vitold@bakhir.ru
+7 (495) 774-6226, +7 (495) 774-8668
Электрохимические системы и технологии Витольда Бахира

Способ получения дезинфицирующего раствора и устройство для его осуществления

Патент РФ № 2208589. Заявлен 03.08.2001, опубликован 20.07.2003.

Бахир В.М., Задорожний Ю.Г., Паничева С.А.

При гидравлически параллельном соединении элементов ПЭМ-3 в реакторе РПЭ
удельные параметры и характеристики работы реактора в целом в точности соответствуют
параметрам и характеристикам единичного элемента ПЭМ-3. Это позволяет обоснованно
проектировать технические электрохимические системы с реакторами РПЭ необходимой
производительности, опираясь на аналогичные показатели для единичного элемента
ПЭМ-3 при работе в соответствующем режиме.

Исходя из известных представлений о том, что масса веществ m, участвующих
в электрохимических реакциях, определяется затраченным количеством электричества
Qe: m = q x Qe, где Qe = I x t
; q = M/nF, а также, что при одном и том же количестве электричества, энергия
Wm, затраченная в ходе процесса, определяется только значением напряжения
U: Wm = I x U x t , где U = Uразл + Uпол
+ I x R, были выполнены на различных электрохимических системах исследования
взаимосвязи степени отклонения физико-химических параметров активированного
раствора от состояния равновесия (степени метастабильности раствора), интенсивности
и глубины электрохимического воздействия, а также минерализации исходного раствора.
В результате выполненных исследований показано, что метастабильные (релаксирующие
во времени) свойства и физико-химические параметры анолита и католита, полученных
при одинаковых удельных затратах количества электричества, определяются степенью
неравновесности электрохимического воздействия, но не законами электролиза.
При этом наиболее существенное влияние на степень метастабильности разбавленного
водного раствора хлорида натрия оказывает механизм переноса заряда через диафрагму
в проточном электрохимическом реакторе в зависимости от соотношения удельного
количества электричества и минерализации исходной воды. При I/Q < Fx cNaCl ионы гидроксила (OH- ) и гидроксония (H+ ) практически
не участвуют в переносе заряда через диафрагму ввиду их малой концентрации в
сравнении с концентрацией анионов хлора и катионов натрия. При I/Q @ Fx
cNaCl в переносе заряда принимают участие все имеющиеся в исходном
растворе ионы. При I/Q > Fx cNaCl в переносе заряда участвуют
только ионы гидроксила (OH- ) и гидроксония (H+ ).

Исследованиями на единичных элементах ПЭМ-3 установлено, что при получении
анолита АНК по схеме с прямоточным движением растворов в электродных камерах,
концентрация оксидантов в анолите в среднем на 15% меньше, чем при противотоке
растворов в электродных камерах. Кроме того, установлено, что регулирование
рН анолита АНК сбросом части католита эффективнее производить при движении растворов
в противотоке, поскольку в этом случае необходимый объем сбрасываемого в дренаж
католита уменьшается в среднем на 20% в сравнении со схемой движения растворов
в электродных камерах элемента ПЭМ-3 прямотоком, т.е. в одном направлении.

Анализ результатов экспериментальных исследований позволил разработать
описаную в патенте схему получения анолита АНК с двумя гидравлически последовательно
включенными элементами ПЭМ-3 в режиме противотока.

Установлено, что подобная схема включения элементов ПЭМ позволяет создать эффективный
реактор для производства анолита АНК из исходного раствора хлорида натрия концентрацией
менее 2,5 г/л и содержанием оксидантов до 500 — 600 мг/л. Если учесть, что анолит
АНК, вырабатываемый установками СТЭЛ-10Н-120-01 и СТЭЛ-60-03-АНК характеризуется
соотношением общей минерализации к концентрации оксидантов в пределах 10 -15,
а соответствующий показатель для установок типа ЭХА-30 намного превышает эти
величины, то отношение общей минерализации к содержанию оксидантов в анолите
АНК, полученном в реакторе с двумя последовательно включенными элементами ПЭМ-3,
находится в пределах от 5 до 7, что является важным фактором уменьшения коррозионной
активности анолита. Анолит АНК с указанными значениями отношения общей минерализации
(которая в общем случае соответствует концентрации хлорида натрия в исходном
растворе) к концентрации оксидантов назван анолитом АНК со средним удельным
содержанием оксидантов, в отличие от анолита АНК с величиной соотношения указанных
параметров от 10 и выше, который обозначен как анолит АНК с низким удельным
содержанием оксидантов.