RU2235689C1 - Способ и устройство электрохимической обработки жидкости - Google Patents
Способ и устройство электрохимической обработки жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235689C1 RU2235689C1 RU2003128681/15A RU2003128681A RU2235689C1 RU 2235689 C1 RU2235689 C1 RU 2235689C1 RU 2003128681/15 A RU2003128681/15 A RU 2003128681/15A RU 2003128681 A RU2003128681 A RU 2003128681A RU 2235689 C1 RU2235689 C1 RU 2235689C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- liquid
- anode
- fluid
- chamber
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 76
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 15
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 claims description 15
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 claims description 15
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 13
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 7
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000026058 directional locomotion Effects 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 39
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 abstract description 39
- 235000013334 alcoholic beverage Nutrition 0.000 abstract description 10
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 235000019520 non-alcoholic beverage Nutrition 0.000 abstract description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 5
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 abstract description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 abstract description 3
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 17
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 17
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 description 6
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 235000014214 soft drink Nutrition 0.000 description 1
- 239000008234 soft water Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 1
- 239000002349 well water Substances 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
-
- 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
- C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электрохимической обработке электропроводящих растворов и может быть использовано для обработки жидкости, в частности к способу и устройству электрохимической обработки питьевой воды, алкогольных и безалкогольных напитков от тяжелых металлов, органических биологически вредных веществ, кислотных остатков, гидроксильных групп, оснований и солей, а также для ввода в обрабатываемые жидкости биологически полезных микроэлементов и веществ. Электрохимическую обработку жидкости осуществляют в электрохимической ячейке, разделенной проницаемой диафрагмой на катодную и анодную камеры. Обработку потока жидкости осуществляют путем направленного перемещения в катодной камере между внутренней поверхностью секций катода, выполненного составным, распределенного по длине электрохимической ячейки, и наружной поверхностью телескопически расположенной проницаемой диафрагмы из диэлектрика в форме втулки, во внутренней полости которой размещают соосно анод таким образом, что поток обрабатываемой жидкости поочередно несколько раз приближают на минимальное расстояние к поверхности составного катода, омывая его обрабатываемой жидкостью, а затем поток обрабатываемой жидкости разворачивают и направляют, приближая на минимальное расстояние к наружной поверхности проницаемой диафрагмы из диэлектрика, омывая ее периодически и повторяя такую процедуру многократно. Продукты электрохимической обработки удаляют путем пропускания через анодную камеру буферной промывочной жидкости с заданным расходом, которую направляют противоположно направлению перемещения обрабатываемой жидкости в катодной камере. Технический эффект - получение чистой воды как для индивидуального, так и для массового снабжения населения, повышение органолептических качеств алкогольных и безалкогольных напитков с облагораживанием их биологически полезными микроэлементами и веществами при их производстве. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к электрохимической обработке электропроводящих растворов и может быть использовано для обработки питьевой воды, алкогольных и безалкогольных напитков, в частности к способу и устройству электрохимической обработки питьевой воды, алкогольных и безалкогольных напитков от тяжелых металлов, органических биологически вредных веществ, кислотных остатков, гидроксильных групп, оснований и солей, а также для ввода в обрабатываемые жидкости биологически активных и полезных микроэлементов.
Настоящее изобретение может быть использовано при получении чистой воды как для индивидуального, так и для массового снабжения населения, повышения органолептических качеств алкогольных и безалкогольных напитков с облагораживанием их биологически активными микроэлементами и веществами при их производстве.
Известен способ электрохимической обработки питьевой жидкости с целью улучшения ее свойств (патент США №3910829, кл. 204-151, 1975). Питьевую жидкость подвергают электрохимической обработке в проточной гидравлической системе, включающей три последовательно соединенных между собой диафрагменных электролизера. По этому способу жидкость последовательно обрабатывают в катодной камере первого электролизера, затем в анодных камерах второго и третьего электролизеров, жидкость, обработанная этим способом, содержит значительное количество анионов и их производных и не отвечает требованиям, предъявляемым к питьевой жидкости, т.к. подвергается лишь частичной очистке за счет частичного удаления катионов. Кроме того, вышеназванный способ требует помимо трех диафрагменных электролизеров наличия синхронно задающих режимов работы электролизеров и повышенного расхода электроэнергии, что усложняет практическую реализацию способа.
Известен способ обработки жидкостей (заявка Японии №1-104387, кл. С 02 F 1/46, 1989), заключающийся в последовательном пропускании питьевой жидкости через анодную и катодную камеры с использованием графитовых электродов. Недостатком способа является высокая концентрация соединений активного хлора и других катионов в устойчивой форме (гипохлориды щелочных и щелочноземельных металлов) в обработанной жидкости, что снижает ее качество и биологическую ценность, кроме этого дополнительно образуются токсичные галоидосодержащие соединения, опасные для здоровья. Дополнительным недостатком является повышенный расход энергии и времени, затрачиваемые на обработку за счет последовательного пропускания обрабатываемой жидкости через анодную и катодную камеры. Кроме того, графитовые электроды обладают анизотропной структурой, частицы которых легко отрываются от их поверхности, и быстро изнашиваются, засоряя обрабатываемую жидкость особенно в анодной камере, что затрудняет практическое использование известного способа.
Известен также способ обработки воды (патент РФ №2064440, 1996). согласно которому способ обработки воды, включающий электрообработку ее постоянным током в электролитической камере, разделенной пористой перегородкой на анодное и катодное пространство, при последовательном пропускании сначала через одно, а затем через другое пространство, фильтрование католита и удаление обработанной воды, при этом воду сначала пропускают через анодное пространство, а затем через катодное пространство, а электрообработку ведут при силе тока, определяемой по формуле:
I=К•С0,25•Q,
где I - сила тока, А; С - минерализация воды, 0,1-1,5 г/л; Q - расход воды. л/час; К=0,056 [А•час•л0,75/г0,25] - эмпирический коэффициент.
Однако такой способ обработки жидкости также обладает существенным недостатком, а именно высокая концентрация в устойчивой форме гипохлоридов щелочных, щелочноземельных катионов, образование токсичных галоидосодержащих соединений, что делает жидкость биологически опасной для здоровья людей. Кроме того, не решен вопрос стойкости электродов и загрязнения ими обрабатываемой жидкости, а также неоправданно повышенный расход электроэнергии и времени за счет последовательного пропускания жидкости сначала через одну полость, а затем через другую полость электролизера.
Известен способ, выбранный в качестве ближайшего аналога (а.с. СССР №1171428, 1985), включающий воздействие постоянным электрическим током в электрохимической ячейке, разделенной проницаемой диафрагмой на катодную и анодную камеры, на поток обрабатываемой жидкости, протекающей через катодную камеру.
Известный способ обладает недостатками, присущими выше приведенным аналогам, а вывод жидкости из анодного пространства обеспечивает накопление в обрабатываемой воде продуктов анодного окисления и концентрацию в жидкости анионов, таких как, например, НClO, СlO и других, которые являются токсичными для организма человека.
Существенными недостатками, присущими как известному способу, так и аналогам, являются бесконтрольное и нерегулируемое последовательное пропускание обрабатываемой жидкости через анодную, а затем катодную камеры с использованием графитовых электродов, что приводит к обеднению обработанной жидкости биологически полезными элементами, естественным образом находящимися в ней. Нерациональное и неуправляемое распределение плотности тока вдоль электродов и периодический перенос анионов и катионов из одной межэлектродной полости в другую приводит к тому, что из-за чрезвычайно малой скорости движения анионов и катионов неэффективно очищается обработанная жидкость. Это приводит к нерациональному перерасходу электроэнергии, а анизотропность графитовых электродов имеет недостаточную прочность и чешуйки графита отрываются от электродов (этим объясняются смазывающие и пишущие свойства графита), загрязняют обрабатываемую жидкость и значительно снижают срок работы электродов. Кроме того, в известных способах не предусмотрено обогащение обрабатываемой жидкости биологически полезными веществами, т.к. солевой состав естественных и искусственных жидкостей при их приготовлении самый разнообразный. Еще существенным недостатком, присущим известному способу, является отсутствие вывода газообразных продуктов разложения воды (водород и кислород), что делает известный способ опасным при его использовании и не применим при реализации.
Известно устройство, реализующее вышеизложенные способы (патент РФ №2038323. 1995), выбранное в качестве ближайшего аналога для устройства, содержащее электрохимическую ячейку, включающую корпус, вертикальные коаксиальные катод и анод, установленные в диэлектрических втулках, проницаемую диафрагму, установленную во втулках между электродами и разделяющую межэлектродное пространство на электродные камеры, а также линии подвода и отвода обрабатываемой жидкости, источник тока, соединенный с катодом и анодом через коммутатор, и электрические цепи, при этом диафрагма выполнена ультрафильтрационной из керамики на основе оксида циркония с добавками оксидов алюминия и иттрия и установлена таким образом, что геометрические размеры ячейки удовлетворяют соотношениям:
K/ln L=Ds/Db; Ss/Sb=0,7-0,8,
где К - межэлектродное расстояние, мм; L - длина рабочей части электродной камеры. мм; Ds - внутренний диаметр цилиндрического электрода, мм; Db - диаметр средней части стержневого электрода, мм; Ss и Sb - площади поперечного сечения камер соответственно цилиндрического и стержневого электродов, м2, в верхней и нижней частях цилиндрического электрода выполнены отверстия, нижнее из которых соединено с линией подачи воды, стержневой электрод выполнен переменного сечения и диаметр его концевых частей составляет 0,75 диаметра его средней части, причем стержневой электрод установлен таким образом, что его средняя часть расположена на уровне, ограниченном отверстиями в верхней и нижней частях цилиндрического электрода, цилиндрический электрод соединен с положительным, а стержневой - с отрицательным полюсом источника тока, устройство дополнительно содержит емкость с катализатором, имеющую вход в верхней и выход в нижней частях емкости, причем вход в емкость с катализатором соединен с отверстием в верхней части цилиндрического электрода, а выход емкости с катализатором соединен с каналом для подвода воды в камеру стержневого электрода.
Недостатками устройства являются последовательное пропускание обрабатываемой воды из анодной полости устройства с насыщением жидкости анионами и их окислами в катодную камеру, требует дополнительных энергозатрат на нейтрализацию анионов и их производных с насыщением объема жидкости катионами. На такую процедуру требуется повышенный расход электроэнергии и затрат времени. Наличие ультрафильтрационной керамической диафрагмы на основе оксида циркония и алюминия, подвергающейся воздействию тока, приведет к выносу из мембраны оксидов алюминия и циркония, к их разложению на гидроксильные группы и ионы, а насыщение обрабатываемой жидкости ионами алюминия чрезвычайно вредно для людей, т.к. влияет на мозг человека.
С другой стороны, ультрафильтрационная мембрана сильно подвержена закупориванию пор, что ведет к низкой работоспособности устройства. Другим недостатком, присущим известному устройству, является неравномерное распространение плотности тока вдоль электродов, что создает зоны на электродах с повышенной плотностью тока и зоны со значительно пониженной плотностью, т.к. при протекании обрабатываемой жидкости вдоль электродов происходит изменение концентрации растворенных в жидкости элементов, а следовательно, и проводимости жидкости.
Известно, что ток пойдет в основном по участку с минимальным электрическим сопротивлением и, как следствие, в зоне больших токов произойдет интенсивное разложение и разрушение мембраны и электродов соответственно, это приведет к неоправданным электрическим затратам, что делает известное изобретение не пригодным для производства больших объемов жидкости для населения, а лишь возможно его применение в лабораторных условиях.
Другой существенный недостаток, приводящий к затруднению применения известного изобретения в промышленных целях - это отсутствие средств, узлов и элементов стабилизации, регулирования гидропотока обрабатываемой жидкости, регулирования и стабилизации электрических токов, что ведет к неуправляемому процессу и, как следствие, к перерасходу электрической энергии при больших объемах обрабатываемой жидкости; нерациональное распределение токов вдоль электродов, что приводит к их преждевременному износу и выносу биологически полезных естественных элементов: отсутствие возможности ввода в обрабатываемую жидкость и насыщение ее биологически полезными микроэлементами для человека, т.к. при обработке жидкости - воды, алкогольных и безалкогольных напитков с максимальным приближением к естественным условиям, когда вода, еще находясь в водоносных слоях земли, подвергается воздействию теллурических токов земли, пронизывающих земную кору и воздействующих на воду. А в древности виноделы помещали вино в керамические сосуды и закапывали в землю вблизи рек и водопадов, т.е. интуитивно в тех зонах, где наибольшая плотность теллурических токов, под действием которых вино приобретало органолептические качества, свойственные выдержанным винам.
Другим недостатком, присущим известному устройству, является ограниченная область применения, а именно известный способ и устройство в силу вышеуказанных недостатков не пригодно к обработке алкогольных и безалкогольных напитков.
Задачей изобретения является разработка способа электрохимической обработки жидкости и многофункциональной установки для его реализации.
Техническими результатами, которые могут быть получены при реализации изобретения, являются:
для способа
- исключение диффузии вредных анионов, накапливающихся на аноде;
- повышение качества обработки жидкости;
- насыщение обрабатываемой жидкости биологически полезными веществами:
- повышение экономической эффективности;
- расширение области применения
для установки, реализующей способ,
- снижение энергозатрат;
- сокращение времени обработки жидкости;
- возможность регулирования процесса обработки жидкости;
- достижение многофункциональности.
Решение указанной задачи и достижение указанных технических результатов для заявляемого способа и установки для его реализации стали возможны благодаря тому, что в известном способе электрохимической обработки жидкости, включающем воздействие постоянным электрическим током в электрохимической ячейке, разделенной проницаемой диафрагмой на катодную и анодную камеры, на поток обрабатываемой жидкости, протекающей не менее, чем через одну камеру, при этом обработку потока жидкости осуществляют путем направленного перемещения в катодной камере между внутренней поверхностью секций катода, выполненного составным, распределенного по длине электрохимической ячейки, и наружной поверхностью телескопически расположенной проницаемой диафрагмы из диэлектрика в форме втулки, во внутренней полости которой размещают соосно анод таким образом, что поток обрабатываемой жидкости поочередно несколько раз приближают на минимальное расстояние к поверхности составного катода, омывая его обрабатываемой жидкостью, а затем поток обрабатываемой жидкости разворачивают и направляют, приближая на минимальное расстояние к наружной поверхности проницаемой диафрагмы из диэлектрика, омывая ее периодически и повторяя такую процедуру многократно, при этом продукты электрохимической обработки, поступающие и образующиеся в анодной камере, удаляют путем пропускания через нее буферной промывочной жидкости с заданным расходом, которую направляют противоположно направлению перемещения обрабатываемой жидкости в катодной камере, при этом плотность тока регулируют по высоте катодной камеры и поддерживают на заданном уровне управляемыми регуляторами тока, которые отрицательными выходами полюсов подключают к секциям составного катода, распределенным по длине электрохимической ячейки, входные отрицательные цепи которых подключают через коммутатор питания, распределенного по напряжению, к многоуровневому по напряжению источнику питания, объемный расход жидкости, подвергаемой обработке в катодной камере, поддерживают на заданной величине и выводят после прохождения катодной камеры из электрохимической ячейки, поток буферной промывочной жидкости подают со стороны вывода обрабатываемой жидкости из катодной камеры и после прохождения анодной камеры выводят из нее, при этом в предпочтительном случае исполнения способа в поток буферной промывочной жидкости со стороны ее ввода дополнительно дозируют биологически полезные микроэлементы и вещества, отношение объемного расхода буферной промывочной жидкости к объемному расходу обрабатываемой жидкости поддерживают как 0,05-0,5:1, буферную промывочную жидкость и газообразные продукты электрохимической обработки, выделяющиеся на электродах электрохимической ячейки, отделяют от жидкости и направляют на утилизацию, а также благодаря тому, что в известной установке, содержащей электрохимическую ячейку, включающей корпус, вертикальные коаксиальные катод и анод, установленные в диэлектрических втулках, проницаемую диафрагму, установленную во втулках между электродами и разделяющую межэлектродное пространство на электродные камеры, а также линии подвода и отвода обрабатываемой жидкости, источник тока, соединенный с катодом и анодом через коммутатор, и электрические цепи, при этом устройство дополнительно снабжено сепаратором, коллектором сбора попутного газа, пористым разделителем, сборником обработанной жидкости, управляемыми регуляторами тока, расхода обрабатываемой жидкости, расхода буферной промывочной жидкости, многоуровневым распределенным по напряжению источником постоянного тока, блоком управления и контроля, комплексом сбора данных, управляемыми электрическими цепями, при этом корпус электрохимической ячейки дополнительно снабжен фланцами по торцам из диэлектрика, внутри корпуса соосно с ним и с зазором смонтирован катод, выполненный составным из отдельных колец, расположенных с зазором между своими торцами относительно друг друга, а вдоль внутренней полости составного катода и соосно с ним с зазором относительно внутренней поверхности катода расположена проницаемая диафрагма, выполненная в виде втулки из проницаемого диэлектрика, которая своими торцами плотно соединена с фланцами корпуса электрохимической ячейки с возможностью образования катодной камеры, внутри тулки из проницаемого диэлектрика соосно с ней и с зазором относительно ее внутренней поверхности смонтирован анод с возможностью образования анодной камеры, каждое кольцо составного катода соединено с отрицательными выходами управляемых регуляторов тока, которые своими входными цепями подключены через коммутатор распределения напряжения к многоуровневому распределенному по напряжению источнику постоянного тока, катодная камера между составным катодом и втулкой из проницаемого диэлектрика через управляемый регулятор расхода обрабатываемой жидкости сообщена с входом подачи обрабатываемой жидкости, а с противоположной стороны от ввода обрабатываемой жидкости катодная камера сообщена со сборником обработанной жидкости, при этом со стороны вывода из катодной камеры обрабатываемой жидкости анодная камера сообщена с выходом управляемого регулятора буферной промывочной жидкости, вход которого сообщен с входом подачи буферной промывочной жидкости, а противоположная сторона анодной камеры через сепаратор сообщена с выходом сепаратора на каналы утилизации отработанной буферной промывочной жидкости и попутного газа, выделяемого на аноде, при этом цепи регулируемых регуляторов тока, регуляторов расхода обрабатываемой жидкости и буферной промывочной жидкости и коммутатора распределенно подключены по напряжению питания к блоку управления и контроля, к входу которого подключен комплекс сбора данных и ввода задания режима обработки жидкости, причем корпус в верхней части электрохимической ячейки снабжен коллектором сбора попутного газа, выделяемого с поверхности катода и подсоединенного к каналу утилизации через пористый разделитель, кольцевая катодная камера вдоль своей длины дополнительно снабжена большими и малыми кольцевыми перегородками из диэлектрика, большие кольцевые перегородки наружными поверхностями плотно прилегают к внутренней поверхности корпуса электрохимической ячейки и с зазором граничат с наружной поверхностью втулки из проницаемого диэлектрика, а в промежутках между большими кольцевыми перегородками смонтированы малые кольцевые перегородки из диэлектрика, их наружные поверхности с зазором расположены по середине каждого кольцевого катода, а внутренние поверхности малых кольцевых перегородок плотно охватывают втулку из проницаемого диэлектрика, причем большие кольцевые перегородки расположены между торцевыми зазорами колец составного катода, при этом в лучшем примере исполнения устройство дополнительно снабжено управляемым дозатором, через который анодная камера со стороны ввода буферной промывочной жидкости сообщена с вводом биологически полезных микроэлементов и веществ, при этом управляемая цепь дозатора биологически полезных микроэлементов и веществ распределенно подключена по напряжению питания к блоку управления и контроля.
Обрабатываемая жидкость представляет водный раствор кислот, оснований, солей и является их смесью из полезных и вредных для здоровья человека нормальных кислых солей, относящихся к неорганическим веществам, и органических веществ. В случае обработки воды последняя в несколько раз снижает свою жесткость за счет вывода из нее тяжелых металлов, основных и кислых остатков. При обработке алкогольных напитков из них также выводят тяжелые металлы, основные и кислые остатки, водные остатки, в то время как органические вещества остаются в напитке, вследствие чего улучшаются органолептические характеристики напитков, подвергшихся обработке. Аналогичные процессы под действием теллурических токов земли пронизывают те или иные водоносные пласты, накапливая в одних катионы, а в других - анионы. Вследствие чего в одних пластах накапливается питьевая мягкая вода, в других пластах увеличивается кислотность, солевой состав. Под действием тока, пронизывающего обрабатывающую жидкость, гибнут болезнетворные микроорганизмы.
Таким образом, предложенная совокупность признаков для заявленных способа и устройства достаточна для решения поставленной задачи и достижения технических результатов.
Изобретение явным образом не следует из уровня техники, при анализе мирового технического уровня не выявлено технического решения того же назначения, совокупность существенных признаков которого идентична признакам независимых пунктов формулы.
Сущность изобретения иллюстрируют следующие чертежи:
фиг.1 - устройство для электрохимической обработки жидкости;
фиг.2 - структурно-функциональная схема способа электрохимической обработки жидкости.
Устройство электрохимической обработки жидкости изображено на фиг.1, которое содержит электрохимическую ячейку с корпусом цилиндрической формы 1 с фланцами 2 и 3, выполненными из диэлектрика, внутри корпуса 1 соосно с ним вдоль его внутренней поверхности стенки с зазором расположен катод, выполненный составным из отдельных колец 4, 5, 6, смонтированных с зазором между своими торцами относительно друг друга и соосно вдоль корпуса 1, каждое кольцо 4, 5, 6 составного катода соединено с отрицательными выходами управляемых регуляторов тока 7, 8, 9, которые своими входными цепями подключены через коммутатор распределенного напряжения 10 к многоуровневому распределенному по напряжению источнику постоянного тока 11, к положительной цепи которого подключен анод 12, смонтированный соосно внутри диафрагмы в форме втулки 13, выполненной из проницаемого диэлектрика и своими торцами плотно соединенная с фланцами 2 и 3 корпуса 1 электрохимической ячейки, образуя своей наружной поверхностью катодную камеру 14, а анод 12. расположенный с зазором в полости втулки 13, образует анодную камеру 15. Катодная камера 14 каналом через управляемый регулятор расхода обрабатываемой жидкости 16 сообщена с входом подачи обрабатываемой жидкости 17, а с противоположной стороны от ввода обрабатываемой жидкости с выхода регулятора расхода 16 катодная камера 14 сообщена со сборником обработанной жидкости 18, а со стороны вывода обрабатываемой жидкости анодная камера 15 сообщена своим каналом с выходом управляемого регулятора расхода 19 буферной промывочной жидкости, вход которого сообщен с входом подачи буферной промывочной жидкости, противоположная сторона анодной камеры 15 через сепаратор 20 сообщена с выходом сепаратора на каналы утилизации отработанной буферной промывочной жидкости и попутного газа, выделяемого на аноде 12, при этом со стороны ввода буферной промывочной жидкости в анодную камеру 15 последняя через управляемый дозатор 21 сообщена с вводом биологически полезных микроэлементов и веществ, управляемые цепи регулируемых регуляторов тока 7, 8, 9, регуляторов расхода обрабатываемой жидкости 16 и буферной промывочной жидкости 19, дозатора полезных микроэлементов и веществ 21 и коммутатора распределенного по напряжению питания 10 подключены к блоку управления и контроля 22, к входу которого подключен комплекс сбора данных и ввода задания режима обработки жидкости 23, цилиндрический корпус электрохимической ячейки 1 в верхней части снабжен коллектором сбора попутного газа 24, выделяемого с поверхностей катода 4, 5, 6, и подсоединен к каналу утилизации через пористый разделитель 25. Кольцевая катодная камера 14 вдоль своей длины снабжена большими 26, 27, 28, 29 и малыми 30, 31, 32 кольцевыми перегородками из изоляционного материала, четное количество больших кольцевых перегородок 26, 27, 28, 29 наружными поверхностями плотно прилегают к внутренней поверхности цилиндрического корпуса электрохимической ячейки 1 и с зазором граничат с наружной поверхностью проницаемой втулки 13, охватывая ее с зазором по диаметру, в промежутках между большими кольцевыми перегородками 26, 27, 28, 29 смонтированы с нечетным количеством малые кольцевые перегородки из диэлектрика 30, 31, 32, наружные поверхности которых с зазором расположены по середине каждого кольца составного катода 4, 5, 6, а внутренние поверхности малых кольцевых перегородок 30, 31, 32 плотно охватывают наружную поверхность проницаемой втулки 13, а большие кольцевые перегородки 26, 27, 28, 29 расположены между торцевыми зазорами колец составного катода 4, 5, 6.
Описанное устройство реализует заявленный способ следующим образом (фиг.2). Поток обрабатываемой жидкости направляют в катодную камеру 14 таким образом, что его поочередно несколько раз приближают на минимальное расстояние к поверхности составного катода 4, омывая его обрабатываемой жидкостью, разворачивают и направляют, приближая на минимальное расстояние к наружной поверхности проницаемой диафрагмы 13 из диэлектрика, которая исключает механическое перемешивание жидкостей, перемещаемых в катодной и анодной камерах, омывая проницаемую диафрагму 13 из диэлектрика и повторяя такую процедуру многократно. Проходя между составным катодом 4 и анодом 12, поток обрабатываемой жидкости подвергают действию электрического тока, под действием которого катионы переносятся к катоду 4, а анионы к аноду 12, проходя через пористую перегородку 13, и накапливаются в буферной промывочной жидкости, омывающей анод 12. Приближаясь на минимальные расстояния к аноду 12 и катоду 4, анионы и катионы обрабатываемой жидкости, обладая малыми скоростями перемещения под действием электрического тока, успевают разделиться и сконцентрироваться - катионы в катодной камеры 14, а анионы - в анодной камере 15 электрохимической ячейки 1, чем обеспечивается их разделение и концентрация в камерах 14 и 15. При этом продукты электрохимической обработки в анодной камере 15 удаляют путем пропускания буферной промывочной жидкости через внутреннюю полость проницаемой диафрагмы 13 из диэлектрика и направляют ее противоположно направлению перемещения обрабатываемой жидкости в катодной камере 14. Обрабатываемая жидкость, перемещаясь в электрохимической ячейке 1 по длине перемещения вдоль колец составного катода 4, теряет катионы и анионы, вследствие чего ее проводимость падает. В целях поддержания необходимой плотности тока на электродах 4 и 12 регуляторы тока 7, 8, 9 командой с блока регулирования и контроля 22 поддерживают вдоль длины катодной 14 и анодной камер 15 заданные плотности токов.
Так как на катоде 4 и аноде 12 создаются разные уровни напряжения и в целях исключения перекрестных токов через кольца составного катода 4 и искажения режима работы кольца составного катода 4 через свои регулируемые регуляторы тока 7, 8, 9 подключаются к многоуровневому блоку питания 11 раздельно во времени коммутатором, распределенного по уровню напряжения 10. Объемный расход жидкости, подвергаемый обработке в катодной камере 14, поддерживают на заданной величине с помощью регулятора расхода 16 и выводят с противоположного торца катодной камеры 14 в сборник обработанной жидкости 18. Комплекс задания режимов обработки жидкости 23 подключают к блоку управления и контроля 22, который по заложенным в нем алгоритмам и соответствующим им математическому программному обеспечению вырабатывает управляющие и регулирующие команды, влияя на неконтролируемое и нерациональное распределение плотности тока вдоль электродов, на бесконтрольное и неоптимальное насыщение обрабатываемой жидкости катионами и анионами, т.к. идет их перенос и обеднение биологически полезными микроэлементами и веществами обрабатываемой жидкости из одной полости в другую.
Буферную промывочную жидкость и газообразные продукты электрохимической обработки, выделяющиеся на электродах 14 и 15 электрохимической ячейки 1, отделяют от жидкости на сепараторе 20 и направляют на утилизацию. Вымытые биологически вредные компоненты поступают в сепаратор 20, в котором происходит отделение от жидкости сопутствующего газа, выделяющегося на аноде 12, которые раздельно поступают на утилизацию (дальнейшее полезное использование). Одновременно на кольцах составного катода 4 концентрируются катионы, в том числе и биологически вредные, например тяжелые металлы, которые захватываются и оседают на поверхностях колец составного катода 4, чем обеспечивается очистка обрабатываемой жидкости.
При этом через регулятор 21 дозированные объемы биологически полезных микроэлементов и веществ вводят со стороны ввода потока буферной промывочной жидкости в анодную камеру 15, где катионы полезных микроэлементов переходят в катодную камеру 14, насыщая обрабатываемую жидкость. Так как расстояние от анода 12 до колец составного катода 4 больше расстояния от поверхности втулки 13 из проницаемою диэлектрика, то полезные катионы не успевают переместиться на такое расстояние и осесть на кольцах составного катода 4, чем и достигается обогащение обрабатываемой жидкости, а биологически полезные вещества, не диссоциирующие на анионы и катионы, дозатором ввода микроэлементов и биологически полезных веществ 21 непосредственно вводят в сборник обработанной жидкости 18.
Объемный расход буферной промывочной жидкости устанавливают и поддерживают меньше объемного расхода обрабатываемой жидкости с соотношением 0,05-0,5:1.
Положительные ионы кислот, оснований и солей (ионы водорода, металлов) перемещаются к катоду и за счет кольцевых перегородок 32 приближаются на минимальное расстояние к катоду, осаждаясь на нем или выпадая в осадок. Так как ионы металлов, обладая большой массой, перемещаются медленно (несколько миллиметров в секунду), то за счет кольцевых перегородок 32 обрабатываемую жидкость, омывающую катод 4 на малом расстоянии, очищают от катионов (ионов металлов), а водород, выделяясь, накапливается в верхней части корпуса и через пористый разделитель 25, обеспечивающий безопасность вывода водорода, выводят на утилизацию. Отрицательно заряженные кислотные и водные остатки, находящиеся в растворе обрабатываемой жидкости кольцевой перегородки 29, приближают на минимальное расстояние к пористой перегородке 13 и под действием электрического поля между электродами переводят в буферную промывочную жидкость и выносят в сепаратор 20, где газ, сопутствующий процессу электрохимической обработке и выделяющийся на аноде 12, отделяют от буферной промывочной жидкости и направляют на утилизацию.
Движением буферной промывочной воды в противотоке по отношению к обрабатываемой воде исключают ее загрязнение перед ее выводом в сборник 18, т.к. уже обработанная жидкость перед ее выводом омывается чистой, только что введенной буферной промывочной жидкостью. Применение буферной промывочной жидкости, движущейся в противотоке навстречу обрабатываемой жидкости, исключает диффузию вредных анионов, накапливающихся на аноде 12, и своевременный их вынос на утилизацию, исключая их недопустимую концентрацию в анодной камере 15. Применение раздельных жидкостей на обрабатываемую и буферную промывочную жидкости исключает периодический перенос анионов и катионов от анода 12 к катоду 4 и обратно, повышая тем самым качество обработки и снижая расход электроэнергии, что немаловажно при больших объемах обрабатываемой жидкости, а возможность утилизации накапливаемых веществ в растворе буферной промывочной жидкости повышает экономическую эффективность.
Так как в процессе обработки жидкости ее проводимость падает, и в целях поддержания заданных плотностей тока применяют принцип распределенного питания распределенного катода с разным уровнем напряжения от многоуровневого распределенного по напряжению источника питания 11, а заданные рациональные плотности токов на катоде 4 и аноде 12 стабильно поддерживают управляемыми регуляторами тока, отрабатывающими задаваемый режим работы блоком управления и контроля 22, использующим информацию о процессе обработки, поступающей от комплекса сбора данных и задания режима обработки жидкости 21. Регуляторы расхода 16 и 19, дозатор ввода биологически полезных микроэлементов и веществ 21 обеспечивают стабильность ведения процесса обработки. Разделением во времени и по величине коммутация токов при разных уровнях напряжения на распределенном катоде 4 исключают перекрестные токи между частями составного катода 4 и обеспечивают поддержание заданных плотностей токов.
Преимуществом предлагаемого способа является то, что обрабатываемая жидкость после обработки повышает свои качества и органолептические свойства, а именно вода освобождается от биологически вредных веществ и приобретает мягкие вкусовые характеристики за счет снижения своей жесткости, вкусовые качества, присущие чистой родниковой и колодезной воде, а алкогольные и безалкогольные напитки также очищаются от биологически вредных веществ, снижают свою кислотность, обогащаются биологически полезными веществами и приобретают улучшенные органолептические качества, присущие выдержанным напиткам.
Paбoтa установки по предложенному способу иллюстрируется следующим примерами.
Пример 1. Обрабатываемая жидкость представляет воду с такими параметрами: жесткость - 3,6 мг/л, железо - 0,4 мг/л, пермаганатная окисляемость - 7 мг/л, рН 5,0.
Обработку воды осуществляли с расходом 0=480 л/сутки на установке массой m=20 кг при размерах 3,0×0,2×0,22 м с энергозатратами W=2,4 кВт с расходом буферной промывочной воды q=24 л/сутки.
Обработку воды осуществляли путем ее направленного перемещения в катодной камере между внутренней поверхностью секций составного катода и наружной поверхностью анодной камеры. Поток обрабатываемой воды, проходя между большими и малыми перегородками составного катода, приближали на минимальное расстояние к поверхности составного катода, омывая его обрабатываемой водой. Затем поток обрабатываемой воды разворачивали и направляли, приближая на минимальное расстояние к наружной поверхности анодной камеры, омывая ее периодически и повторяя такую процедуру многократно. Продукты электрохимической обработки, поступающие и образующиеся в анодной камере, удаляли путем пропускания через нее буферной промывочной воды с расходом q, которую направляли противоположно направлению перемещения обрабатываемой воды в катодной камере. Плотность тока регулировали но высоте катодной камеры и поддерживали на заданном уровне управляемыми регуляторами тока, подключенными к секциям составного катода, который через коммутатор питания, распределенный по напряжению, подключали к многоуровневому по напряжению источнику питания. Объемный расход Q обрабатываемой воды выводили после прохождения катодной камеры из электрохимической ячейки. Поток буферной промывочной воды подавали со стороны вывода обрабатываемой воды из катодной камеры и после прохождения анодной камеры выводили из нее. Буферную промывочную воду, водород и кислород, выделяющиеся на электродах электрохимической ячейки, отделяли от буферной промывочной воды и направляли на утилизацию.
Показатели обработанной воды: жесткость - 0,5 мг/л, железо - 0,001 мг/л, пермаганатная окисляемость - 0,1 мг/л, рН 6,6.
Степень очистки = 99%; энергозатраты = 3,6 кВт·час; время обработки = 1,5 часа.
Время обработки и энергозатраты по сравнению с ближайшим аналогом сократились в 2 раза.
Пример 2. По примеру 1 в качестве жидкости выбрано сухое ординарное вино с параметрами: метанол - 0,05%, сивушные масла - 40 мг/дм3, органические кислоты - 8 г/дм3, фенольные вещества - 12 г/дм3.
Показатели обработанного вина: метанол - 0,001%, сивушные масла - 0,4 мг/дм3, органические кислоты - 0,8 г/дм3, фенольные вещества - 0,2 г/дм3.
Энергозатраты = 3,6 кВт·час; время обработки =1,5 часа.
После обработки эквивалент выдержки вина составил 10-20 лет, органолептические качества возросли в несколько раз.
Таким образом, используя механизм ионной проводимости электролита, которым в определенном смысле является обрабатываемая жидкость - вода, алкогольные и безалкогольные напитки, проводимый под контролем за счет рационального регулирования и поддержания на рациональном уровне режима работы и применения противотока буферной промывочной жидкости, достигается контролируемая чистота и качество очищаемого и облагораживаемого продукта.
Благодаря предложенному способу исключена диффузия вредных анионов, накапливающихся на аноде, повышено качество обработки жидкости, получена возможность насыщения обрабатываемой жидкости биологически полезными веществами, повышена экономическая эффективность, расширена область применения, а благодаря устройству, реализующему преложенный способ, снижены энергозатраты на обработку жидкости и сокращено время ее обработки, достигнута возможность регулирования процесса обработки жидкости, достигнута многофункциональность установки.
Claims (6)
1. Способ электрохимической обработки жидкости, включающий воздействие постоянным электрическим током в электрохимической ячейке, разделенной проницаемой диафрагмой на катодную и анодную камеры, на поток обрабатываемой жидкости, протекающей не менее чем через одну камеру, отличающийся тем, что обработку потока жидкости осуществляют путем направленного перемещения в катодной камере между внутренней поверхностью секций катода, выполненного составным, распределенного по длине электрохимической ячейки, и наружной поверхностью телескопически расположенной проницаемой диафрагмы из диэлектрика в форме втулки, во внутренней полости которой размещают соосно анод, таким образом, что поток обрабатываемой жидкости поочередно несколько раз приближают на минимальное расстояние к поверхности составного катода, омывая его обрабатываемой жидкостью, а затем поток обрабатываемой жидкости разворачивают и направляют, приближая на минимальное расстояние к наружной поверхности проницаемой диафрагмы из диэлектрика, омывая ее периодически и повторяя такую процедуру многократно, при этом продукты электрохимической обработки, поступающие и образующиеся в анодной камере, удаляют путем пропускания через нее буферной промывочной жидкости с заданным расходом, которую направляют противоположно направлению перемещения обрабатываемой жидкости в катодной камере, при этом плотность тока регулируют по высоте катодной камеры и поддерживают на заданном уровне управляемыми регуляторами тока, которые отрицательными выходами полюсов подключают к секциям составного катода, распределенным по длине электрохимической ячейки, входные отрицательные цепи которых подключают через коммутатор питания, распределенного по напряжению, к многоуровневому по напряжению источнику питания, объемный расход жидкости, подвергаемой обработке в катодной камере, поддерживают заданной величины и выводят после прохождения катодной камеры из электрохимической ячейки, поток буферной промывочной жидкости подают со стороны вывода обрабатываемой жидкости из катодной камеры и после прохождения анодной камеры выводят из нее.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в поток буферной промывочной жидкости со стороны ее ввода дополнительно дозируют биологически полезные микроэлементы и вещества.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение объемного расхода буферной промывочной жидкости и объемного расхода обрабатываемой жидкости поддерживают как 0,05-0,5:1.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что буферную промывочную жидкость и газообразные продукты электрохимической обработки, выделяющиеся на электродах электрохимической ячейки, отделяют от жидкости и направляют на утилизацию.
5. Устройство электрохимической обработки жидкости, содержащее электрохимическую ячейку, включающую корпус, вертикальные коаксиальные катод и анод, установленные в диэлектрических втулках, проницаемую диафрагму, установленную во втулках между электродами и разделяющую межэлектродное пространство на электродные камеры, а также линии подвода и отвода обрабатываемой жидкости, источник тока, соединенный с катодом и анодом через коммутатор, и электрические цепи, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено сепаратором, коллектором сбора попутного газа, пористым разделителем, сборником обработанной жидкости, управляемыми регуляторами тока, расхода обрабатываемой жидкости, расхода буферной промывочной жидкости, многоуровневым распределенным по напряжению источником постоянного тока, блоком управления и контроля, комплексом сбора данных, управляемыми электрическими цепями, при этом корпус электрохимической ячейки дополнительно снабжен фланцами по торцам из диэлектрика, внутри корпуса соосно с ним и с зазором смонтирован катод, выполненный составным из отдельных колец, расположенных с зазором между своими торцами относительно друг друга, а вдоль внутренней полости составного катода и соосно с ним с зазором относительно внутренней поверхности катода расположена проницаемая диафрагма, выполненная в виде втулки из проницаемого диэлектрика, которая своими торцами плотно соединена с фланцами корпуса электрохимической ячейки с возможностью образования катодной камеры, внутри втулки из проницаемого диэлектрика соосно с ней и с зазором относительно ее внутренней поверхности смонтирован анод с возможностью образования анодной камеры, каждое кольцо составного катода соединено с отрицательными выходами управляемых регуляторов тока, которые своими входными цепями подключены через коммутатор распределения напряжения к многоуровневому распределенному по напряжению источнику постоянного тока, катодная камера между составным катодом и втулкой из проницаемого диэлектрика через управляемый регулятор расхода обрабатываемой жидкости сообщена с входом подачи обрабатываемой жидкости, а с противоположной стороны от ввода обрабатываемой жидкости катодная камера сообщена со сборником обработанной жидкости, при этом со стороны вывода из катодной камеры обрабатываемой жидкости анодная камера сообщена с выходом управляемого регулятора буферной промывочной жидкости, вход которого сообщен с входом подачи буферной промывочной жидкости, а противоположная сторона анодной камеры через сепаратор сообщена с выходом сепаратора на каналы утилизации отработанной буферной промывочной жидкости и попутного газа, выделяемого на аноде, при этом цепи регулируемых регуляторов тока, регуляторов расхода обрабатываемой жидкости и буферной промывочной жидкости и коммутатора распределено подключены по напряжению питания к блоку управления и контроля, к входу которого подключен комплекс сбора данных и ввода задания режима обработки жидкости, причем корпус в верхней части электрохимической ячейки снабжен коллектором сбора попутного газа, выделяемого с поверхности катода и подсоединенного к каналу утилизации через пористый разделитель, кольцевая катодная камера вдоль своей длины дополнительно снабжена большими и малыми кольцевыми перегородками из диэлектрика, большие кольцевые перегородки наружными поверхностями плотно прилегают к внутренней поверхности корпуса электрохимической ячейки и с зазором граничат с наружной поверхностью втулки из проницаемого диэлектрика, а в промежутках между большими кольцевыми перегородками смонтированы малые кольцевые перегородки из диэлектрика, их наружные поверхности с зазором расположены по середине каждого кольцевого катода, а внутренние поверхности малых кольцевых перегородок плотно охватывают втулку из проницаемого диэлектрика, причем большие кольцевые перегородки расположены между торцевыми зазорами колец составного катода.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено управляемым дозатором, через который анодная камера со стороны ввода буферной промывочной жидкости сообщена с вводом биологически полезных микроэлементов и веществ, при этом управляемая цепь дозатора биологически полезных микроэлементов и веществ распределено подключена по напряжению питания к блоку управления и контроля.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128681/15A RU2235689C1 (ru) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Способ и устройство электрохимической обработки жидкости |
| KR1020030100154A KR20050030520A (ko) | 2003-09-26 | 2003-12-30 | 전기화학적 액체 처리 방법 및 장치 |
| KR20-2004-0008141U KR200354179Y1 (ko) | 2003-09-26 | 2004-03-24 | 전기화학적 액체 처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128681/15A RU2235689C1 (ru) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Способ и устройство электрохимической обработки жидкости |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2235689C1 true RU2235689C1 (ru) | 2004-09-10 |
Family
ID=33434136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003128681/15A RU2235689C1 (ru) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Способ и устройство электрохимической обработки жидкости |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (2) | KR20050030520A (ru) |
| RU (1) | RU2235689C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101297672B1 (ko) | 2012-02-13 | 2013-08-21 | (주) 테크로스 | 전기분해를 이용한 수 처리장치의 전해챔버 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3910829A (en) * | 1973-06-09 | 1975-10-07 | Sachs Systemtechnik Gmbh | Method and apparatus for the disinfection of liquids by anodic oxidation and preceding reduction |
| RU2038323C1 (ru) * | 1992-04-03 | 1995-06-27 | Бахир Витольд Михайлович | Устройство для очистки и обеззараживания воды |
| RU2064440C1 (ru) * | 1992-06-04 | 1996-07-27 | Научно-производственное объединение "Экран" | Способ обработки воды |
-
2003
- 2003-09-26 RU RU2003128681/15A patent/RU2235689C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-12-30 KR KR1020030100154A patent/KR20050030520A/ko not_active Abandoned
-
2004
- 2004-03-24 KR KR20-2004-0008141U patent/KR200354179Y1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3910829A (en) * | 1973-06-09 | 1975-10-07 | Sachs Systemtechnik Gmbh | Method and apparatus for the disinfection of liquids by anodic oxidation and preceding reduction |
| RU2038323C1 (ru) * | 1992-04-03 | 1995-06-27 | Бахир Витольд Михайлович | Устройство для очистки и обеззараживания воды |
| RU2064440C1 (ru) * | 1992-06-04 | 1996-07-27 | Научно-производственное объединение "Экран" | Способ обработки воды |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050030520A (ko) | 2005-03-30 |
| KR200354179Y1 (ko) | 2004-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5871623A (en) | Apparatus for electrochemical treatment of water and/or water solutions | |
| Zuo et al. | Combined electrocoagulation and electroflotation for removal of fluoride from drinking water | |
| RU2096337C1 (ru) | Установка для электрохимической очистки воды и/или водных растворов | |
| EP2010456B1 (en) | Process and apparatus for sewage water purification | |
| RU2040477C1 (ru) | Устройство для обеззараживания и очистки воды | |
| RU2064440C1 (ru) | Способ обработки воды | |
| RU2038322C1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды | |
| WO1998050309A1 (en) | Apparatus for electrochemical treatment of water and/or water solutions | |
| CN101795979A (zh) | 分解液体中的有害物质的设备和方法以及该设备的应用 | |
| RU2088539C1 (ru) | Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов | |
| KR19980087770A (ko) | 전해부상법을 이용한 폐수 처리 장치 및 방법 | |
| RU2235689C1 (ru) | Способ и устройство электрохимической обработки жидкости | |
| RU2091320C1 (ru) | Установка для электрохимической обработки и очистки воды и/или водных растворов | |
| RU2038323C1 (ru) | Устройство для очистки и обеззараживания воды | |
| RU2100483C1 (ru) | Способ обработки воды гипохлоритом натрия и проточный электролизер для получения гипохлорита натрия | |
| RU2141453C1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов | |
| AU601447B2 (en) | A continuous process of separating electrically charged solid, pulverulent particle by electrophoresis and electroosmosis | |
| JP2000334462A (ja) | 充填床式電気化学水処理装置及びその方法 | |
| KR100366899B1 (ko) | 김양식장에 산처리 하는 방법 및 상기 방법에 사용되는 산처리제를 제공하는 대용량 전해수 제조장치 | |
| RU2360869C2 (ru) | Устройство для электролитической обработки нефтесодержащих вод | |
| RU2357927C2 (ru) | Устройство для электрохимической очистки воды | |
| RU2076847C1 (ru) | Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов | |
| RU2079575C1 (ru) | Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов | |
| KR102163942B1 (ko) | 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템 | |
| US8273240B2 (en) | Method and apparatus for treating wastewater containing emulsified oil |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120927 |