RU2605084C1 - Электролизер с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений - Google Patents
Электролизер с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2605084C1 RU2605084C1 RU2015141347/04A RU2015141347A RU2605084C1 RU 2605084 C1 RU2605084 C1 RU 2605084C1 RU 2015141347/04 A RU2015141347/04 A RU 2015141347/04A RU 2015141347 A RU2015141347 A RU 2015141347A RU 2605084 C1 RU2605084 C1 RU 2605084C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- electrolyzer
- electrolytic cell
- peroxide compounds
- Prior art date
Links
- -1 peroxide compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 102000010410 Nogo Proteins Human genes 0.000 claims 1
- 108010077641 Nogo Proteins Proteins 0.000 claims 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011195 cermet Substances 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 15
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical group FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электролизеру с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений, содержащему коаксиально установленные катод и анод цилиндрической формы, разделенные ионоселективной мембраной. При этом анод выполнен из стеклоуглерода марки СУ-2000, катод изготовлен из никеля, причем внутри катода установлен технологический узел Ni сетка + углеграфитовый волокнистый материал - катализатор/сорбент, катод соединен с днищем и крышкой, образуя корпус электролизера, на дне катодного пространства устанавливают металлокерамические распиливающие элементы. Технической задачей данного изобретения является создание универсальной установки-электролизера, позволяющей снизить энергоемкость, материалоемкость и эксплуатационные расходы, а также с высокой эффективностью не только очищать сточные воды с широким спектром загрязнений, но и получать несколько неорганических перекисных соединений. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции электролизных установок, и может быть использовано для получения нескольких неорганических перекисных соединений, а также для очистки сточных вод.
Известно устройство для электрохимической активации воды и водных растворов, используемой для питьевых целей [Патент RU №2277070, МПК C02F 1/46], в котором коаксиально расположены положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемая диафрагма между ними, нижняя и верхняя коллекторные головки с гидравлическими каналами, стягиваемые резьбовым соединением. Отрицательно заряженный электрод имеет форму полого цилиндра с винтовой канавкой на внутренней поверхности, установлен вертикально и выполняет функцию корпуса. Положительно заряженный электрод выполнен в виде стержня с резьбовыми наконечниками, наружная поверхность которого имеет винтовую канавку и резьбовые наконечники, шаг винтовой канавки на стержне выполнен равным шагу винтовой канавки отрицательно заряженного электрода, при этом разделенные цилиндрическим сепаратором из микропористой пластмассы выступы винтовой канавки стержня расположены напротив впадин винтовой канавки отрицательно заряженного электрода. За счет выполнения на катоде и аноде винтовых канавок для ориентированной подачи потоков обрабатываемой жидкости обеспечивается турбулентное движение обрабатываемой жидкости. Это увеличивает площадь взаимодействия потока с электродами, а также использование в этом полого цилиндрического сепаратора из микропористой пластмассы. Этими признаками достигается указанный выше технический результат.
Для подачи воды в устройство она должна быть предварительно очищена от механических примесей с помощью общеизвестных фильтров.
Недостатками данной конструкции являются повышенный расход электроэнергии на активацию воды, так как получают два потока - католит и анолит, и отсутствие возможности получения единого потока воды с заданным потенциалом.
Известен [Патент RU №2078737, МПК C02F 1/461], в котором разработано устройство для электрохимической обработки воды, содержащее электрохимическую ячейку. Электрохимическая ячейка состоит из коаксиальных внешнего цилиндрического электрода, внутреннего стержневого электрода и керамической диафрагмы между ними. Внешний электрод герметично и жестко закреплен в нижней и верхней диэлектрических втулках. С втулками соединены нижняя и верхняя диэлектрические коллекторные головки. В головках выполнены также осевые каналы, в которые входят концевые части внутреннего электрода. Диафрагма зафиксирована в головках с помощью прокладок. Внутренний электрод фиксируется с помощью упругих уплотнений и размещенными прижимными шайбами и гайками. На концах электрода выполнена резьба. Нижняя и верхняя втулки выполнены соответственно с каналами и для подвода и отвода обрабатываемой воды в камеру цилиндрического электрода. Каналы выведены на боковую поверхность втулок и снабжены штуцерами. Коллекторные головки соединены с втулками с помощью пазовых соединений. Головки выполнены с каналами для подвода обрабатываемой воды в камеру стержневого электрода. Каналы выведены на боковую поверхность головок и снабжены штуцерами. Упругие прокладки размещены в пазовых соединениях.
Существенным недостатком данной конструкции является ограниченное ее применение для электрохимической обработки воды.
Во-первых, в данной конструкции поток обрабатываемой воды поступает в электролизер снизу вверх, т.е. в режиме восходящего прямотока. Так как стержневой электрод выполнен переменного сечения и диаметр его концевых частей составляет 0,75 диаметра его средней части, при этом его средняя часть с большим диаметром расположена на уровне выхода воды, то в этих условиях реализуется режим газлифта. Соотношение газовой и жидкой фаз очень мало, что не позволяет обеспечить хорошую абсорбцию выделяющегося молекулярного хлора, т.е. низкую скорость окисления загрязнений.
Во-вторых, судя по величине окислительно-восстановительного потенциала раствора анолита, основным дезинфицирующим агентом является молекулярный хлор. Как известно, при окислении загрязнений молекулярным хлором образуются канцерогенные хлорорганические продукты.
В-третьих, применение в качестве анодных материалов электродов типа ОРТА допустимо при электрохимической обработке воды с высоким содержанием хлорид ионов. Так как скорость коррозии ОРТА определяется концентрацией хлорид ионов в растворе.
В-четвертых, высоки капитальные затраты на изготовление таких электролизеров и эксплуатационные затраты при их использовании для электрохимической очистки воды.
Технической задачей данного изобретения является создание универсальной установки-электролизера, позволяющей снизить энергоемкость, материалоемкость и эксплуатационные расходы, а также с высокой эффективностью не только очищать сточные воды с широким спектром загрязнений, но получать несколько неорганических перекисных соединений.
Поставленная задача достигается тем, что электролизер с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений содержит коаксиально установленные катод и анод цилиндрической формы, разделенные ионоселективной мембраной, при этом анод выполнен из стеклоуглерода марки СУ-2000, а катод изготовлен из никеля, причем внутри катода установлен технологический узел Ni сетка + УГВМ катализатор/сорбент, при этом катод при соединении с днищем и крышкой образует корпус электролизера с установленными на дне катодного пространства металлокерамическими распиливающими элементами. Внутри анода из стеклоуглерода расположен узел для охлаждения поверхности анода. В случае работы в режиме очистки сточной воды поток обрабатываемой воды поступает в катодное пространство электролизера сверху вниз, при этом поток озон-кислородной смеси, генерируемый на аноде, поступает в обрабатываемую воду в электролизере через распиливающие металлокерамические элементы снизу в верх. В случае работы в режиме электролиза получается два товарных продукта: разбавленные щелочные растворы перекиси водорода и озон-кислородная смесь.
Предлагаемая конструкция электролизера изображена на фиг. 1, где 1 - никелевый корпус, 2 - технологический узел, состоящий из никелевой сетки и УГВМ, 3 - анод из стеклоуглерода, 4 - фторопластовый каркас для крепления ионообменной мембраны или фильтрующей диафрагмы, 5 - ионоселективная мембрана, 6 - штуцер для подачи анолита, 7 - штуцер для подачи католита, 8 - верхний разделительный диск, 9 - днище, 10 - крышка, 11 - нижний разделительный диск, 12 - узел для охлаждения поверхности анода, 13 - штуцер для подачи охладителя, 14 - штуцер для вывода охладителя, 15 - прижимные диски, 16 - болтогаечные соединительные комплекты, 17 - верхняя гайка, 18 - нижняя гайка, 19 - штуцер для выхода анолита, 20 - штуцер для выхода католита и входа озон-кислородной смеси, 21 - втулка, 22 - штуцер для выхода озон-кислородной смеси, 23 - штуцер для выхода очищенной воды. Электролизер состоит из никелевого корпуса в виде коаксиально расположенного катода (1), анода из стеклоуглерода (3) цилиндрической формы. Катод цилиндрической формы при соединении с днищем (9) и крышкой (10) образует корпус электролизера. Анод также цилиндрической формы расположен внутри электролизера коаксиально катоду. Межэлектродное расстояние между катодом и анодом 50-60 мм. Катодное и анодное пространство разделяет ионоселективная мембрана (5). Расстояние мембраны от анода не более 5 мм. Мембрана крепится на фторопластовом цилиндре, также коаксиально расположенным. Поверхность фторопластового цилиндра имеет перфорационные отверстия. Фторопластовый цилиндр с мембраной закрепляется на верхнем разделительном диске (8), отделяющем рабочее пространство электролизера от крышки. Внутри корпуса-катода устанавливается цилиндрической формы технологический узел, состоящей из никелевой сетки и углеграфитового волокнистого материала (УГВМ) (2). Катод изготавливается из никелевого листа толщиной 2-3 мм, диаметром 50-60 мм, материалом анода служит стеклоуглерод марки СУ-2000 диаметром 29-30 мм. Крышка (10) и днище (9) имеют цилиндрическую форму и изготавливаются из фторопласта. Крышка служит для подачи анолита (штуцер 6), выхода озон-кислородной смеси из анодного пространства (штуцер 22) и для крепления анода (верхняя гайка 17). Днище служит для выхода отработанных анолита и католита. Днище также имеет 2 штуцера: через один удаляется анолит (19), через другой (20) - католит, штуцер для вывода католита также служит для подачи озон-кислородной смеси в катодное пространство. Благодаря такой конструкции электролизера становится возможным прямая подача озон-кислородной смеси из анодного пространства в катодное, что способствует интенсификации проводимых процессов, снижению их энергоемкости. Подача католита или очищаемой сточной воды в электролизер, осуществляется посредством штуцера (7), входящего непосредственно в катодное пространство. Днище также используется для крепления анода.
Рабочее пространство электролизера отделяется от крышки и днища верхним и нижним разделительными дисками (8, 11), изготовленными из фторопласта. В верхнем разделительном диске с двух сторон выполнены канавки для закрепления в них каркаса для диафрагмы, технологического узла Ni + УГВМ, катода, крышки. В нижнем разделительном диске также имеются канавки для крепления технологического узла и днища. Между нижним разделительным диском и днищем расположена фторопластовая втулка (21). На втулке выполнены канавки для размещения уплотнительных фторопластовых колец, в которые герметично устанавливается анод, фторопластовый каркас с мембраной или диафрагмой (4). Анод из стеклоуглеродного материала внутри полый, и эта полость выполняет роль охлаждающей камеры. Узел для охлаждения поверхности анода (12) вставляется в верхнюю часть анода. На нижнюю часть анода, надевается втулка со сквозным отверстием. Вместе с втулкой анод крепится на днище. Через втулку потоки отработанных анолита и католита соединяются с выходными патрубками. Катод и днище так же, как катод и крышка, соединяются с помощью болтогаечного соединения (16) и прижимных дисков (15).
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Пример 1. Режим электрохимической очистки сточной воды.
Электрохимическую очистку сточной воды осуществляют в электролизере с анодом из стеклоуглерода СУ-2000 и комбинированным катодом (корпус + технологический узел Ni + УГВМ катализатор/сорбент). В анодное пространство электролизера через штуцер 6 заливают 40% раствора NH4HF2, а в катодное пространство электролизера через штуцер 7 пропускают поток сточной воды с химическим потреблением кислорода (ХПК) = 115 мг O2/л. Задают токовую нагрузку на электролизер 20 А. Выделяющаяся озон-кислородная смесь инжектируется снизу вверх в очищаемую сточную воду. Скорость потока озон-кислородной смеси с концентрацией озона 25% составляет 6,9 л/ч. По окончании заданного времени очистки определялся перманганатный индекс воды. ХПК составило = 25 мг O2/л.
Пример 2. Режим электросинтеза нескольких неорганических перекисных соединений.
Электрохимический синтез нескольких неорганических соединений персульфата аммония и разбавленных щелочных растворов перекиси водорода осуществляют в электролизере с анодом из стеклоуглерода СУ-2000 и комбинированном катодом (корпус + технологический узел Ni + УГВМ катализатор/сорбент). В анодное пространство электролизера через штуцер 6 заливается 3М раствор (NH4)2SO4, а в катодное пространство электролизера через штуцер 7 заливается 1%-10% раствор NaOH. Задают токовую нагрузку на электролизер 20 А. Выделяющаяся озон-кислородная смесь инжектируется снизу вверх в катодное пространство электролизера. Скорость потока озон-кислородной смеси с концентрацией озона 2 об. % составляет 0,73 л/ч. По истечении заданного времени отключают токовую нагрузку. Из анодного пространства через штуцер (19) сливают раствор сульфата аммония и определяют в нем количество персульфат ионов и далее рассчитывают выход по току (NH4)2S2O8. Выход по току (NH4)2S2O8 = 90%. Из катодного пространства через штуцер (20) сливали раствор NaOH, определяли в нем количество пероксид ионов и далее рассчитывали выход току H2O2. Выход по току H2O2 = 60%.
Высокая эффективность электрохимической очистки сточной воды и электросинтеза неорганических перекисных соединений достигается в результате протекания следующих процессов.
1. На аноде происходит окисление молекул воды с образованием озон-кислородной смеси. При этом одновременно модифицируется поверхность анода в результате электрохимической сорбции функциональных фторкарбоновых групп, что снижает скорость коррозии анодов из СУ 2000.
2. На комбинированном катоде протекают процессы электровосстановления органических загрязнений и молекулярного кислорода до перекиси водорода. Применение в комбинированном катоде углеграфитовых волокнистых материалов с высокой пористостью и тканной структурой позволяет снять диффузионные ограничения. В катодном пространстве протекают процессы жидкофазного окисления органических загрязнений активным кислородом, образующимся при каталитическом разложении озона перекисью водорода. На комбинированном катоде также осуществляется электрохимически управляемая сорбция органических загрязнений.
Техническим результатом предлагаемого изобретения конструкции является обеспечение снижения энергоемкости не менее чем на 30%, материалоемкости на 50% и эксплуатационных расходов в 5-10 раз.
Это достигается за счет:
- применения модифицированных электродов с улучшенной электрокаталитической активностью и коррозионной стойкостью из стеклоуглерода с наноразмерными поверхностными фторкарбоновыми группами и с наноразмерным поверхностным оксидом, также из углеграфитовых волокнистых материалов с наноразмерными карбоксильными и фенольными группами в электрохимическое производство персульфата аммония и пероксида водорода и жидкофазных адсорбционных технологий водоочистки, водоподготовки модифицированных углеграфитовых волокнистых материалов с улучшенной сорбционной емкостью и увеличенным межрегенерационным периодом с наноразмерными поверхностными карбоксильными, фенольными и др.,
- возобновляемой модификации поверхности электродов при работе электролизера,
- использования единого корпуса, при этом конструкция содержит меньше соединительных элементов вне корпуса электролизера, что позволяет снизить массогабаритные характеристики, повысить надежность и безопасность электролизера в эксплуатации.
Из приведенного выше описания понятно, что предлагаемое изобретение может быть реализовано как в соответствии с рассмотренным примером, так и в других конкретных формах без отступления от существа изобретения, определенного заявленной формулой.
Claims (5)
1. Электролизер с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений, содержащий коаксиально установленные катод и анод цилиндрической формы, разделенные ионоселективной мембраной, при этом анод выполнен из стеклоуглерода марки СУ-2000, катод изготовлен из никеля, причем внутри катода установлен технологический узел Ni сетка + углеграфитовый волокнистый материал - катализатор/сорбент, катод соединен с днищем и крышкой, образуя корпус электролизера, на дне катодного пространства устанавливают металлокерамические распиливающие элементы.
2. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что внутри анода из стеклоуглерода расположен узел для охлаждения поверхности анода.
3. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что при работе в режиме очистки сточной воды поток обрабатываемой воды поступает в катодное пространство электролизера сверху вниз.
4. Электролизер по п. 3, отличающийся тем, что поток озон-кислородной смеси, генерируемый на аноде, поступает в обрабатываемую воду в электролизере через распиливающие металлокерамические элементы снизу вверх
5. Электролизер по п. 1, отличающийся тем, что при работе в режиме электролиза получаются разбавленные щелочные растворы перекиси водорода и озон-кислородная смесь.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015141347/04A RU2605084C1 (ru) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Электролизер с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015141347/04A RU2605084C1 (ru) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Электролизер с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2605084C1 true RU2605084C1 (ru) | 2016-12-20 |
Family
ID=58697296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015141347/04A RU2605084C1 (ru) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Электролизер с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2605084C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729184C1 (ru) * | 2019-12-12 | 2020-08-05 | Сергей Владимирович Силин | Электрохимический реактор и установка для электрохимического синтеза смеси оксидантов |
| RU2759853C1 (ru) * | 2020-12-09 | 2021-11-18 | Дмитрий Валерьевич Татеосов | Аппарат для электролиза воды или водных растворов с получением анолита и католита |
| RU226521U1 (ru) * | 2024-03-19 | 2024-06-06 | Общество с ограниченной ответственностью НПО "ВНТ" | Устройство для очистки сточных вод от многокомпонентных загрязнений |
| EP4644335A1 (en) * | 2024-04-29 | 2025-11-05 | Instytut Biotechnologii I Medycyny Molekularnej | Ceramic-carbon foam electrodes enriched with metal oxides, their method of preparation, and use in electro-oxidation reactors |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2078737C1 (ru) * | 1994-05-26 | 1997-05-10 | Витольд Михайлович Бахир | Устройство для электрохимической обработки воды |
| RU51613U1 (ru) * | 2005-10-21 | 2006-02-27 | Владимир Викентиевич Виноградов | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов |
| CN1958470A (zh) * | 2006-09-26 | 2007-05-09 | 中国石油大学(华东) | 气液串联放电降解水中有机污染物的方法和装置 |
-
2015
- 2015-09-30 RU RU2015141347/04A patent/RU2605084C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2078737C1 (ru) * | 1994-05-26 | 1997-05-10 | Витольд Михайлович Бахир | Устройство для электрохимической обработки воды |
| RU51613U1 (ru) * | 2005-10-21 | 2006-02-27 | Владимир Викентиевич Виноградов | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов |
| CN1958470A (zh) * | 2006-09-26 | 2007-05-09 | 中国石油大学(华东) | 气液串联放电降解水中有机污染物的方法和装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729184C1 (ru) * | 2019-12-12 | 2020-08-05 | Сергей Владимирович Силин | Электрохимический реактор и установка для электрохимического синтеза смеси оксидантов |
| RU2759853C1 (ru) * | 2020-12-09 | 2021-11-18 | Дмитрий Валерьевич Татеосов | Аппарат для электролиза воды или водных растворов с получением анолита и католита |
| RU226521U1 (ru) * | 2024-03-19 | 2024-06-06 | Общество с ограниченной ответственностью НПО "ВНТ" | Устройство для очистки сточных вод от многокомпонентных загрязнений |
| EP4644335A1 (en) * | 2024-04-29 | 2025-11-05 | Instytut Biotechnologii I Medycyny Molekularnej | Ceramic-carbon foam electrodes enriched with metal oxides, their method of preparation, and use in electro-oxidation reactors |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7691249B2 (en) | Method and apparatus for making electrolyzed water | |
| RU2096337C1 (ru) | Установка для электрохимической очистки воды и/или водных растворов | |
| CN205856075U (zh) | 一种用于水处理的电催化膜反应器 | |
| RU2040477C1 (ru) | Устройство для обеззараживания и очистки воды | |
| RU2605084C1 (ru) | Электролизер с неподвижными электродами для электрохимической очистки сточных вод и получения нескольких неорганических перекисных соединений | |
| CN108793346A (zh) | 一种电吸附耦合扩展活性炭处理微污染苦咸水的装置与方法 | |
| EA013774B1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов | |
| CN105217739A (zh) | 一种旋流电催化水处理方法 | |
| RU2145940C1 (ru) | Проточный электрохимический модульный элемент "пэм-4" для обработки жидкости | |
| RU2038323C1 (ru) | Устройство для очистки и обеззараживания воды | |
| RU2130786C1 (ru) | Электрохимическое устройство для обработки жидкой среды | |
| WO2012010177A1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов | |
| CN215626970U (zh) | 一种废水电化学氧化降解系统 | |
| WO2007046730A2 (en) | Water electrochemical processing device | |
| JP2015196871A (ja) | ラジカル酸素水製造装置およびラジカル酸素水製造方法 | |
| RU2518606C1 (ru) | Установка для электрохимической активации воды | |
| RU2729184C1 (ru) | Электрохимический реактор и установка для электрохимического синтеза смеси оксидантов | |
| RU2367616C2 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов | |
| CN215627333U (zh) | 一种用于污水处理的过滤器 | |
| RU2076847C1 (ru) | Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов | |
| JP3673000B2 (ja) | 電解水製造用電解槽 | |
| RU51613U1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов | |
| RU72690U1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки воды или водных растворов | |
| KR0116304Y1 (ko) | 수처리용 전기산화분해장치 | |
| RU2454489C1 (ru) | Электрохимическая ячейка для обработки растворов электролитов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180131 Effective date: 20180131 |