СПОСОБ ЭЛЕКТРОАКТИВИРОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2007 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к технологии обработки водных растворов и может быть использовано для получения электроактивированных растворов.

Процессы электроактивирования воды и водных растворов находят применение в сельском хозяйстве, медицине, промышленности. Электроактивирование осуществляют путем обработки растворов в диафрагменном электролизере-активаторе постоянным электрическим током. При этом в катодной камере активатора получают щелочной раствор - католит - с рН 8-12, в анодной - анолит с рН 2-5 - кислый раствор. Католит наряду со щелочью содержит вещества, обладающие восстановительными свойствами с окцислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) -200...-900 мВ (относительно хлорсеребряного электрода сравнения, ХСЭ), анолит наряду с кислотами - вещества-окислители с ОВП +300...+1000 мВ.

Католит обладает моющими свойствами, анолит - дезинфицирующими свойствами [1], на этих свойствах в основном основаны способы их применения. В качестве растворителя можно применять дистиллированную либо водопроводную питьевую воду.

Описан способ электроактивирования водных растворов хлорида натрия - исходного раствора с концентрацией 5...10 мас.% на установке электроактивации типа "СТЭЛ", выпускаемой серийно НПО "Экран" (Москва) (прототип) [2].

В комплект установки входит диафрагменный электролизер-активатор, емкости для исходного раствора, для сбора католита и анолита, выпрямитель, соединительные трубки с арматурой. Электролизер вертикального типа включает коаксильно расположенные внутренний стержневой анод, цилиндрический наружный катод, керамическую диафрагму между ними, которые закреплены в нижней и верхней втулках, с каналами для подвода и отвода жидкости с прокладками и водоструйный насос на входе для подачи жидкости из исходной емкости в катодную и анодную камеры. Электроды изготовлены из коррозионно-стойких материалов. На установке типа "СТЭЛ-МТ-1" - один комплект электродов типа ПЭМ. Поверхность катода 88 см², анода - 50 см². Для наработки дезинфицирующего раствора анолита в качестве исходного раствора используют 5-10%-ный раствор хлорида натрия. После промывки системы подключают шланг входа с краном водопроводной воды, всасывающий шланг соединяют с емкостью исходного раствора, подают напряжение на электроды, устанавливают силу тока 5,0...7,5 А и при скорости протока католита и анолита по 10 л/ч нарабатывают анолит и католит с рН соответственно 2...3 и 11...12. В анолите содержится до 300 мг/л окислителей (оксидантов) в расчете на активный хлор. Анолит используют по назначению, например, для дезинфекции животноводческих помещений, оборудования пищевых производств.

Недостатки способа: большой расход соли хлорида натрия и соответственно необходимость утилизации большого количества отработанных растворов и хлорида натрия.

Технический результат - разработка способа электроактивирования водных растворов с более низким расходом различных солей и низким количеством утилизируемых отработанных растворов при заданных технологических параметрах электроактивации.

Это достигается тем, что в качестве исходного раствора используют 0,50...0,95% раствор доступных солей - хлорида натрия, сульфата натрия, ацетата натрия, хлорида аммония, при соотношениях скоростей протока католита и анолита 0,744...0,942 при удельном расходе количества электричества 0,370...0,448 ампер-часов (А·ч) на 1 л суммарно католита и анолита. Получает анолит с рН 1,8...5,0 и ОВП (ХСЭ) +903...1189 мВ и католит рН 9,2...12,4 и ОВП -726...-894 мВ.

Пример 1. На установке типа "СТЭЛ-МТ-1" с использованием 0,90%-ного раствора хлорида натрия проводят электрообработку при силе тока 5 А при температуре +20...25°C. Нарабатывают анолит и католит при скоростях протока 7,1 и 6,4 л/ч (соотношение католита и анолита 0,901) со следующими показателями качества:

 рНОВП, мВанолит1,8+1189католит12,4-892

при удельном расходе количества электричества Q 0,370 А·ч/л.

Результаты других опытов представлены в таблице.

№ опытаВид исходного раствораСоотношение скорости протока католит/анолитКатолитАнолитQ, А·ч/лрНОВП, мВрНОВП, мВ20,5% сульфата натрия0,84012,1-8942,3+10270,40230,95% ацетата натрия0,74411,9-8555,0+9030,32040,8% хлорида натрия0,9429,2-7261,8+11600,448

В анолитах содержалось до 400 мг/л оксидантов. Сила тока может изменяться в пределах регламентируемых величин (5-7,5 А) на установке СТЭЛ-МТ-1, но с обеспечением соотношения скоростей протока и удельного расхода количества электричества.

Таким образом, в предложенном способе снижается расход соли по концентрации с 5...10% до 0,50...0,95%, снижается количество утилизируемых-отработанных растворов при заданных технологических параметрах электроактивации.

Изменения предлагаемых параметров электроактивирования приводят к повышению расхода количества электричества или снижению качества католита и анолита.

Источники информации

1. Бахир В.М. Современные технические электрохимические системы для обеззараживания, очистки и активирования воды. М.: ВНИИМТ, 1999, 84 с.

2. Установка СТЭЛ-МТ-1. Руководство оператора с режимно-технологической картой, НПО "Экран", Москва, 1993.

Изобретение относится к технологии обработки водных растворов и может быть использовано для получения электроактивированных растворов. Водный раствор хлорида натрия, или сульфата натрия, или ацетата натрия, или хлорида аммония концентрацией 0,50...0,95% обрабатывают постоянным электрическим током в проточном диафрагменном электролизере при соотношении католита и анолита 0,744-0,942, удельном расходе количества электричества 0,370-0,448 ампер-часов на 1 л суммарно католита и анолита. Технический эффект - снижение расхода соли и количества утилизируемых отработанных растворов при заданных параметрах электроактивации. 1 табл..

Способ электроактивирования водных растворов, включающий обработку исходных растворов постоянным электрическим током в проточном диафрагменном электролизере с раздельным вводом в катодную и анодную камеры и выводом из них, отличающийся тем, что в качестве исходных растворов используют 0,5-0,95%-ный раствор хлорида натрия, или сульфата натрия, или ацетата натрия, или хлорида аммония при отношениях скоростей протока католита и анолита 0,744-0,942 при удельном расходе количества электричества 0,370-0,448 А-ч на 1 л суммарно католита и анолита.