СПОСОБ ЭЛЕКТРОАКТИВИРОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

СПОСОБ ЭЛЕКТРОАКТИВИРОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ


RU (11) 2297980 (13) C1

(51) МПК
C02F 1/46 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации 
Статус: по данным на 03.05.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.04.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005137286/15 
(22) Дата подачи заявки: 2005.11.30 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.11.30 
(45) Опубликовано: 2007.04.27 
(56) Аналоги изобретения: Бахир В.М. Современные технические электрохимические системы для обеззараживания, очистки и активирования воды, М., ВНИИИМТ, 1999, с.29, рис.7. RU 2263433 С1, 10.11.2005. RU 2252919 С1, 27.05.2005. US 5427667 А, 27.06.1995. GB 2253860 А, 23.09.1992. 
(72) Имя изобретателя: Осадченко Иван Михайлович (RU); Горлов Иван Федорович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное учреждение Волгоградский научно-исследовательский технологический институт мясо-молочного скотоводства и переработки продукции животноводства Россельхозакадемии (ГУ ВНИТИ ММС и ППЖ Россельхозакадемии) (RU) 
(98) Адрес для переписки: 400131, г.Волгоград, ул. Рокоссовского, 6, ГУ Волгоградский НИТИ мясо-молочного скотоводства и переработки продукции животноводства Россельхозакадемии 

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОАКТИВИРОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
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..




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


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 см 2, 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:

рН ОВП, мВ 
анолит 1,8 +1189 
католит 12,4 -892 


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

Результаты других опытов представлены в таблице.

№ опыта Вид исходного раствора Соотношение скорости протока католит/анолит Католит Анолит Q, А·ч/л 
рН ОВП, мВ рН ОВП, мВ 
2 0,5% сульфата натрия 0,840 12,1 -894 2,3 +1027 0,402 
3 0,95% ацетата натрия 0,744 11,9 -855 5,0 +903 0,320 
4 0,8% хлорида натрия 0,942 9,2 -726 1,8 +1160 0,448 


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.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


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.