RU2658028C2 - Device for electrochemical activation of water and water solutions - Google Patents
Device for electrochemical activation of water and water solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658028C2 RU2658028C2 RU2016109685A RU2016109685A RU2658028C2 RU 2658028 C2 RU2658028 C2 RU 2658028C2 RU 2016109685 A RU2016109685 A RU 2016109685A RU 2016109685 A RU2016109685 A RU 2016109685A RU 2658028 C2 RU2658028 C2 RU 2658028C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- water
- bipolar ion
- ion
- cathode
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 230000004913 activation Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 11
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000001994 activation Methods 0.000 abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 208000031968 Cadaver Diseases 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000029219 regulation of pH Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для электрохимической активации воды и водных растворов и предназначено для регулирования рН воды и водных растворов в производственных условиях.The invention relates to devices for the electrochemical activation of water and aqueous solutions and is intended to control the pH of water and aqueous solutions in a production environment.
Известно устройство для активации воды, содержащей незначительное количество минеральных солей, методом электролиза под действием постоянного электрического тока в специальном двухкамерном электролизере, разделенном ионопроводящей диафрагмой (В.М. Бахир. Электрохимическая активация. - М.: ВНИИИМТ, 1992, ч. 1, с. 233-237), в результате которой получаются две фракции воды: щелочная (католит), насыщенная ионами ОН- (рН 7-12), и кислая (анолит), насыщенная ионами Н+ (рН 2-7). Сущность этого изобретения реализована в устройстве (приборе) «Мелеста» (Изготовитель: ООО МВП «Мелеста», Россия, г. Уфа, ул. Ш. Руставели, 19), предназначенного для приготовления в домашних условиях в небольших объемах двух типов воды: католита (щелочной воды) и анолита (кислой воды). Устройство (прибор) состоит из основной открытой емкости, изготовленной из пищевой пластмассы, съемной верхней крышки с электродами и блоком питания, тканевого стакана, выполняющего функцию диафрагмы между катодом и анодом и вставляемого в основную емкость.A device for activating water containing an insignificant amount of mineral salts by electrolysis under the influence of direct electric current in a special two-chamber electrolyzer separated by an ion-conducting diaphragm (V.M. Bakhir. Electrochemical activation. - M .: VNIIIMT, 1992,
Известен также бытовой активатор воды (см. патент РФ 2226508. Кл. C02F 1/461, 2004 г.), содержащий реактор, состоящий из диэлектрического корпуса, разделенного ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры, с электродами и блоком питания, прикрепленными к крышке корпуса.A household water activator is also known (see RF patent 2226508. Cl.
Недостатками известных устройств является низкая производительность и неравномерный объем активированной воды в анодной (0,2-0,3 л анолита) и катодной (0,6-0,7 л католита) частях установки, в результате разная степень изменения рН анолита и католита, низкая величина силы тока, что не позволяет получить высокую напряженность электрического поля между электродами. За счет малого объема анолита по сравнению с католитом быстро наступает перегрев анолита и его вскипание с переливом в отсек католита. Малая толщина пластмассы основной емкости приводит к быстрому появлению трещин и разрушению материала под действием электрического поля.The disadvantages of the known devices are the low productivity and uneven volume of activated water in the anode (0.2-0.3 l of anolyte) and cathode (0.6-0.7 l of catholyte) parts of the installation, resulting in a different degree of change in the pH of the anolyte and catholyte, low current strength, which does not allow to obtain a high electric field strength between the electrodes. Due to the small volume of anolyte compared with catholyte, anolyte overheats quickly and begins to boil with overflow into the catholyte compartment. The small thickness of the plastic of the main container leads to the rapid appearance of cracks and the destruction of the material under the influence of an electric field.
Известна являющаяся ближайшим аналогом промышленная установка для электрохимической активации воды согласно патенту RU 2542316. Промышленная установка для электрохимической обработки воды имеет несколько реакторов, разделенных по парам. Каждая пара реакторов имеет шкаф управления и силовое электрическое оборудование, систему подачи воды, сборные емкости для активированной воды, насосное оборудование для ее транспортировки и систему вентиляции. Каждый реактор объемом 200 л выполнен из диэлектрического материала, анодная и катодная камеры с электродами разделены ионопроницаемой диафрагмой, электрод анодной камеры выполнен из листа титана, свернутого в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 175-180 мм, электрод катодной камеры - из нержавеющей стали в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 275-280 мм, а ионопроницаемая диафрагма - из хлопчатобумажной фильтровальной ткани. При этом реакторы в паре включены между собой с возможностью работы по очереди - один в режиме производства электрохимической активированной воды, а другой - в режиме подготовки.Known is the closest analogue to the industrial installation for the electrochemical activation of water according to the patent RU 2542316. The industrial installation for the electrochemical treatment of water has several reactors separated in pairs. Each pair of reactors has a control cabinet and power electrical equipment, a water supply system, prefabricated tanks for activated water, pumping equipment for its transportation and a ventilation system. Each 200 liter reactor is made of dielectric material, the anode and cathode chambers with electrodes are separated by an ion-permeable diaphragm, the anode of the anode chamber is made of a sheet of titanium rolled in the form of a cut cylinder with a height of 850 mm and a diameter of 175-180 mm, the electrode of the cathode chamber is made of stainless steel in the form of a cut cylinder with a height of 850 mm and a diameter of 275-280 mm, and an ion-permeable diaphragm - from a cotton filter cloth. At the same time, the reactors in pairs are connected to each other with the ability to work in turn - one in the production mode of electrochemical activated water, and the other in the preparation mode.
К недостаткам установки относятся следующие. Во-первых, применение хлопчатобумажной фильтровальной ткани не обеспечивает надежного разделения. Через любую фильтровальную ткань проникает жидкость, следовательно, смешение католита и анолита, по этой причине неизбежно и часть ионов ОН- католита нейтрализуются ионами водорода Н+ анолита. Скорость активации и эффективность работы из-за этого снижаются. Во-вторых, применение чистого титана, обладающего большим сопротивлением, в качестве анода приводит к повышению напряжения на установке, быстрому разогреву растворов, повышенному расходу электроэнергии. В-третьих, большое межэлектродное расстояние также приводит к повышению напряжения на установке, к быстрому разогреву растворов, повышенному расходу электроэнергии. В-четвертых, использование цельных без перфорации электродов способствует повышению газонаполнения в электродном пространстве, что приводит к повышенному расходу электроэнергии.The disadvantages of the installation include the following. Firstly, the use of cotton filter cloth does not provide reliable separation. Liquid penetrates through any filter cloth, therefore, a mixture of catholyte and anolyte, for this reason it is inevitable that part of OH - catholyte ions are neutralized by H + anolyte hydrogen ions. The activation speed and operational efficiency are reduced due to this. Secondly, the use of pure titanium, which has a high resistance, as an anode leads to an increase in the voltage at the installation, rapid heating of solutions, and increased energy consumption. Thirdly, a large interelectrode distance also leads to an increase in the voltage at the installation, to a quick heating of solutions, and an increased consumption of electricity. Fourth, the use of solid electrodes without perforation helps to increase gas filling in the electrode space, which leads to increased energy consumption.
Изобретение направлено на решение задачи уменьшения расхода электроэнергии на единицу объема и повышения производительности за счет предотвращения смешивания католита и анолита и повышения скорости процесса активации, а также за счет уменьшения межэлектродного расстояния и рабочего напряжения в устройстве.The invention is aimed at solving the problem of reducing energy consumption per unit volume and increasing productivity by preventing the mixing of catholyte and anolyte and increasing the speed of the activation process, as well as by reducing the interelectrode distance and operating voltage in the device.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для электрохимической активации воды и водных растворов, содержащем систему подачи воды, блок питания и реактор с диэлектрическим корпусом, в котором размещены разноименные электроды и ионопроницаемая диафрагма, согласно изобретения предлагается ионопроницаемую диафрагму выполнить в виде биполярной ионообменной мембраны, катионообменная сторона которой обращена к катодному пространству, а анионообменная сторона - к анодному пространству, а общий корпус выполнить прямоугольным с внутренним объемом являющимся катодным пространством, вмещающим заданное число соединенных параллельно электродных блоков, каждый из которых содержит электродную коробку, выполненную из полимерного материала с вырезами на противоположных сторонах, в которых, с помощью крепежных средств герметично установлены биполярные ионообменные мембраны, при этом анод, размещен во внутреннем, анодном, пространстве электродного блока так, что, обе стороны анода являются рабочими, а выполненные в виде пластин катоды установлены снаружи электродной коробки соответственно местоположению биполярных ионопроницаемых мембран так, что расстояние между катодом и анодом определяется толщиной биполярной ионообменной мембраны с крепежными средствами.The essence of the invention lies in the fact that in the device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions containing a water supply system, a power supply and a reactor with a dielectric housing in which unlike electrodes and an ion-permeable diaphragm are placed, according to the invention, it is proposed that the ion-permeable diaphragm be made in the form of a bipolar ion-exchange membrane whose cation exchange side faces the cathode space, and the anion exchange side faces the anode space, and the common casing is rectangular m with an internal volume being a cathode space containing a given number of electrode blocks connected in parallel, each of which contains an electrode box made of a polymer material with cutouts on opposite sides, in which, using fasteners, the bipolar ion-exchange membranes are hermetically sealed, while the anode, placed in the inner, anode, space of the electrode block so that both sides of the anode are working, and cathodes made in the form of plates are installed outside the electro hydrochloric respectively carton location bipolar ion transport membrane such that the distance between the cathode and the anode is determined by the thickness of the bipolar ion-exchange membrane with fastening means.
Электроды могут быть выполнены с перфорацией, при этом диаметр перфорационных отверстий выполнен преимущественно 5 мм, а шаг отверстий преимущественно 10 мм.The electrodes can be made with perforation, while the diameter of the perforations is made predominantly 5 mm, and the pitch of the holes is predominantly 10 mm.
Электроды анодного пространства - аноды могут быть выполнены из листа титана, покрытого оксидом рутения с 2-х сторон.Electrodes of the anode space - anodes can be made of a sheet of titanium coated with ruthenium oxide from 2 sides.
Средства крепления биполярной ионообменной мембраны могут быть выполнены в виде прижимных элементов с элементами уплотнения. Прижимной элемент может быть выполнен в виде рамки из полимерного материала, а элементы уплотнения выполнены из резины.The fastening means of the bipolar ion-exchange membrane can be made in the form of clamping elements with sealing elements. The clamping element can be made in the form of a frame made of a polymeric material, and the sealing elements are made of rubber.
Выполнение ионопроницаемой диафрагмы в виде биполярной ионообменной мембраны, катионообменная сторона которой обращена к катодному пространству, а анионообменная сторона - к анодному пространству, предотвращает смешивание католита и анолита и повышает скорость процесса активации воды.The implementation of the ion-permeable diaphragm in the form of a bipolar ion-exchange membrane, the cation exchange side of which is facing the cathode space, and the anion-exchange side is facing the anode space, prevents the mixing of catholyte and anolyte and increases the rate of water activation.
Выполнение общего корпуса реактора прямоугольным с внутренним объемом являющимся катодным пространством, вмещающим заданное количество соединенных параллельно электродных блоков, каждый из которых содержит электродную коробку, выполненную из полимерного материала с вырезами на противоположных сторонах, в которых, с помощью крепежных средств герметично установлены биполярные ионообменные мембраны, при этом аноды, размещены во внутреннем, анодном, пространстве электродного блока так, что обе стороны анода являются рабочими, а выполненные в виде пластин катоды установлены снаружи корпуса электродного блока соответственно местоположению биполярных ионопроницаемых мембран так, что расстояние между катодом и анодом определяется толщиной биполярной ионообменной мембраны с крепежными средствами, обеспечивает значительное, почти на порядок, снижение межэлектродного расстояния, т.е. расстояния между катодом и анодом, что снижает сопротивление между этими электродами и также приводит к снижению рабочего напряжения устройства.The implementation of the common reactor vessel rectangular with an internal volume being a cathode space containing a predetermined number of electrode blocks connected in parallel, each of which contains an electrode box made of a polymer material with cutouts on opposite sides, in which bipolar ion-exchange membranes are sealed with fasteners, while the anodes are placed in the inner, anode, space of the electrode block so that both sides of the anode are working, and nnye plate-shaped cathodes installed outside the housing the electrode assembly, respectively location bipolar ion transport membrane such that the distance between the cathode and the anode is determined by the thickness of the bipolar ion-exchange membranes with a fastening means, provides considerable, nearly an order of magnitude reduction in the interelectrode distance, i.e. the distance between the cathode and the anode, which reduces the resistance between these electrodes and also leads to a decrease in the operating voltage of the device.
Выполнение электродов с перфорацией, при этом диаметр перфорационных отверстий выполнен преимущественно 5 мм, а шаг отверстий преимущественно 10 мм способствует обеспечению лучшей циркуляции анолита и католита и быстрому удалению выделяющегося кислорода.The implementation of electrodes with perforation, while the diameter of the perforations is made predominantly 5 mm, and the pitch of the holes is predominantly 10 mm, which ensures better circulation of the anolyte and catholyte and the rapid removal of the released oxygen.
Выполнение анодов из листа титана, покрытого оксидом рутения с 2-х сторон обеспечивает значительно меньшее сопротивление, чем при выполнении их из титана, что уменьшает рабочее напряжение в устройстве.The implementation of the anodes of a sheet of titanium coated with ruthenium oxide from 2 sides provides significantly lower resistance than when they are made of titanium, which reduces the operating voltage in the device.
Выполнение средства крепления биполярной ионообменной мембраны в виде прижимных элементов с элементами уплотнения, например, в виде рамки из полимерного материала с элементами уплотнения из резины, обеспечивают герметичность электродной коробки, предотвращая смешивание католита и анолита.The implementation of the fastening means of the bipolar ion-exchange membrane in the form of clamping elements with sealing elements, for example, in the form of a frame made of a polymer material with rubber sealing elements, ensures the tightness of the electrode box, preventing the mixing of catholyte and anolyte.
Вышеперечисленные отличия позволяют уменьшить расход электроэнергии на единицу объема за счет предотвращения смешивания католита и анолита и повышения скорости процесса активации, а также за счет уменьшения межэлектродного расстояния и рабочего напряжения в устройстве, а следовательно, и снизить стоимость обработки воды.The above differences can reduce energy consumption per unit volume by preventing the mixing of catholyte and anolyte and increasing the speed of the activation process, as well as by reducing the interelectrode distance and operating voltage in the device, and therefore, reduce the cost of water treatment.
На фигуре приведена схема устройства для электрохимической активации воды и водных растворов.The figure shows a diagram of a device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions.
Предлагаемое устройство для электрохимической активации воды и водных растворов, приведенное на фигуре, содержит реактор с общим корпусом 1, включающий электродный блок с электродной коробкой 2, выполненной из полимерного материала с вырезами на противоположных сторонах, в которых, с помощью на фигуре не показанных крепежных средств герметично установлены биполярные ионообменные мембраны 11. Аноды 4 размещены во внутреннем, анодном, пространстве электродного блока так, что, обе стороны анодов 4 являются рабочими. Выполненные в виде пластин катоды 3 установлены снаружи электродной коробки 2 соответственно местоположению биполярных ионопроницаемых мембран 11 так, что расстояние между катодом и анодом определяется толщиной биполярной ионообменной мембраны 11 и крепежного средства с уплотняющим элементом (на фигуре не показаны). Электроды 3, 4 подключены соответственно к отрицательной и положительной шине не показанного на фигуре блока питания. Устройство содержит также систему вентиляции (на фигуре не показана) и систему подачи воды, включая сборник 5 анолита, соединенный через насос 6 и не показанный на фигуре напорный бак с патрубком 9 подачи анолита и патрубком 10 выхода анолита. Патрубок 7 и патрубок 8 являются патрубком подачи исходной воды и патрубком выхода католита соответственно. Устройство может работать как в проточном, так и в стационарном режимах, а также в проточном режиме - катодное пространство, анодное в режиме замкнутого цикла, или наоборот.The proposed device for the electrochemical activation of water and aqueous solutions, shown in the figure, contains a reactor with a
Электродная коробка 2 выполнена из полимерного материала, и имеет с 2-х противоположных сторон прямоугольные вырезы, которые закрываются биполярной мембраной 11.The
Анод 4 выполнен из листа титана, покрытого оксидом рутения с 2-х сторон. На аноде 4 сделана перфорация (на фигуре не показана) с диаметром отверстий 5 мм и с шагом 10 мм для обеспечения хорошей циркуляции анолита и быстрого удаления выделяющегося кислородаAnode 4 is made of a sheet of titanium coated with ruthenium oxide from 2 sides. Perforation was made on anode 4 (not shown in the figure) with a hole diameter of 5 mm and a pitch of 10 mm to ensure good circulation of the anolyte and rapid removal of oxygen released
Катод 3 выполнен из листа с перфорацией диаметром 5 мм с шагом 10 мм для обеспечения хорошей циркуляции католита и быстрого удаления выделяющегося кислорода.The cathode 3 is made of a sheet with perforation with a diameter of 5 mm in increments of 10 mm to ensure good catholyte circulation and rapid removal of oxygen released.
Биполярная ионообменная мембрана 11 выполнена на полимерной основе, причем катионообменная сторона обращена к катоду, а анионообменная мембрана - к аноду.The bipolar
Средства крепления мембраны 11 выполнены в виде прижимной рамки из полимерного материала с резиновым уплотнением, что обеспечивает герметичность электродной коробки 2, предотвращает смешивание католита и анолита. Во внутреннее пространство электродной коробки 2 помещается анод 4, обе стороны которого являются работающими. Снаружи электродного блока с двух сторон крепятся катоды 3 в виде пластин, а межэлектродное расстояние между анодом 4 и катодом 3 определяется толщинами ионообменной мембраны 11 с прижимной рамкой и резиновым уплотнением.The fastening means of the
В данном варианте устройства электродный блок один, но их может быть и несколько, тогда электродные блоки электрически соединяют параллельно.In this embodiment, the electrode block is one, but there may be several, then the electrode blocks are electrically connected in parallel.
Устройство регулирования рН (рН-корректор) представляет собой электрохимическое устройство с разделенным катодным и анодным пространствами. Разделительная мембрана 11 предназначена для предотвращения смешивания католита и анолита, она обладает минимальной протекаемостью и максимальной электропроводностью. На электродах 3,4 выделяется кислород и водород, в связи с чем требуется вентиляция.A pH control device (pH corrector) is an electrochemical device with separated cathode and anode spaces. The
Электрохимическое регулирование рН производится следующим образом. Вода, рН которой надо повысить, через входной патрубок 7 поступает в катодное пространство. В катодном пространстве происходит подщелачивание воды с рН=4,0-4,5, до рН=8,0-8,5,5. Далее через патрубок 8 выхода католита подщелоченная вода поступает в сборник католита и далее по схеме очистки воды. Анолит через патрубок 10 выхода анолита поступает в сборник 5 анолита и насосом 6 снова подается в анодное пространство через патрубок 9. Анолит работает в режиме циркуляции. Периодически анолит необходимо нейтрализовать католитом для уменьшения скорости коррозии конструкционных материалов.Electrochemical regulation of pH is as follows. Water, the pH of which must be increased, through the inlet pipe 7 enters the cathode space. In the cathode space, alkalization of water occurs with pH = 4.0-4.5, to pH = 8.0-8.5.5. Then, through the catholyte outlet pipe 8, the alkalized water enters the catholyte collector and then according to the water treatment scheme. The anolyte through the
Предлагаемое устройство обеспечивает регулирование рН с использованием биполярных мембран в широких пределах. За достаточно короткий промежуток времени рН изменяется, как в катодном, так и в анодном пространствах, на несколько единиц. Устройство выполнено в виде прямоугольной емкости из полимерного материала. Катодное пространство единое, в емкости могут быть установлены несколько электродных коробок. Для уменьшения межэлектродного расстояния катод может быть закреплен прямо к прижимной планке. Таким образом, уменьшается межэлектродное расстояние, а аноды и катоды работают с двух сторон, что увеличивает производительность устройства. Также может быть использовано смещенное расположение электродных коробок относительно стенок устройства для увеличения пути протекания воды, т.е. для увеличения времени нахождения воды в устройстве, что также увеличит эффективность работы устройства. Для обеспечения качественного протекания технологического процесса используется циркуляция анолита, который из напорного бака самотеком поступает в анодное пространство и далее в сборный бак 5. Так как с течением времени рН анолита будет повышаться, то, предусмотрен вывод части анолита для его нейтрализации.The proposed device provides pH control using bipolar membranes in a wide range. For a fairly short period of time, the pH changes, both in the cathode and in the anode spaces, by several units. The device is made in the form of a rectangular container of polymer material. The cathode space is single; several electrode boxes can be installed in the vessel. To reduce the interelectrode distance, the cathode can be fixed directly to the pressure plate. Thus, the interelectrode distance is reduced, and the anodes and cathodes work on both sides, which increases the productivity of the device. The offset arrangement of the electrode boxes relative to the walls of the device can also be used to increase the flow path of water, i.e. to increase the residence time of water in the device, which will also increase the efficiency of the device. To ensure a high-quality process flow, anolyte circulation is used, which flows from the pressure tank by gravity to the anode space and then to the
Предлагаемое устройство можно применять не только для повышения рН, но и для уменьшения рН, для чего надо поменять местами электроды и немного изменить конструкцию аппарата. Возможно снижение рН от 12 до 6-9. Часовая производительность технологических потоков составляет 440 м3/час. Кроме того, устройство может быть использовано в технологических комплексах очистки сточных вод, когда необходимо поднять рН сточной воды с 8-8,5 до 10-11. Такое изменение рН необходимо для полного удаления аммиака в десорберах. При меньших значениях рН аммиак не удаляется. Возможно применение данного устройства в быту для различных целей.The proposed device can be used not only to increase the pH, but also to reduce the pH, for which it is necessary to interchange the electrodes and slightly change the design of the apparatus. Possible decrease in pH from 12 to 6-9. Hourly productivity of technological flows is 440 m 3 / hour. In addition, the device can be used in technological complexes for wastewater treatment, when it is necessary to raise the pH of wastewater from 8-8.5 to 10-11. Such a change in pH is necessary for the complete removal of ammonia in the strippers. At lower pH values, ammonia is not removed. It is possible to use this device in everyday life for various purposes.
Испытания устройства подтвердили наличие его преимуществ. Во-первых, прямоугольная форма реактора позволяет создать герметичность в узлах установки мембран и устраняет перетекание растворов между электродными пространствами. Во-вторых, обеспечена возможность максимально приблизить катод к анодной сборке, т.е. к мембранам, и, таким образом, значительно снизить электрическое сопротивление объема обрабатываемого раствора. Для улучшения перемешивания раствора служит перфорация электродов.Tests of the device have confirmed its advantages. First, the rectangular shape of the reactor allows you to create a tightness in the nodes of the installation of membranes and eliminates the flow of solutions between the electrode spaces. Secondly, it is possible to bring the cathode as close as possible to the anode assembly, i.e. to membranes, and thus significantly reduce the electrical resistance of the volume of the treated solution. To improve the mixing of the solution is the perforation of the electrodes.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016109685A RU2658028C2 (en) | 2016-03-17 | 2016-03-17 | Device for electrochemical activation of water and water solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016109685A RU2658028C2 (en) | 2016-03-17 | 2016-03-17 | Device for electrochemical activation of water and water solutions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016109685A RU2016109685A (en) | 2017-09-21 |
| RU2658028C2 true RU2658028C2 (en) | 2018-06-19 |
Family
ID=59930854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016109685A RU2658028C2 (en) | 2016-03-17 | 2016-03-17 | Device for electrochemical activation of water and water solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658028C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU213020U1 (en) * | 2021-11-18 | 2022-08-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук (ИТЭБ РАН) | INSTALLATION FOR THE PREPARATION OF AQUEOUS SOLUTIONS |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2051114C1 (en) * | 1992-02-25 | 1995-12-27 | Геннадий Леонидович Багич | Activator |
| RU2177454C2 (en) * | 1999-05-13 | 2001-12-27 | Габленко Вячеслав Георгиевич | Portable apparatus for electrochemical treatment of water and aqueous solutions |
| RU2191161C1 (en) * | 2001-03-02 | 2002-10-20 | Дятлов Ротефан Николаевич | Water electric activator for home appliance |
| RU2226508C1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Доктор СЭМ" | Domestic water activator |
| RU2480416C1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" | Apparatus for increasing biological activity of water |
-
2016
- 2016-03-17 RU RU2016109685A patent/RU2658028C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2051114C1 (en) * | 1992-02-25 | 1995-12-27 | Геннадий Леонидович Багич | Activator |
| RU2177454C2 (en) * | 1999-05-13 | 2001-12-27 | Габленко Вячеслав Георгиевич | Portable apparatus for electrochemical treatment of water and aqueous solutions |
| RU2191161C1 (en) * | 2001-03-02 | 2002-10-20 | Дятлов Ротефан Николаевич | Water electric activator for home appliance |
| RU2226508C1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Доктор СЭМ" | Domestic water activator |
| RU2480416C1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" | Apparatus for increasing biological activity of water |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU213020U1 (en) * | 2021-11-18 | 2022-08-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук (ИТЭБ РАН) | INSTALLATION FOR THE PREPARATION OF AQUEOUS SOLUTIONS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016109685A (en) | 2017-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2716075C2 (en) | Large volume water electrolysis system and method for use thereof | |
| EP2649015B1 (en) | Compact closed-loop electrolyzing apparatus | |
| JP2006043707A (en) | Apparatus for producing electrolytic water | |
| JP6057267B2 (en) | Electrolytic ionic water generation method and electrolytic ionic water generation device | |
| JP2009539588A (en) | Equipment for electrochemical water treatment | |
| JP2021169084A (en) | Electrolytic water generator and electrolytic water generating method | |
| RU2297981C1 (en) | Device for the electrochemical treatment of the water and the water solutions | |
| RU2658028C2 (en) | Device for electrochemical activation of water and water solutions | |
| KR101749909B1 (en) | The electrolyzer having structure for increasing dissolved hydrogen | |
| RU166737U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL ACTIVATION OF WATER AND AQUEOUS SOLUTIONS | |
| JP2018030045A (en) | Electrolytic water generator and electrolytic water generation method | |
| FI116299B (en) | Electro, electrolysis cell and methods for making an electrode and for electrolysing an aqueous solution | |
| KR100625083B1 (en) | An ion exchange membrane electrolyzer for the ph-control with only one discharge of ph-controlled electrolyte solution | |
| US20180194648A1 (en) | Electrolytic apparatus | |
| JP2018153781A (en) | Method for producing electrolyzed water | |
| JP2001137850A (en) | Electrolysis method of water and produced water | |
| RU51613U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL TREATMENT OF WATER OR AQUEOUS SOLUTIONS | |
| RU2542316C2 (en) | Industrial installation for electrochemical water activation | |
| CN106163995B (en) | Electrolyzed water production device, electrode unit, and electrolyzed water production method | |
| CN216799396U (en) | Electrolytic electrodialysis device | |
| RU193165U1 (en) | Device for electrochemical activation of water | |
| WO2016147434A1 (en) | Electrolytic water generation device, electrode unit, and electrolytic water generation method | |
| RU2494975C1 (en) | Device for obtaining disinfectant solution | |
| NZ738258B2 (en) | High volume water electrolyzing system and method of using | |
| KR20120074526A (en) | Electrolytic cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200318 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20211108 |