RU2297981C1 - Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов - Google Patents
Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297981C1 RU2297981C1 RU2005132501/15A RU2005132501A RU2297981C1 RU 2297981 C1 RU2297981 C1 RU 2297981C1 RU 2005132501/15 A RU2005132501/15 A RU 2005132501/15A RU 2005132501 A RU2005132501 A RU 2005132501A RU 2297981 C1 RU2297981 C1 RU 2297981C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- channel
- water
- chamber
- inner electrode
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 49
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 abstract 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 abstract 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 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
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding 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
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
-
- 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
- C02F1/46109—Electrodes
-
- 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
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
-
- 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
- C02F1/4618—Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water
-
- 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
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/46115—Electrolytic cell with membranes or diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4612—Controlling or monitoring
- C02F2201/46125—Electrical variables
- C02F2201/4613—Inversing polarity
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)
Abstract
Изобретение относится к области электролитической обработки воды и водных растворов солей с целью изменения их окислительных и восстановительных свойств и может быть использовано для очистки и обеззараживания воды, катодного умягчения воды, а также получения моющих и дезинфицирующих растворов. Устройство содержит наружный электрод в виде полого цилиндра, внутри которого расположен внутренний электрод. Между электродами размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры. В верхней части боковой поверхности наружного цилиндрического электрода выполнено отверстие, посредством которого внешняя электродная камера соединена выходным каналом. Во внутреннем электроде выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости. Внутренняя камера соединена кольцевым каналом с горизонтальным каналом для подачи обрабатываемой жидкости. Технический эффект - увеличение производительности, расширение диапазона получаемых рН и окислительно-восстановительных потенциалов обработанной воды, повышение надежности работы устройства, увеличение срока эксплуатации, снижение трудозатрат при монтаже и ремонте устройства, снижение энергопотребления при работе устройства, повышение компактности устройства. 14 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области электрохимической обработки воды и водных растворов солей с целью изменения их окислительных и восстановительных свойств. Изобретение может быть использовано для очистки и обеззараживания воды, катодного умягчения воды, а также получения моющих и дезинфицирующих растворов.
Известны различные виды устройств для электрохимической обработки воды, содержащие наружный цилиндрический электрод, внутри которого расположен внутренний электрод, где между электродами размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры [Заявка Японии №1-104387, кл. С02F 1/46, 1989, Патент России №2078737, кл. C02F 1/46, 1997].
Получению требуемого технического результата препятствуют ограниченные функциональные возможности устройств, не позволяющие получать растворы с заданным окислительно-восстановительным потенциалом в широком диапазоне и различными значениями рН.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков (прототипом) к предлагаемому устройству является устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов, содержащее наружный трубчатый электрод, внутри которого расположен внутренний электрод, между электродами размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры, внешняя электродная камера через отверстия в боковой поверхности наружного цилиндрического электрода соединена с входными и выходными каналами, во внутреннем электроде выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости [Патент России №21328216, кл. C02F 1/46, 1999 г.].
Получению требуемого технического результата препятствуют ограниченные возможности устройства, не позволяющие получать растворы с заданным окислительно-восстановительным потенциалом в широком диапазоне, невысокая производительность, сложность монтажа и ремонта.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи создания устройства для электрохимической обработки воды или водных растворов с высокой производительностью.
Технический результат, получаемый при реализации заявляемого изобретения, выражается в увеличении производительности, расширении диапазона получаемых pH и окислительно-восстановительных потенциалов обработанной воды, повышении надежности работы устройства, увеличении срока эксплуатации, снижении трудозатрат при монтаже и ремонте устройства, снижении энергопотребления при работе устройства, повышении компактности устройства.
Для достижения вышеуказанного технического результата в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов, содержащем наружный электрод в виде полого цилиндра, внутри которого коаксиально расположен внутренний электрод цилиндрической формы, между электродами коаксиально размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры, в верхней части боковой стенки наружного электрода выполнено отверстие, соединяющее внешнюю электродную камеру с каналом для отвода жидкости, в верхней части внутреннего электрода выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости, внутреннюю электродную камера выполняют напрямую соединенной с каналом для подачи жидкости, а внутренний электрод выполняют со сплошной стенкой в нижней своей части.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов наружный электрод, внутренний электрод и диафрагма закреплены на нижнем фланце, в котором выполнен канал для подачи жидкости, сообщающийся с внутренней электродной камерой.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов наружный электрод, внутренний электрод и диафрагма закреплены сверху крышкой, причем диафрагма размещена с помощью пазовых соединений с резиновыми уплотнениями для улучшения герметичности.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов внутренний электрод выполнен в виде стержня.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов внутренний электрод выполнен в виде полого цилиндра с размещенной внутри, по меньшей мере, одной заглушкой, герметизирующей внутреннюю полость, размещенной под отверстием, соединяющим внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов электрод выполнен составным, по меньшей мере, из двух частей, причем в верхней части выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов части внутреннего электрода соединены между собой посредством механического соединения, например резьбового соединения.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов в нижней части боковой стенки наружного электрода выполнено, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие, соединяющее внешнюю электродную камеру с каналом для подачи жидкости.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов внутренний электрод является анодом, а наружный электрод является катодом.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов внутренний электрод установлен с помощью шпильки или болта на нижнем и/или верхнем фланце.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов в нижнем фланце выполнено кольцевое отверстие, образующее канал для подачи жидкости во внутреннюю электродную камеру.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов в нижнем фланце выполнен, по меньшей мере, один горизонтальный канал подачи жидкости, сообщающийся с каналом для подачи жидкости во внутреннюю электродную камеру.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов полупроницаемая диафрагма выполнена из керамики на основе оксидов циркония или текстиля.
В частном случае выполнения изобретения в устройстве для электрохимической обработки воды или водных растворов полупроницаемая диафрагма выполнена ультрафильтрационной, или микрофильтрационной, или нанофильтрационной.
Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг.1 схематично представлено устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов,
на фиг.2 схематично представлено устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов с дополнительным входным каналом.
на фиг.3 представлено выполнение внутреннего электрода в виде полого цилиндра.
Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов содержит наружный электрод 1 в виде полого цилиндра, внутри которого расположен внутренний электрод 2, между электродами размещена полупроницаемая диафрагма 3, разделяющая электродное пространство на внутреннюю 4 и внешнюю 5 электродные камеры (фиг.1). В верхней части боковой поверхности наружного цилиндрического электрода 1 выполнено отверстие 6, посредством которого внешняя электродная камера соединена выходным каналом 7. Во внутреннем электроде 2 выполнено, по меньшей мере, одно отверстие 8, соединяющее внутреннюю камеру 4 с каналом 9 для отвода жидкости. Внутренняя камера 4 соединена кольцевым каналом 10 с горизонтальным каналом 11 для подачи обрабатываемой жидкости.
Наружный электрод 1, внутренний стержневой электрод 2 и диафрагма 3 закреплены взаимно неподвижно и коаксиально при помощи крышки 12 и нижнего фланца 13. Нижний фланец 13 может быть выполнен составным.
Диафрагма 3 закреплена с помощью пазовых соединений в нижнем фланце 13 и крышке 12, а по торцам уплотнена резиновыми кольцами. Наружный электрод 1 установлен на нижнем фланце 13, а его закрепление осуществлено прижимом крышки 12. Наружный электрод может быть закреплен на нижнем фланце путем приваривания наружного электрода к детали в виде плоского кольца с последующим соединением с фланцем 13 болтом.
Внутренний электрод 2 установлен на нижнем фланце 13 с помощью шпильки 14, а в крышке 12 - с помощью пазовых соединений и стягивающего полого болта 19.
Диафрагма 3 может быть выполнена из керамики на основе оксидов циркония или текстиля. Диафрагма 3 может быть ультрафильтрационной, или микрофильтрационной, или нанофильтрационной.
Герметизация внешней электродной камеры осуществляется за счет установленных в крышке 12 и на фланце 13 уплотнительных элементов 15.
В боковой поверхности наружного цилиндрического электрода 1 может быть выполнено дополнительное отверстие 16, соединяющее внешнюю электродную камеру 5 с входным каналом 17 (фиг.2).
В зависимости от функционального использования внутренний электрод может являться катодом, а наружный электрод - анодом, внутренняя электродная камера может быть рабочей, а внешняя электродная камера вспомогательной.
Внутренний электрод 2 может быть выполнен стержневым и состоять из двух частей верхней 2/ и нижней 2// (фиг.l). Отверстия 8 выполнены в верхней части стрежневого электрода 2//. Верхняя 2/ и нижняя 2// части электрода 2 могут быть соединены между собой различными способами, например посредством резьбового соединения. Возможен другой частный случай выполнения внутреннего электрода, например в виде полого цилиндра с размещенной внутри, по меньшей мере, одной заглушкой 18, герметизирующей внутреннюю полость, размещенной под отверстием 8. Внутренний электрод также может быть выполнен цельно-стержневым с наружной резьбой на концах для стягивания крышки 12 и фланца 13.
Устройство работает следующим образом.
В зависимости от того, какого свойства раствор необходимо получать, в устройство подается вода и/или различные солевые растворы.
Канал 11 предназначен для подачи обрабатываемой воды или солевого раствора. Канал 17 предназначен для подачи солевого раствора. Канал 9 предназначен для отвода обработанной жидкости (анолита). Канал 7 предназначен для отвода католита или солевого раствора.
Для получения анолита и католита в канал 11 подается раствор хлорида натрия, через кольцевой канал 10 раствор поступает во внутреннюю электродную камеру 4. На электроды подается напряжение таким образом, что электрод 2 является анодом, а электрод 1 - катодом. Под давлением раствор через полупроницаемую диафрагму 3 поступает во внешнюю электродную камеру 5. В процессе работы устройства образуются два противоположно заряженных потока ионов на внешней и внутренней поверхностях диафрагмы 3, между потоками возникает разность потенциалов, заряженные потоки увеличивают напряженность электрического поля в диафрагме на 35-50 В/см2, в результате повышается подвижность ионов в порах диафрагмы и снижается электрическое сопротивление устройства. В результате образуется электроактивированный раствор - анолит, который выводится по каналу 9, и раствор - католит, который выводится по каналу 7. При выполнении устройства с дополнительным отверстием 16 и каналом 17 по каналу 17 может также подаваться раствор хлорида натрия.
Для получения дезинфицирующих растворов по каналу 11 подается вода, которая поступает во внутреннюю электродную камеру. По каналу 17 подается 30% раствор хлорида натрия, который циркулирует в полости внешней электродной камеры 5 с использованием канала 7 для слива данного раствора в емкость с солевым раствором, которая затем используется в качестве источника раствора для подачи его обратно в устройство по каналу 17. Вода, проходя через внутреннюю электродную камеру 4, выводится по каналу анолита.
Варианты полярности электродов могут быть различными: внешний электрод - катод, а внутренний - анод, и наоборот, внешний электрод - анод, а внутренний - катод. Благодаря возможности смены полярности электродов не возникает проблем с катодными отложениями и отложениями солей на мембране, что является значительным преимуществом для повышения надежности и долговечности устройства. Катодные отложения, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации, удаляют с помощью изменения полярности электродов, что обеспечивает простоту обслуживания устройства в процессе эксплуатации.
Выполнение внутреннего электрода 2 со сплошной стенкой в нижней своей части и соединение внутренней электродной камеры 4 напрямую с каналом для подачи жидкости 10 позволяет сделать устройство более компактным. При этом высоты внешнего, внутреннего электродов и диафрагмы не сильно отличаются, всего на величину пазов для закрепления. Следовательно, вся поверхность электродов и диафрагмы полностью задействована в электрохимическом процессе, что резко увеличивает производительность установки, при этом достигается экономия материала электродов. Это позволяет расширить диапазон характеристик обработанной воды.
Соединение внутренней электродной камеры напрямую с каналом для подачи жидкости обеспечивает равномерность протока через электродные камеры, высокая степень перемешивания воды в камерах, равномерность электрохимической проработки всего объема протекающей жидкости позволяют обеспечить обработку всех микрообъемов воды в диффузной части двойного электрического слоя на границе раздела фаз "электрод-электролит".
Диафрагма, размещенная между анодом и катодом, вносит основной вклад в электрическое сопротивление устройства. Эффективное использование поверхности диафрагмы позволяет снизить электрическое сопротивление и, следовательно, сделать установку менее энергоемкой. Меняя диафрагмы с различной проницаемостью, можно получать растворы с различными значениями рН и окислительно-восстановительного потенциала.
Выполнение внутреннего электрода 2 со сплошной стенкой в нижней своей части и соединение внутренней электродной камеры 4 напрямую с каналом для подачи жидкости 10 приводит к тому, что в электрохимической обработке участвует внутренняя электродная камера 4, по сравнению с прототипом, где еще дополнительно обрабатываемая вода поступает и внутрь полого внутреннего электрода.
Поднимаясь вверх, вода после обработки попадает в отверстия 8, где вода затормаживается, перемешивается и истекает в канал 9, образуя завихрения для турбулентного перемешивания в объеме. Это уменьшает возможность образования застойных зон на выходе из внутренней электродной камеры, приводит к уменьшению образования застойных зон на входе и на выходе из анодной камеры и более эффективному использованию поверхности диафрагмы.
Конструкция устройства позволяет снизить число спрягаемых и уплотняемых деталей и, следовательно, повысить его надежность.
Монтаж и ремонт устройства осуществляется очень просто. При помощи пазов диафрагма 3 устанавливается вертикально в крышке 12, шпилька 14 вкручивается в электрод 2, далее происходит закрепление деталей путем закручивания болта внизу шпильки 14 и стягивающего болта 19.
Пример выполнения устройства.
Диаметр внутренней поверхности внешнего электрода составляет 34 мм. Диаметр рабочей части внутреннего электрода составляет 16 мм. Межэлектродное расстояние 9 мм. Данные диаметры обеспечивают оптимальные условия контакта каждого объема протекающего раствора или воды с поверхностью диафрагмы. Диафрагма выполнена из керамики. Возможно изготовление диафрагмы и из других устойчивых к воздействию агрессивных сред материалов. Диафрагма может иметь различную толщину и проницаемость, в зависимости от свойств растворов, которые необходимо получить. Катод устройства изготавливается из нержавеющей стали, титана, стеклоуглерода, электропроводящих и кислотостойких материалов, ниобия. Катод покрывается платиной, иридием, окислами рутения, кобальта и других материалов. Анод изготавливается из титана, ниобия, тантала, графита и покрывается платиной, иридием, окислами рутения или других металлов.
С использованием устройства возможно получение растворов со значениями рН от 2 до 12 и окислительно-восстановительного потенциала от -950 мВ до +1200 мВ. В таблице представлены сравнительные характеристики заявляемого устройства и выпускаемых в настоящее время аналогов.
| Таблица | ||
| Параметры и характеристики устройств для электрохимической обработки воды | ||
| Параметры | Устройства | |
| Аналог | Заявляемое | |
| Объемная скорость протока, см3/с | 2,8-8,3 | 27-35 |
| Линейная скорость протока, см/с | 5,8-24 | 25-64 |
| Время обработки воды, с | 0,8-3 | 0,3-0,75 |
| Сила тока, А | 3-8 | 1,5-30 |
| Напряжение, В | 10-24 | 30-120 |
| Минерализация воды, г/л | 0,5-5,0 | 0,1-5,0 |
| Удельное количество электричества, Кл/л | 360-2880 | 40-470 |
| Количество обработанной жидкости, л/ч | 60 | 120 |
| Ресурс непрерывной работы, ч | 15000 | 40000 |
Данные таблицы наглядно показывают более высокие характеристики заявляемого устройства по сравнению с аналогами.
Claims (15)
1. Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов, содержащее наружный электрод в виде полого цилиндра, внутри которого коаксиально расположен внутренний электрод цилиндрической формы, между электродами коаксиально размещена полупроницаемая диафрагма, разделяющая электродное пространство на внутреннюю и внешнюю электродные камеры, в верхней части боковой стенки наружного электрода выполнено отверстие, соединяющее внешнюю электродную камеру с каналом для отвода жидкости, в верхней части внутреннего электрода выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости, отличающееся тем, внутренняя электродная камера напрямую соединена каналом для подачи жидкости, а внутренний электрод выполнен со сплошной стенкой в нижней своей части.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружный электрод, внутренний электрод и диафрагма закреплены на нижнем фланце, в котором выполнен канал для подачи жидкости, сообщающийся с внутренней электродной камерой.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружный электрод, внутренний электрод и диафрагма закреплены сверху крышкой, причем диафрагма размещена с помощью пазовых соединений.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренний электрод выполнен в виде стержня.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренний электрод выполнен в виде полого цилиндра с размещенной внутри, по меньшей мере, одной прокладкой, герметизирующей внутреннюю полость, размещенной под отверстием, соединяющим внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрод выполнен составным, по меньшей мере, из двух частей, причем в верхней части выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с каналом для отвода жидкости.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что части внутреннего электрода соединены между собой посредством механического соединения.
8. Устройство по п.11, отличающееся тем, что части внутреннего электрода соединены между собой посредством резьбового соединения.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижней части боковой стенки наружного электрода выполнено, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие, соединяющее внешнюю электродную камеру с каналом для подачи жидкости.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренний электрод является анодом, а наружный электрод является катодом.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренний электрод установлен с помощью шпильки или болта на нижнем и/или верхнем фланце.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижнем фланце выполнено кольцевое отверстие, образующее канал для подачи жидкости во внутреннюю электродную камеру.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижнем фланце выполнен, по меньшей мере, один горизонтальный канал подачи жидкости, сообщающийся с каналом для подачи жидкости во внутреннюю электродную камеру.
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полупроницаемая диафрагма выполнена из керамики на основе оксидов циркония или текстиля.
15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полупроницаемая диафрагма выполнена ультрафильтрационной, или микрофильтрационной, или нанофильтрационной.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005132501/15A RU2297981C1 (ru) | 2005-10-21 | 2005-10-21 | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов |
| PCT/RU2006/000478 WO2007046730A2 (en) | 2005-10-21 | 2006-09-08 | Water electrochemical processing device |
| CA002637783A CA2637783A1 (en) | 2005-10-21 | 2006-09-08 | A device for electro-chemical water or water solutions |
| EP06812908A EP1961706B1 (de) | 2005-10-21 | 2006-09-08 | Vorrichtung zur elektrochemischen verarbeitung von wasser |
| AT06812908T ATE490946T1 (de) | 2005-10-21 | 2006-09-08 | Vorrichtung zur elektrochemischen verarbeitung von wasser |
| DE502006008479T DE502006008479D1 (de) | 2005-10-21 | 2006-09-08 | Vorrichtung zur elektrochemischen verarbeitung von wasser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005132501/15A RU2297981C1 (ru) | 2005-10-21 | 2005-10-21 | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2297981C1 true RU2297981C1 (ru) | 2007-04-27 |
Family
ID=37962917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005132501/15A RU2297981C1 (ru) | 2005-10-21 | 2005-10-21 | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1961706B1 (ru) |
| AT (1) | ATE490946T1 (ru) |
| CA (1) | CA2637783A1 (ru) |
| DE (1) | DE502006008479D1 (ru) |
| RU (1) | RU2297981C1 (ru) |
| WO (1) | WO2007046730A2 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA013774B1 (ru) * | 2009-02-04 | 2010-06-30 | Владимир Викентиевич ВИНОГРАДОВ | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов |
| DE102009058766A1 (de) | 2009-12-15 | 2011-06-16 | Finatep Ag | Multifunktionelles Flüssigkeitsaufbereitungsgerät (Vorrichtung) zur elektrochemischen Behandlung (Elektrolyse) von Wasser und Wasserlösungen |
| WO2011071414A1 (ru) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Vinogradov Vladimir Vikentievich | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов |
| RU2701913C1 (ru) * | 2018-08-11 | 2019-10-02 | Владимир Николаевич Торопов | Устройство для снижения окислительно-восстановительного потенциала воды |
| RU2733618C1 (ru) * | 2019-11-05 | 2020-10-05 | Сергей Владиславович Егоров | Устройство для электрохимической обработки воды |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012010177A1 (ru) * | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Vinogradov Vladimir Vikentievich | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов |
| DE102015100400A1 (de) | 2015-01-13 | 2016-07-14 | Viktor Türüchanow | Vorrichtung und Verfahren zum Aufreinigen von Flüssigkeiten |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5635040A (en) * | 1996-03-11 | 1997-06-03 | Rscecat, Usa, Inc. | Electrochemical cell |
| RU2132821C1 (ru) * | 1997-06-25 | 1999-07-10 | Стерилокс Текнолоджиз, Инк. | Устройство для электролитической обработки воды |
| RU2145940C1 (ru) * | 1998-10-29 | 2000-02-27 | Бахир Витольд Михайлович | Проточный электрохимический модульный элемент "пэм-4" для обработки жидкости |
| RU44979U1 (ru) * | 2004-10-20 | 2005-04-10 | Виноградов Владимир Викентиевич | Устройство для получения электроактивированных растворов |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01104387A (ja) | 1987-07-04 | 1989-04-21 | Tatsuo Okazaki | 水の電解装置 |
| RU2078737C1 (ru) | 1994-05-26 | 1997-05-10 | Витольд Михайлович Бахир | Устройство для электрохимической обработки воды |
-
2005
- 2005-10-21 RU RU2005132501/15A patent/RU2297981C1/ru active
-
2006
- 2006-09-08 EP EP06812908A patent/EP1961706B1/de not_active Not-in-force
- 2006-09-08 AT AT06812908T patent/ATE490946T1/de active
- 2006-09-08 CA CA002637783A patent/CA2637783A1/en not_active Abandoned
- 2006-09-08 WO PCT/RU2006/000478 patent/WO2007046730A2/ru not_active Ceased
- 2006-09-08 DE DE502006008479T patent/DE502006008479D1/de active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5635040A (en) * | 1996-03-11 | 1997-06-03 | Rscecat, Usa, Inc. | Electrochemical cell |
| RU2132821C1 (ru) * | 1997-06-25 | 1999-07-10 | Стерилокс Текнолоджиз, Инк. | Устройство для электролитической обработки воды |
| RU2145940C1 (ru) * | 1998-10-29 | 2000-02-27 | Бахир Витольд Михайлович | Проточный электрохимический модульный элемент "пэм-4" для обработки жидкости |
| RU44979U1 (ru) * | 2004-10-20 | 2005-04-10 | Виноградов Владимир Викентиевич | Устройство для получения электроактивированных растворов |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA013774B1 (ru) * | 2009-02-04 | 2010-06-30 | Владимир Викентиевич ВИНОГРАДОВ | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов |
| WO2011071414A1 (ru) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Vinogradov Vladimir Vikentievich | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов |
| DE102009058766A1 (de) | 2009-12-15 | 2011-06-16 | Finatep Ag | Multifunktionelles Flüssigkeitsaufbereitungsgerät (Vorrichtung) zur elektrochemischen Behandlung (Elektrolyse) von Wasser und Wasserlösungen |
| RU2701913C1 (ru) * | 2018-08-11 | 2019-10-02 | Владимир Николаевич Торопов | Устройство для снижения окислительно-восстановительного потенциала воды |
| WO2020036514A1 (ru) * | 2018-08-11 | 2020-02-20 | Владимир Николаевич ТОРОПОВ | Устройство для снижения окислительно-восстановительного потенциала воды |
| RU2733618C1 (ru) * | 2019-11-05 | 2020-10-05 | Сергей Владиславович Егоров | Устройство для электрохимической обработки воды |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1961706A2 (de) | 2008-08-27 |
| WO2007046730A3 (en) | 2007-06-07 |
| EP1961706A4 (de) | 2009-10-21 |
| CA2637783A1 (en) | 2007-04-26 |
| WO2007046730A2 (en) | 2007-04-26 |
| ATE490946T1 (de) | 2010-12-15 |
| WO2007046730A8 (fr) | 2007-08-16 |
| DE502006008479D1 (de) | 2011-01-20 |
| EP1961706B1 (de) | 2010-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5635040A (en) | Electrochemical cell | |
| US5783052A (en) | Electrochemical cell | |
| US5427667A (en) | Apparatus for electrochemical treatment of water | |
| US7691249B2 (en) | Method and apparatus for making electrolyzed water | |
| RU2040477C1 (ru) | Устройство для обеззараживания и очистки воды | |
| EA013774B1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов | |
| JP6599411B2 (ja) | 電解セルおよび電解セル用電極板 | |
| RU2297981C1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов | |
| RU51613U1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов | |
| KR100533706B1 (ko) | 전해수 제조장치 | |
| EP2597070A1 (en) | Device for electrochemically processing water or aqueous solutions | |
| RU2145940C1 (ru) | Проточный электрохимический модульный элемент "пэм-4" для обработки жидкости | |
| RU2605084C1 (ru) | Электролизер с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений | |
| RU2038323C1 (ru) | Устройство для очистки и обеззараживания воды | |
| RU2078737C1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды | |
| RU2729184C1 (ru) | Электрохимический реактор и установка для электрохимического синтеза смеси оксидантов | |
| RU2367616C2 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов | |
| RU157070U1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей | |
| RU72690U1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов | |
| RU2586560C2 (ru) | Электрохимический реактор | |
| RU2759853C1 (ru) | Аппарат для электролиза воды или водных растворов с получением анолита и католита | |
| KR100397883B1 (ko) | 전기화학전지 | |
| RU2637506C1 (ru) | Установка для электрохимического разложения водных растворов хлоридов | |
| WO2012096590A1 (ru) | Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов | |
| WO2016178604A2 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов солей |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200723 Effective date: 20200723 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200723 Effective date: 20211004 |