод активированного раствора в резервуары сбора анолита и католита.Known dual (three-chamber) flow-type electrolyzer [5], which contains a low voltage source, a node for electrochemical water treatment and a system for supplying treated water to a node for electrochemical water treatment, and the node for electrochemical water treatment contains a graphite anode, a stainless steel cathode, cathodic and anodic chambers, middle chamber filled with electrolyte, separation membranes, protective membranes, current supply, injection of water-salt solution and withdrawal of activated solution into the reservoir s acquisition of the anolyte and catholyte.

Использование трехкамерного электролизера с ионообменными мембранами дает дополнительные возможности для регулирования физико-химических свойств обработанных растворов. При этом появляется возможность изменять длину средней камеры, устанавливая межмембранное расстояние на порядок меньше линейных размеров анодной и катодной камер. Благодаря такому расположению мембран в электролизере происходят процессы, которые характерны при применении биполярных мембран, играющих роль «генераторов» водородных и гидроксильных групп. При использовании в трехкамерном электролизере мембран концентрация электролита в объеме «катионит-анионит» уменьшается за счет миграции катионов и анионов из пространства между мембранами, что приводит к увеличению электрического сопротивления объема средней камеры. В таких условиях дальнейшее прохождение тока обеспечивается в основном переносом водородных и гидроксильных ионов, образующихся при диссоциации воды. При этом в средней камере (в меньшей степени в других камерах) происходят изменения структуры, рвутся водородные связи, разрушаются ассоциаты молекул, увеличивается количество более активных мономолекул.The use of a three-chamber electrolyzer with ion-exchange membranes provides additional opportunities for regulating the physicochemical properties of the treated solutions. At the same time, it becomes possible to change the length of the middle chamber, setting the intermembrane distance an order of magnitude smaller than the linear dimensions of the anode and cathode chambers. Due to this arrangement of membranes in the electrolyzer, processes occur that are characteristic of the use of bipolar membranes, which play the role of “generators” of hydrogen and hydroxyl groups. When using membranes in a three-chamber electrolyzer, the concentration of the electrolyte in the cationite-anionite volume decreases due to the migration of cations and anions from the space between the membranes, which leads to an increase in the electrical resistance of the volume of the middle chamber. Under such conditions, the further passage of the current is ensured mainly by the transfer of hydrogen and hydroxyl ions formed during the dissociation of water. At the same time, structural changes occur in the middle chamber (to a lesser extent in other chambers), hydrogen bonds break, molecular associates break down, and the number of more active monomolecules increases.

Недостатками указанного устройства являются необходимость использования дополнительных разделительных ионообменных мембран, дополнительных химических реагентов, в частности водно-солевых растворов, что усложняет конструкцию устройства.The disadvantages of this device are the need to use additional separation ion-exchange membranes, additional chemical reagents, in particular water-salt solutions, which complicates the design of the device.

Кроме того, в диафрагменном электролизере необходимым элементом является диафрагма, которая в процессе работы засоряется ионами, вырываемыми из анода, и различными примесями, находящимися в воде, что отрицательно сказывается на режиме работы электролизера и качестве получаемой активированной воды.In addition, in the diaphragm electrolyzer, the necessary element is the diaphragm, which during operation is clogged by ions torn from the anode and various impurities located in the water, which negatively affects the operation of the electrolyzer and the quality of the resulting activated water.

Известны также способ для получения католита-антиоксиданта, заключающийся в электрохимической обработке воды, а также устройство для его осуществления, включающее узел электрохимической обработки воды, систему подвода обрабатываемой воды в электрохимический узел и резервуар для сбора католита [6].There is also known a method for producing catholyte-antioxidant, which consists in the electrochemical treatment of water, as well as a device for its implementation, including a site for electrochemical treatment of water, a system for supplying treated water to the electrochemical site and a reservoir for collecting catholyte [6].

Недостатки способа-прототипа и устройства-прототипа состоят в том, что не вся обрабатываемая вода преобразуется в католит-антиоксидант, а только часть ее. Другая же часть обрабатываемой воды преобразуется в процессе электрохимической активации в анолит. Способ-прототип и устройство-прототип имеют диафрагмы, поры которых во время электролиза забиваются побочными веществами, находящимися в воде, а катод зарастает катодными отложениями, что требует их постоянной прочистки или смены, что усложняет устройство и реализацию способа. Кроме того, в способе и устройстве затруднительно получить без добавки в воду различных солей и минеральных добавок высоких (по абсолютной величине) отрицательных значений редокс-потенциала, что снижает антиоксидантные свойства получаемого католита.The disadvantages of the prototype method and the prototype device are that not all the treated water is converted to catholyte-antioxidant, but only part of it. The other part of the treated water is converted into anolyte during electrochemical activation. The prototype method and the prototype device have a diaphragm, the pores of which are clogged during the electrolysis with by-products in the water, and the cathode is overgrown with cathode deposits, which requires constant cleaning or change, which complicates the device and the implementation of the method. In addition, in the method and device it is difficult to obtain without the addition of various salts and mineral additives in water of high (in absolute value) negative values of the redox potential, which reduces the antioxidant properties of the resulting catholyte.

Техническая задача, на которую направлено изобретение, состоит в переработке всей обрабатываемой воды в католит-антиоксидант, в упрощении способа и устройства, в повышении антиоксидантных свойств католита-антиоксиданта, путем достижения более высоких (по абсолютной величине) отрицательных значений редокс-потенциала.The technical problem to which the invention is directed is to process all treated water into a catholyte-antioxidant, to simplify the method and device, to increase the antioxidant properties of catholyte-antioxidant, by achieving higher (in absolute value) negative values of the redox potential.

Под жидкостями-антиоксидантами подразумеваются жидкости, у которых значения окислительно-восстановительного потенциала Eh при данных значениях водородного показателя рН сдвинуты в отрицательном направлении относительно значений Eh жидкостей, находящихся в равновесном состоянии с окружающей средой. Под жидкостями-оксидантами (акцепторами электронов, окислителями) подразумеваются жидкости, у которых значения Eh при данных значениях рН сдвинуты в положительном направлении.Antioxidant liquids are understood to mean liquids in which the values of the redox potential Eh at these pH values are shifted in a negative direction relative to the Eh values of liquids in equilibrium with the environment. Oxidizing liquids (electron acceptors, oxidizing agents) are liquids in which the Eh values are shifted in a positive direction at given pH values.

На фиг.1 представлена схема устройства для получения католита-антиоксиданта, реализующего заявляемый способ.Figure 1 presents a diagram of a device for producing catholyte-antioxidant that implements the inventive method.

Устройство для получения католита-антиоксиданта (фиг.1) включает в себя узел электрохимической обработки воды 1, систему подвода обрабатываемой воды 2 в электрохимический узел 1 и резервуар для сбора католита 3. В устройство дополнительно введен герметический сосуд 4, форвакуумный насос 5, вакуумопровод 6, вакуумный датчик 7, вакуумметр 8, вакуумный вентиль 9, баллон водорода 10, редуктор 11 с манометром 12, магистраль подачи водорода 13 с вентилем 14 и источник регулируемого высокого напряжения 15. Узел электрохимической обработки воды 1 выполнен в виде конической воронки 16, из инертного материала - полистирола. Воронка 16 расположена вертикально таким образом, что большее основание конической воронки обращено вверх, а меньшее основание конической воронки обращено вниз. Верхнее основание конической воронки заглушено крышкой 17, которая выполнена из электропроводного материала в виде диска. К центральной части верхней крышки 17 конической воронки 16 прикреплен игольчатый электрод 18, проходящий внутри воронки по ее центральной оси симметрии. Нижнее основание конической воронки 16 закрыто крышкой 19, выполненной из инертного органического материала - полистирола. В нижней крышке 19 по центру выполнено сквозное отверстие, в которое выходит заостренный конец игольчатого электрода 18. В боковой части конической воронки 16 герметично вмонтирован патрубок 20 для подвода воды в воронку 16. К патрубку 20 подсоединена система подвода обрабатываемой воды 2. На внешней нижней части образующей поверхности воронки 16 расположен кольцевой электрод 21, охватывающий воронку и контактирующий с ее внешней поверхностью. Высоковольтный отрицательный выход источника регулируемого высокого напряжения 15 подсоединен к верхней крышке 17 конической воронки 16, а положительный выход источника регулируемого высокого напряжения 15 подключен к кольцевому электроду 21 и заземлен. Форвакуумный насос 5 через вакуумопровод 6 с вентилем 9 сообщается с внутренней полостью герметичного сосуда 4. Вакуумный датчик 7 встроен в вакуумопровод 6 и подключен к вакуумметру 8. Баллон с водородом 10 через редуктор 11 с манометром 12, магистраль подачи водорода 13 с вентилем 14 сообщается с внутренней полостью герметичного сосуда 4. Причем магистраль подачи водорода 13 в католит представляет собой трубопровод, выходное отверстие которого расположено на расстоянии не более 2 мм от дна герметичного сосуда 4. Резервуар для сбора католита 3 расположен под нижним основанием конической воронки 16 и через водопровод 22 с краном 23 соединен с герметичным сосудом 4. Внутрь герметичного сосуда 4 введен сливной патрубок 24 с краном 25.A device for producing a catholyte-antioxidant (Fig. 1) includes an electrochemical water treatment unit 1, a system for supplying treated water 2 to an electrochemical unit 1, and a catholyte collection tank 3. An additional pressure vessel 4, a foreline pump 5, and a vacuum pipe 6 are additionally introduced into the device , a vacuum sensor 7, a vacuum gauge 8, a vacuum valve 9, a hydrogen cylinder 10, a gearbox 11 with a manometer 12, a hydrogen supply line 13 with a valve 14 and an adjustable high voltage source 15. The electrochemical water treatment unit 1 is made in de conical funnel 16, of inert material - polystyrene. The funnel 16 is located vertically so that the larger base of the conical funnel is facing up and the smaller base of the conical funnel is facing down. The upper base of the conical funnel is drowned by a cover 17, which is made of an electrically conductive material in the form of a disk. A needle electrode 18 is attached to the central part of the upper cover 17 of the conical funnel 16, passing inside the funnel along its central axis of symmetry. The lower base of the conical funnel 16 is closed by a lid 19 made of an inert organic material - polystyrene. In the bottom cover 19, a through hole is made in the center, into which the pointed end of the needle electrode 18 exits. In the side of the conical funnel 16, a nozzle 20 is tightly mounted for supplying water to the funnel 16. A system for supplying the treated water 2 is connected to the nozzle 20. the forming surface of the funnel 16 is an annular electrode 21, covering the funnel and in contact with its outer surface. The high-voltage negative output of the adjustable high voltage source 15 is connected to the top cover 17 of the conical funnel 16, and the positive output of the adjustable high voltage source 15 is connected to the ring electrode 21 and is grounded. The fore-vacuum pump 5 through the vacuum pipe 6 with the valve 9 communicates with the internal cavity of the sealed vessel 4. The vacuum sensor 7 is built into the vacuum pipe 6 and connected to the vacuum gauge 8. The hydrogen cylinder 10 through the pressure reducer 11 with pressure gauge 12, the hydrogen supply line 13 with valve 14 communicates with the internal cavity of the sealed vessel 4. Moreover, the line for supplying hydrogen 13 to the catholyte is a pipeline, the outlet of which is located at a distance of not more than 2 mm from the bottom of the sealed vessel 4. The reservoir for collecting catholyte 3 rasp false under the lower base of the conical funnel 16 and through the water pipe 22 with a tap 23 is connected to the sealed vessel 4. Inside the sealed container 4 introduced spout 24 with a tap 25.

Суть изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Отрицательный высоковольтный выход источника регулируемого высокого напряжения 15 (фиг.1) подключают к верхней крышке 17 конической воронки 16. Положительный выход источника регулируемого высокого напряжения 15 подключают к кольцевому электроду 21 и заземляют. Отрицательный высоковольтный потенциал через электропроводную верхнюю крышку 17 поступает на игольчатый электрод 18. Обрабатываемая вода поступает из системы подачи воды 2 через патрубок 20 в коническую воронку 16. Поскольку на игольчатый электрод 18 подан отрицательный потенциал от высоковольтного источника регулируемого высокого напряжения 15, то при прохождении частичек воды вдоль поверхности игольчатого электрода 18 происходят следующие физические процессы.The negative high-voltage output of the adjustable high voltage source 15 (Fig. 1) is connected to the top cover 17 of the conical funnel 16. The positive output of the adjustable high voltage source 15 is connected to the ring electrode 21 and ground. Negative high-voltage potential through the electrically conductive top cover 17 enters the needle electrode 18. The treated water enters from the water supply system 2 through the nozzle 20 to the conical funnel 16. Since the negative potential from the high-voltage source of controlled high voltage 15 is applied to the needle electrode 18, when particles pass through water along the surface of the needle electrode 18, the following physical processes occur.

Молекулу воды в упрощенном виде можно представить в виде Н⁺ОН^-. Поскольку вода является полярной жидкостью, то молекулы воды, соприкасаясь с отрицательным электродом, поляризуются (деформируется), притягиваясь положительно заряженным ионом водорода к электроду. Поэтому молекулы воды, подходя к игольчатому электроду 18, поляризуются и превращаются в диполи.The water molecule in a simplified form can be represented as H ⁺ OH ^- . Since water is a polar liquid, water molecules in contact with the negative electrode polarize (deform), being attracted by a positively charged hydrogen ion to the electrode. Therefore, water molecules, approaching the needle electrode 18, polarize and turn into dipoles.

Эта «деформация» молекул воды усиливается при подходе к вершине игольчатого электрода 18, где напряженность поля существенно выше, чем вблизи остальной части этого же электрода. Под действием электрического поля происходит диссоциация молекулы воды на положительно заряженный ион водорода Н⁺ и отрицательно заряженную гидроксильную группу ОН^-. Положительно заряженный ион водорода Н⁺ вырывает электрон с поверхности электрода 18 (в рассматриваемом случае с катода). Этот электрон нейтрализует положительно заряженный ион Н⁺ и ион превращается в нейтральный атом. Атомы водорода соединяются между собой в молекулу Н+Н=Н₂ и водород выделяется в окружающую среду. В воде, прошедшей вдоль поверхности внутренней полости высоковольтного отрицательно заряженного электрода, накапливаются в избытке отрицательно заряженные ионы гидроксильной группы ОН^-. Обработанная вода на выходе из конической воронки 16 приобретает щелочной характер, превращаясь в католит. Изменением величины отрицательного высоковольтного напряжения на игольчатом электроде 18 можно плавно изменять величину водородного показателя рН в диапазоне от 7 до 11. Католит из воронки 16 поступает в резервуар 3 для сбора католита. В общем случае, несмотря на высокие значения водородного показателя рН, полученный католит имеет слабовыраженные антиоксидантные свойства, либо вообще не имеет их. Антиоксидантные свойства воды зависят от величины окислительно-восстановительного потенциала (ОВП), или как его еще называют редокс-потенциала Eh. Если редокс-потенциал в жидкости сдвинут в область положительных значений, то эта жидкость является оксидантом (акцептором электронов, окислителем). Если редокс-потенциал в жидкости сдвинут в область отрицательных значений, жидкость приобретает свойства антиоксиданта (донором электронов, восстановителем).This "deformation" of water molecules increases when approaching the tip of the needle electrode 18, where the field strength is much higher than near the rest of the same electrode. Under the influence of an electric field, a water molecule dissociates into a positively charged hydrogen ion H ⁺ and a negatively charged hydroxyl group OH ^- . A positively charged hydrogen ion H ⁺ pulls the electron from the surface of the electrode 18 (in the case under consideration, from the cathode). This electron neutralizes the positively charged H ⁺ ion and the ion turns into a neutral atom. Hydrogen atoms are interconnected into a molecule H + H = H ₂ and hydrogen is released into the environment. In water, which has passed along the surface of the inner cavity of a high-voltage negatively charged electrode, negatively charged ions of the hydroxyl group OH ^- accumulate in excess. Treated water at the exit of the conical funnel 16 becomes alkaline in nature, turning into catholyte. By changing the value of the negative high-voltage voltage on the needle electrode 18, it is possible to smoothly change the pH value of the pH in the range from 7 to 11. The catholyte from the funnel 16 enters the reservoir 3 for collecting catholyte. In the general case, despite the high pH value, the resulting catholyte has weakly expressed antioxidant properties, or does not have them at all. The antioxidant properties of water depend on the value of the redox potential (ORP), or as it is also called the redox potential Eh. If the redox potential in a liquid is shifted to the region of positive values, then this liquid is an oxidant (electron acceptor, oxidizing agent). If the redox potential in a liquid is shifted to the region of negative values, the liquid acquires the properties of an antioxidant (electron donor, reducing agent).

Следует отметить, что чем значительнее сдвинут редокс-потенциал жидкости в область отрицательных значений, тем более высокими антиоксидантными свойствами обладает жидкость.It should be noted that the more significantly the redox potential of the liquid is shifted to the region of negative values, the higher the antioxidant properties of the liquid.

Для того чтобы придать полученному католиту антиоксидантные свойства, его необходимо дополнительно обработать таким образом, чтобы сместить его редокс-потенциал в область отрицательных значений. Это достигается путем насыщения полученного католита водородом. Насыщение католита водородом происходит следующим образом. Включают форвакуумный насос 5 и открывают вакуумный вентиль 9. При этом вентиль 14, встроенный в систему подачи водорода, и краны 23 и 24 закрыты. Форвакуумный насос создает разрежение в герметичном сосуде 4. Создание разрежения в сосуде 4 необходимо для достижения двух целей: во-первых, для удаления из герметичного сосуда вместе с воздухом водорода, а, во-вторых, для плавного наполнения католитом герметичного сосуда. Кислород из герметичного сосуда необходимо удалить потому, что он является окислителем, и его присутствие в герметичном сосуде 4 будет приводить к росту редокс-потенциала в сторону положительных значений. Степень разрежения в герметичном сосуде 4 контролируют вакуумметром 8 при помощи вакуумного датчика 7. Величину разрежения в герметичном сосуде 4 достаточно поддерживать в диапазоне (5-10) Торр. Получение более высокого разрежения величиной менее 5 Торр нецелесообразно, так как это требует дополнительных мер для обеспечения герметичности сосуда. Если создавать разрежение внутри герметичного сосуда 4 до величины больше 10 Торр, то это может привести к нежелательно высокому содержанию кислород в остаточной среде разреженных газов. При достижении внутри герметичного сосуда разрежения в (5-10) Торр перекрывают вакуумный вентиль 9 и открывают кран 23. Благодаря разности давлений в резервуаре 3 для сбора католита и внутри герметичного сосуда 4 католит через водопровод 22 начинает переливаться из резервуара 3 в герметичный сосуд 4. После заполнения герметичного сосуда на (95÷97)% объема его полости закрывают кран 23. Неполное заполнения объема полости герметичного сосуда необходимо для того, чтобы над объемом слитого католита можно было создать водородную атмосферу. При заполнении объема полости герметичного сосуда менее чем на 95% от объема внутренней полости герметичного сосуда, снижается объем обрабатываемого католита, а при заполнении более чем на 95% от объема внутренней полости герметичного сосуда уменьшается объем водорода, расположенного над католитом. Как то, так и другое приводит к снижению эффективности обработки католита водородом. После закрытия крана 23 открывают вентиль 14, служащий для подачи водорода в герметичный сосуд 4. Водород из баллона с водородом 10 через редуктор 11, открытый вентиль 14 и магистраль подачи водорода 13 начинает поступать в герметичный сосуд 4. Водород выходит из отверстия магистрали 13. Отверстие магистрали 13 должно быть приближено к дну герметичного сосуда 4 на расстояние не более 2 мм. Расстояние не более 2 мм необходимо выдерживать для того, чтобы выходящий из отверстия магистрали водород проходил практически через всю толщу католита, налитого в герметичный сосуд 4. Водород в герметичный сосуд 4 наполняют до тех пор, пока давление в герметичном сосуде над объемом слитого в него католита не достигнет величины (900÷1000) Торр. Повышать давление выше 1000 Торр нецелесообразно, так как это приводит к неэффективным затратам водорода. Уменьшение давления за область, меньшую, чем 900 Торр, может привести к снижению эффективности обработки католита водородом. При достижении в герметичном объеме давления величиной (900÷1000) Торр, о чем свидетельствуют показания манометра 12, закрывают вентиль 14 и предотвращают дальнейший доступ водорода в герметичный сосуд 4. После выдержки католита в течение не менее 3-5 часов католит приобретает антиоксидантные свойства и его можно использовать для стимуляции жизнедеятельности человека, животных, растений.In order to give the obtained catholyte antioxidant properties, it must be further processed in such a way as to shift its redox potential to the region of negative values. This is achieved by saturating the obtained catholyte with hydrogen. Saturation of catholyte with hydrogen occurs as follows. Turn on the fore-vacuum pump 5 and open the vacuum valve 9. At the same time, the valve 14, which is integrated into the hydrogen supply system, and the valves 23 and 24 are closed. The fore-vacuum pump creates a vacuum in an airtight vessel 4. Creating a vacuum in a vessel 4 is necessary to achieve two goals: firstly, to remove hydrogen from the airtight vessel together with air, and secondly, to smoothly fill the airtight vessel with catholyte. Oxygen from the sealed vessel must be removed because it is an oxidizing agent, and its presence in the sealed vessel 4 will lead to an increase in the redox potential towards positive values. The degree of depression in the sealed vessel 4 is controlled by a vacuum gauge 8 using a vacuum sensor 7. The vacuum in the sealed vessel 4 is sufficient to maintain in the range (5-10) Torr. Obtaining a higher vacuum of less than 5 Torr is impractical, since this requires additional measures to ensure the tightness of the vessel. If you create a vacuum inside the sealed vessel 4 to a value greater than 10 Torr, this can lead to undesirably high oxygen content in the residual medium of rarefied gases. When the vacuum inside the sealed vessel (5-10) Torr is reached, the vacuum valve 9 is closed and the valve 23 is opened. Due to the pressure difference in the catholyte collecting tank 3 and inside the sealed vessel 4, the catholyte through the water pipe 22 starts to overflow from the tank 3 into the sealed vessel 4. After filling the sealed vessel on (95 ÷ 97)% of the volume of its cavity, close the valve 23. Incomplete filling of the volume of the cavity of the sealed vessel is necessary so that a hydrogen atmosphere can be created above the volume of the drained catholyte. When filling the volume of the cavity of the sealed vessel by less than 95% of the volume of the internal cavity of the sealed vessel, the volume of processed catholyte decreases, and when filling by more than 95% of the volume of the internal cavity of the sealed vessel, the volume of hydrogen located above the catholyte decreases. Something like this and another leads to a decrease in the efficiency of the treatment of catholyte with hydrogen. After closing the valve 23, the valve 14 is opened, which serves to supply hydrogen to the sealed vessel 4. Hydrogen from the hydrogen cylinder 10 through the reducer 11, the open valve 14 and the hydrogen supply line 13 begins to flow into the sealed vessel 4. Hydrogen leaves the opening of the line 13. The hole line 13 should be close to the bottom of the sealed vessel 4 at a distance of not more than 2 mm A distance of not more than 2 mm must be maintained so that the hydrogen leaving the opening of the line passes through almost the entire thickness of the catholyte poured into the sealed vessel 4. Hydrogen is filled into the sealed vessel 4 until the pressure in the sealed vessel above the volume of the catholyte drained into it does not reach (900 ÷ 1000) Torr. Raising the pressure above 1000 Torr is impractical, as this leads to inefficient costs of hydrogen. A decrease in pressure over an area smaller than 900 Torr can lead to a decrease in the efficiency of treatment of catholyte with hydrogen. When a pressure of (900 ÷ 1000) Torr is reached in the sealed volume, as evidenced by the pressure gauge 12, close valve 14 and prevent further hydrogen from entering the sealed vessel 4. After catholyte is kept for at least 3-5 hours, the catholyte acquires antioxidant properties and it can be used to stimulate the life of a person, animals, plants.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Было выполнено устройство для получения католита-антиоксиданта (фиг.1.), которое включало в себя узел электрохимической обработки воды 1, систему подвода обрабатываемой воды 2 в электрохимический узел 1 и резервуар для сбора католита 3. В устройство дополнительно введен герметический сосуд 4. Сосуд был выполнен в виде стеклянной колбы, внутренний объем которой составлял 2 литра. В качестве форвакуумного насоса 5 был использован насос марки ВН-461. Вакуумопровод 6 был изготовлен из резинового вакуумного шланга, внутренний диаметр которого был равен 8 мм. В качестве вакуумного датчика 7 был использован термопарный датчик ЛТ-2. В качестве вакуумметра 8 был использован вакуумметр ВИТ-2. Роль вакуумного вентиля выполнял обычный механический, пережимающий резиновый вакуумопровод 6. В качестве баллона под водород 10 был использован обычный баллон для сжатого газа с редуктором 11, типовым вентилем 14 и манометром 12. Магистраль подачи водорода 13 была выполнена из медной трубки диаметром 5 мм. В качестве источника регулируемого высокого напряжения 15 была взята универсальная пробивная установка УПУ-1А. Узел электрохимической обработки воды 1 выполнен в виде конической воронки 16 из полистирола. Высота воронки была равна 20 см, ее верхнее основание было равно 15 см, а нижнее - 4 см. Воронка 16 была расположена вертикально таким образом, что большее основание конической воронки 16 было обращено вверх, а ее меньшее основание было обращено вниз. Верхнее основание конической воронки заглушено крышкой 17, которая была выполнена из стали в виде диска. К центральной части верхней крышки 17 конической воронки 16 прикреплен игольчатый электрод 18, выполненный из стального стержня диаметром 5 мм. Игольчатый электрод 18 проходил внутри конической воронки 16 по ее центральной оси симметрии. Нижнее основание конической воронки 16 было закрыто крышкой 19, выполненной из полистирола. В нижней крышке 19 по центру выполнено сквозное отверстие диаметром 8 мм, в которое выходил заостренный конец игольчатого электрода 18. В боковой части конической воронки 16 был герметично вмонтирован патрубок 20 для подвода воды в воронку 16. К патрубку 20 была подсоединена система подвода обрабатываемой воды 2, представляющая собой обычный водопровод. На внешней нижней части образующей поверхности воронки 16 был расположен кольцевой электрод 21, охватывающий нижнюю часть конической воронки 16, контактирующий с ее внешней поверхностью. Высоковольтный отрицательный выход источника регулируемого высокого напряжения 15 был подсоединен к верхней крышке 17 конической воронки 16, а положительный выход источника регулируемого высокого напряжения 15 был подключен к кольцевому электроду 21 и заземлен. Форвакуумный насос 5 через вакуумопровод 6 с вентилем 9 сообщался с внутренней полостью герметичного сосуда 4. Вакуумный датчик 7 был встроен в вакуумопровод 6 и подключен к вакуумметру 8. Баллон с водородом 10 через редуктор 11 с манометром 12 и через магистраль подачи водорода 13 с вентилем 14 сообщался с внутренней полостью герметичного сосуда 4. Причем магистраль подачи водорода 13 в католит представляла собой трубопровод, выходное отверстие которого было расположено на расстоянии 1 мм от дна герметичного сосуда 4. Резервуар для сбора католита 3 был расположен под нижним основанием конической воронки 16 и через водопровод 22 с краном 23 соединен с герметичным сосудом 4. Внутрь герметичного сосуда 4 был введен сливной патрубок 24 с краном 25. На игольчатый электрод 18 от источника регулируемого высоковольтного напряжения 15 был подан отрицательный потенциал величиной минус 5 кВ. В результате прохождения воды вдоль поверхности игольчатого электрода она превращалась в католит. Взятая на пробу из резервуара 3 вода имела величину водородного показателя рН, равного 8. Редокс-потенциал (Eh) измеряли хлорсеребряным и платиновым электродами. Учитывалось, что собственный потенциал хлорсеребряного электрода относительно нормального водородного элемента (н.в.э.) согласно данным завода-изготовителя составлял +201 мВ для 3М раствора КСl при 20°С. За величину потенциала принимался минимальный отсчет милливольтметра. Отсюда на основе соотношения Eh=Е (мВ)+201 мВ, где Е - потенциал, непосредственно измеренный прибором, получали значение Eh (потенциал относительно н.в.э.). Концентрация кислорода, растворенного в воде, определялась электродом Кларка. Все измерения проводились прибором «Эксперт-001» фирмы "Эконикс". Использовались стандартные хлорсеребряный и платиновый электроды.A device was made for producing an antioxidant catholyte (Fig. 1), which included an electrochemical water treatment unit 1, a system for supplying treated water 2 to an electrochemical unit 1, and a catholyte collection tank 3. An airtight vessel 4 was additionally introduced into the device. A vessel was made in the form of a glass flask, the internal volume of which was 2 liters. As a fore-vacuum pump 5, a pump of the VN-461 brand was used. The vacuum pipe 6 was made of a rubber vacuum hose, the inner diameter of which was 8 mm. As the vacuum sensor 7 was used thermocouple sensor LT-2. As a vacuum gauge 8, a VIT-2 vacuum gauge was used. The role of the vacuum valve was performed by a conventional mechanical pinch rubber vacuum conduit 6. As a cylinder for hydrogen 10, a conventional cylinder for compressed gas with a reducer 11, a standard valve 14, and a manometer 12 was used. The hydrogen supply line 13 was made of a 5 mm diameter copper pipe. As a source of controlled high voltage 15, the universal punching unit UPU-1A was taken. The site of the electrochemical treatment of water 1 is made in the form of a conical funnel 16 of polystyrene. The height of the funnel was 20 cm, its upper base was 15 cm and the bottom 4 cm. The funnel 16 was vertically positioned so that the larger base of the conical funnel 16 was facing up and its smaller base was facing down. The upper base of the conical funnel is plugged with a lid 17, which was made of steel in the form of a disk. A needle electrode 18 made of a steel rod with a diameter of 5 mm is attached to the central part of the upper cover 17 of the conical funnel 16. The needle electrode 18 passed inside the conical funnel 16 along its central axis of symmetry. The lower base of the conical funnel 16 was closed by a lid 19 made of polystyrene. In the bottom cover 19, a through hole with a diameter of 8 mm is made in the center, into which the pointed end of the needle electrode 18 exits. In the lateral part of the conical funnel 16, a nozzle 20 for supplying water to the funnel 16 was hermetically mounted. A system for supplying the treated water 2 was connected to the nozzle 20 , which is a regular water supply. On the outer lower part of the forming surface of the funnel 16 was located an annular electrode 21, covering the lower part of the conical funnel 16 in contact with its outer surface. The high voltage negative output of the adjustable high voltage source 15 was connected to the top cover 17 of the conical funnel 16, and the positive output of the adjustable high voltage source 15 was connected to the ring electrode 21 and grounded. The fore-vacuum pump 5 through the vacuum pipe 6 with the valve 9 was in communication with the internal cavity of the sealed vessel 4. The vacuum sensor 7 was integrated into the vacuum pipe 6 and connected to the vacuum gauge 8. The hydrogen cylinder 10 through the gearbox 11 with the pressure gauge 12 and through the hydrogen supply line 13 with the valve 14 communicated with the internal cavity of the sealed vessel 4. Moreover, the line for supplying hydrogen 13 to the catholyte was a pipeline, the outlet of which was located at a distance of 1 mm from the bottom of the sealed vessel 4. A reservoir for collecting catholyte 3 was located under the lower base of the conical funnel 16 and connected to a sealed vessel 4 through a water supply pipe 22 with a faucet 4. A drain pipe 24 with a faucet 25 was introduced inside the sealed vessel 4. A negative potential of minus was applied to the needle electrode 18 from a regulated high-voltage voltage source 15 5 kV. As a result of the passage of water along the surface of the needle electrode, it turned into catholyte. The water taken from the tank 3 had a pH value of 8. The redox potential (Eh) was measured with silver and platinum electrodes. It was taken into account that the intrinsic potential of a silver chloride electrode relative to a normal hydrogen element (n.v.E.) according to the manufacturer was +201 mV for a 3M KCl solution at 20 ° С. The value of the potential was taken as the minimum millivoltmeter reading. Hence, on the basis of the ratio Eh = E (mV) +201 mV, where E is the potential directly measured by the device, the value of Eh (potential relative to N.V.E.) was obtained. The concentration of oxygen dissolved in water was determined by a Clark electrode. All measurements were carried out with an Expert-001 instrument from Econix. Standard silver and platinum electrodes were used.

Редокс-потенциал католита был равен Eh=-95,4. После измерений параметров католита, взятого из резервуара 3, перекрывали кран 23, включали форвакуумный насос 5, открывали вакуумный вентиль 9 и создавали внутри герметичного сосуда 4 разрежение.The redox potential of catholyte was Eh = -95.4. After measuring the parameters of the catholyte taken from the tank 3, the valve 23 was turned off, the fore-vacuum pump 5 was turned on, the vacuum valve 9 was opened and a vacuum was created inside the sealed vessel 4.

После создания в герметичном сосуде 4 разрежения порядка 6 Торр перекрывали вакуумный вентиль 9 и открывали кран 23. За счет разности давлений в резервуаре 3 и герметичном сосуде 4 католит перетекал из резервуара 3 в герметичный сосуд 4. Католит переливали до тех пор, пока его уровень в герметичном сосуде не достигал порядка 1,92 литра. После чего обеспечивали полную герметизацию внутри герметичного сосуда 4 путем закрытия крана 23. Затем открывали вентиль 14 и нагнетали водород в герметичный сосуд 4 из баллона с водородом 10 через редуктор 11 и магистраль 13. При достижении внутри герметичного сосуда 4 давления, равного 950 Торр, перекрывали вентиль 14. По истечении 3 часов отрыли кран 25 и через патрубок 24 слили католит, для измерения значений рН и Eh, в сосуд объемом 250 мл. Водородный показатель смеси рН остался не изменным и был равен 8. Редокс-потенциал стал равным Eh=-600 м В.After creating a vacuum of order 6 Torr in a sealed vessel 4, the vacuum valve 9 was closed and the valve 23 was opened. Due to the pressure difference in the tank 3 and the sealed vessel 4, the catholyte flowed from the tank 3 into the sealed vessel 4. The catholyte was poured until its level in the sealed vessel did not reach about 1.92 liters. Then they ensured complete sealing inside the sealed vessel 4 by closing the valve 23. Then, the valve 14 was opened and hydrogen was pumped into the sealed vessel 4 from the hydrogen cylinder 10 through the pressure reducer 11 and line 13. When the pressure inside the sealed vessel 4 reached 950 Torr, they were closed valve 14. After 3 hours, tap 25 was opened and catholyte was drained through pipe 24 to measure pH and Eh into a 250 ml vessel. The pH of the pH mixture remained unchanged and was 8. The redox potential became Eh = -600 mV.

Таким образом, заявляемый способ и устройство имеют следующие преимущества перед прототипом:Thus, the claimed method and device have the following advantages over the prototype:

- в заявляемом способе и устройстве не требуется применения разделительных и ионообменных мембран и применения дополнительных веществ, в частности электролитов, что значительно упрощает процесс переработки воды в католит;- in the claimed method and device does not require the use of separation and ion exchange membranes and the use of additional substances, in particular electrolytes, which greatly simplifies the process of processing water into catholyte;

- в заявляемом способе и устройстве можно получать католит-антиоксидант с оптимальным сочетанием водородного показателя рН и редокс-потенциала, чего затруднительно, а иногда и невозможно осуществить способом-прототипом в устройстве-прототипе;- in the inventive method and device, it is possible to obtain a catholyte-antioxidant with the optimal combination of a hydrogen pH and redox potential, which is difficult, and sometimes impossible, to carry out the prototype method in the prototype device;

- в заявляемом способе и устройстве вся обрабатываемая вода преобразуется в католит и имеет более высокие показатели редокс-потенциала, чем католит, полученный способом-прототипом в устройстве-прототипе, что повышает качество и эффективность католита.- in the claimed method and device, all treated water is converted to catholyte and has higher redox potentials than catholyte obtained by the prototype method in the prototype device, which increases the quality and effectiveness of catholyte.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР №1121905, кл. С02F 1/46, заявл. 25.06.1981 г.1. A.S. USSR No. 1121905, cl. CO2F 1/46, claimed 06/25/1981

2. В.И.Прилуцкий, В.М.Бахир "Электрохимически активная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия", М.: ВНИИИМТ АО НПО "Экран", 1997 г.2. V.I. Prilutsky, V.M. Bakhir "Electrochemically active water: abnormal properties, the mechanism of biological action", M .: VNIIIMT JSC NPO Ekran, 1997

3. Лечение «живой» и «мертвой» водой. - СПб.: Лениздат, «Ленинград», 2005. - 320 с. [с.91-92].3. Treatment of "living" and "dead" water. - St. Petersburg: Lenizdat, Leningrad, 2005. - 320 p. [p. 91-92].

4. А.с. СССР №1574196, кл. А01N 59/00, заявл. 01.04.1986 г. Опубл. 30.06.1990 г. Бюл. №24.4. A.S. USSR No. 1574196, class A01N 59/00, claimed 04/01/1986 Publ. 06/30/1990, Byul. Number 24.

5. Электрохимически активированная вода в технологии цементных систем: моногр./ В.Д.Семенов, Г.Д.Семенова, А.Н.Павлова, Ю.С.Саркисов; под ред. проф., д-ра техн. наук Ю.С.Саркисова. - Томск: Томск, гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2007, с.46-48.5. Electrochemically activated water in the technology of cement systems: monograph / VD Semenov, GD Semenova, AN Pavlova, Yu.S. Sarkisov; under the editorship of Prof. Dr. Tech. Sciences Yu.S. Sarkisova. - Tomsk: Tomsk, state. University of Control Systems and Radioelectronics, 2007, p. 46-48.

6. RU 74909 U1, кл. С02F 1/46. Устройство активации жидкостей. Опубликовано: 20.07.2008 Бюл. №20 (прототип).6. RU 74909 U1, cl. C02F 1/46. Liquid Activation Device. Published: July 20, 2008 Bull. No. 20 (prototype).

Claims

1. The method of producing catholyte-antioxidant, which consists in the electrochemical treatment of water, characterized in that the treated water is passed along the surface of a negatively charged high-voltage electrode, varying the potential value on it until the catholyte reaches the specified optimal pH values ranging from 7 to 11, after whereby the resulting catholyte is poured into an airtight vessel, in which a vacuum is previously created in the range of 5-10 Torr, and the said airtight vessel is filled with catholyte to lying in the range 95-97% of the total volume of the internal cavity of the sealed vessel, then, after filling the sealed vessel with catholyte, the catholyte is saturated with hydrogen, passing it through the catholyte volume, and a hydrogen atmosphere is created in the sealed vessel above the catholyte volume fused into it with a pressure of range 900-1000 Torr.

2. A device for producing an antioxidant catholyte, including an electrochemical water treatment unit, a system for supplying treated water to an electrochemical unit and a catholyte collection tank, characterized in that an additional pressure vessel, a foreline pump, a vacuum pipe, a vacuum sensor, a vacuum gauge, a vacuum are introduced into it a valve, a hydrogen cylinder, a reducer with a manometer, a hydrogen supply line, a valve and an adjustable high voltage source, and the electrochemical water treatment unit is made in the form of a conic funnel made of an inert polystyrene material, the funnel is vertically positioned so that the larger base of the conical funnel is facing up and the smaller base of the conical funnel is facing down, the upper base of the conical funnel is blanked by a lid, which is made of an electrically conductive material in the form of a disk, to the central part of the upper a conical funnel cap is attached a needle electrode passing inside the funnel along its central axis of symmetry, the lower base of the conical funnel is closed by a cap made of inert organic material, for example polystyrene, a through hole is made in the center of the bottom cover, into which the pointed end of the needle electrode extends, a pipe for supplying water to the funnel is hermetically mounted in the side of the conical funnel, a system for supplying the treated water is connected to the pipe, on the lower outside of the part of the funnel forming surface, a ring electrode is located, covering the funnel and in contact with its outer surface, the high-voltage negative output of the source is adjustable the high voltage is connected to the top cover of the conical funnel, and the positive output of the adjustable high voltage source is connected to the ring electrode and is grounded, the forevacuum pump through the vacuum pipe with the valve communicates with the internal cavity of the sealed vessel, the vacuum pressure sensor is built into the vacuum pipe and connected to the vacuum gauge, cylinder with hydrogen through the gearbox with a pressure gauge, the valve and the hydrogen supply line communicates with the internal cavity of the sealed vessel, and the water supply line yes, it is a pipeline into the catholyte, the outlet opening of which is located no more than 2 mm from the bottom of the sealed vessel, the catholyte collection tank is located under the lower base of the conical funnel and is connected to the sealed vessel through a water pipe with a tap, and a drain pipe with a tap is introduced into the sealed vessel .