Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора и установка для его осуществления
Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора осуществляют электролизом исходного раствора в реакторе, выполненном из одной или нескольких электрохимических ячеек с коаксиальными цилиндрическими электродами и установленной между ними мелкопористой диафрагмой, разделяющей межэлектродное пространство ячейки на анодную и катодную камеры, причем длина электродных камер в 100-1000 раз больше межэлектродного расстояния. В анодную камеру подают исходный раствор, а выводят электрохимически активированный дезинфицирующий раствор. В катодную камеру подают вспомогательный электролит и выводят обработанный вспомогательный электролит. В качестве исходного раствора используют питьевую воду с минерализацией 0,1-0,5 г/л, насыщенную углекислым газом до концентрации 0,1-0,5 г/л, причем узел приготовления исходного раствора выполнен в виде сатуратора, соединенного с источником подачи углекислого газа. Подачу исходного раствора в анодную камеру и подачу вспомогательного электролита в катодную камеру осуществляют противотоком. Изобретение позволяет получить дезинфицирующие растворы, не содержащие хлор, обладающие повышенной биологической активностью и экстрагирующей способностью при снижении затрат на их изготовление. Изобретение также позволяет упростить установку и снизить затраты на ее обслуживание. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область применения
Изобретение относится к области прикладной электрохимии, в частности к способам электрохимического получения электрохимически активированных дезинфицирующих растворов, которые могут быть использованы как дезинфицирующий агент, и применяются для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации различных объектов, в том числе в пищевой промышленности, медицине и косметологии.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время в медицине и в различных областях техники, в частности в области водоподготовки, широко применяются дезинфицирующие водные растворы, содержащие неорганические соединения, в частности соединения активного хлора, полученные химическим путем [см., например, Кульский Л.А. и др. "Технология очистки природных вод", Киев, Высшая школа, 1981, стр.22-25].
Недостатком известных решений является возможность образования побочных продуктов хлорирования в присутствии органических загрязнений, высокая коррозионная активность, повышенные требования к технике безопасности, наличие большого количества балластных веществ в рабочем растворе.
Подобных недостатков лишены электрохимические методы получения таких растворов, позволяющие упростить процесс приготовления, сократить число реагентов.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ и установка для получения дезинфицирующих и моющих растворов путем электрохимической обработки растворов хлоридов щелочных металлов концентрацией до 5 г/л, полученных смешением питьевой воды с насыщенным раствором хлорида щелочного металла. В известном решении раствор хлорида щелочного металла подается параллельными потоками в анодную и катодную камеры электрохимического реактора, и после обработки подается потребителю [см. «Электрохимическая активация: история, состояние. Перспективы», М., Академия медико-технических наук РФ, изд. ВНИИИМТ, 1999, стр.36-38]. При этом раствор, обработанный в анодной камере, является дезинфицирующим, а раствор, обработанный в катодной камере, - моющим. Обработка ведется в диафрагменных проточных модульных элементах ПЭМ-3, длина которых существенно превышает межэлектродное расстояние [см. там же, стр.24-26]. Данный способ выбран авторами в качестве прототипа.
Применение известного технического решения позволяет получить растворы со сравнительно высокой дезинфицирующей и стерилизующей способностью.
Недостатком известного решения являются низкие значения рН полученного из анодной камеры раствора (анолита), что обусловливает его повышенную коррозионную активность, а также требует повышенных мер безопасности при использовании. Низкие значения рН анолита объясняются наличием растворенного хлора, который, улетучиваясь из раствора в свободном виде, является токсичным веществом.
Кроме того, известный электроактивированный дезинфицирующий раствор имеет в своем составе хлорид натрия в количестве большем, чем содержание функционально полезных оксидантов. Это также приводит к усилению коррозионной активности раствора оксидантов. Антимикробная активность таких растворов быстро уменьшается во времени, что обусловлено ускорением взаимонейтрализации хлоркислородных и гидропероксидных соединений в растворе оксидантов при повышении его общей минерализации. Устранение этого недостатка приводит к усложнению схем установок и к повышению затрат на их эксплуатацию.
Известная установка содержит как минимум одну электрохимическую диафрагменную ячейку, выполненную из коаксиально установленных цилиндрических внешнего и внутреннего электродов и размещенную между ними коаксиально мелкопористую диафрагму из керамики на основе оксидов циркония, разделяющую межэлектродное расстояние на анодную и катодную камеры. Камеры имеют вход и выход, которые соединены соответственно с линиями подачи электролита в камеры и линиями вывода обработанного электролита из камер, узел приготовления исходного раствора электролита, выполненный в виде емкости с концентрированным раствором хлорида щелочного металла и дизирующим приспособлением. Дозирующее приспособление смешивает концентрированный раствор хлорида с пресной водой, после чего полученный исходный раствор направляется на обработку в камеры ячейки.
Известная установка выполнена по модульному принципу, что позволяет легко собирать установки различной производительности. Недостатками установки является то, что в качестве исходных солевых растворов используются концентрированные растворы хлорида щелочного металла, что требует точного дозирования реагентов с помощью дозировочного насоса. Кроме того, известная установка снабжена сравнительно большим количеством регулирующих приспособлений и систем, обеспечивающих равномерное удаление катодных отложений во всех ячейках во время периодической промывки раствором кислоты.
Как следует из вышесказанного, недостатки известных решений могут быть устранены при замене хлорсодержащих дезинфицирующих средств на иные, не содержащие хлора. Так, например, известно, что пероксосоединения, в частности пероксокарбонат натрия, обладает дезинфицирующим, бактерицидным действием [см. Химическая энциклопедия, М., Изд-во «Большая Российская Энциклопедия», 1992, т.3, стр.184].
Однако известные способ и установка не могут быть применены для получения дезинфицирующих растворов, не содержащих хлор, в частности для получения растворов пероксокарбонатов щелочных металлов.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, достигаемым при использовании данного изобретения, является расширение функциональных возможностей способа, снижение затрат на его осуществление и обеспечение возможности получения электрохимически активированных дезинфицирующих растворов, не содержащих хлор, а также одновременное получение растворов, обладающих повышенной биологической активностью и экстрагирующей способностью.
Техническим результатом также является упрощение установки, расширение ее функциональных возможностей и снижение трудозатрат на ее обслуживание.
Указанные технические результаты достигаются тем, что способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора осуществляют электролизом исходного раствора электролита в диафрагменном электрохимическом реакторе, электроды которого разделены мелкопористой диафрагмой на анодную и катодную камеры, причем длина электродных камер больше межэлектродного расстояния. Исходный раствор электролита подают в анодную камеру. Вывод электрохимически активированного дезинфицирующего раствора осуществляют из анодной камеры при подаче вспомогательного электролита в катодную камеру того же реактора и выводе обработанного вспомогательного электролита из катодной камеры. В качестве исходного раствора электролита используют пресную (питьевую) воду с минерализацией 0,1-0,5 г/л, насыщенную углекислым газом до концентрации 0,1-0,5 г/л, а подачу исходного раствора электролита в анодную камеру и подачу вспомогательного электролита в катодную камеру осуществляют противотоком. Способ осуществляют при длине электродных камер в 100-1000 раз больше межэлектродного расстояния.
В качестве вспомогательного электролита используют или исходный раствор - пресную (питьевую) воду с минерализацией 0,1-0,5 г/л, насыщенную углекислым газом до концентрации 0,1-0,5 г/л, или раствор карбоната натрия концентрацией 0,1-0,5 г/л, или раствор серной кислоты концентрацией 0,1-0,2 г/л, или раствор гидроксида натрия концентрацией 0,1-0,2 г/л, или раствор сульфата натрия концентрацией 0,1-0,2 г/л.
Использование в качестве исходного раствора электролита пресной воды с минерализацией 0,1-0,5 г/л, насыщенной углекислым газом до концентрации 0,1-0,5 г/л, позволяет получить электрохимически активированный дезинфицирующий пероксикарбонатный раствор, обладающий дезинфицирующей способностью, сравнимой с аналогичными свойствами 3%-ного раствора перекиси водорода, что позволяет эффективно использовать его в пищевой промышленности и косметологии. Использование пресной питьевой воды с концентрацией менее 0,1 г/л значительно повышает энергозатраты на проведение процесса, так как резко снижается электропроводность исходного раствора и количество ионов, катализирующих процесс образования пероксокарбонатов. Повышение концентрации пресной воды выше 0,5 г/л приводит к снижению дезинфицирующей способности полученного раствора, так как повышается вероятность разрушения дезинфицирующих пероксокарбонатных соединений анодными продуктами электролиза.
Насыщение воды углекислым газом необходимо для обеспечения возможности получения дезинфицирующих агентов в растворе - пероксосоединений угольной кислоты. При меньших концентрациях снижается дезинфицирующая способность раствора, при больших - значительно увеличивается содержание газовой фазы в растворе, возникает вероятность образования двухфазной системы, имеющей значительный объем газовых пузырьков, что ведет к разбалансированию процесса электролиза, повышенному расходу электроэнергии и снижению качества получаемых продуктов.
В прикладной электрохимии известен способ получения пероксоугольной кислоты путем электролиза раствора, содержащего роданид калия при барботаже углекислого газа через раствор. Давление углекислого газа поддерживают на уровне 2-23 атм и процесс ведут в бездиафрагменном электролизере при анодной плотности тока 0,05-0,5 А/кв.см [см. Авторское свидетельство СССР №1815262, С07С 407/00, 1993]. Хотя данный процесс и не требует пониженных температур, однако является трудоемким и требует расхода химических реагентов и затрат энергии на поддержание давления и барботаж углекислого газа. Кроме того, этот процесс осуществляют в бездиафрагменном электролизере, что требует дополнительных технологических операций по выделению целевого продукта и предотвращению потерь роданида калия. Очевидно, что известные рекомендации не использованы в предложенном решении.
Способ по изобретению реализуется в диафрагменном электрохимическом реакторе, в катодную камеру которого противотоком подается вспомогательный электролит. Использование противотока позволяет достигнуть наивысших возможных степеней для окисления в анодной камере и для восстановления в катодной камере.
При использовании в качестве вспомогательного электролита исходного раствора, т.е. питьевой воды с минерализацией 0,1-0,5 г/л, насыщенной углекислым газом до концентрации 0,1-0,5 г/л, достигается возможность получения нового продукта - католита газированной питьевой воды, то есть расширяются функциональные возможности способа. При концентрации растворенных солей и углекислого газа в подобном вспомогательном электролите менее 0,1 г/л снижается электропроводность в катодной камере, что ведет к возрастанию энергозатрат, а при увеличении концентрации растворенных солей и углекислого газа свыше 0,5 г/л не происходит пропорциональных изменений окислительно-восстановительных свойств полученного электрохимически активированного католита.
Использование в качестве вспомогательного электролита раствора карбоната натрия концентрацией 0,1-0,5 г/л, или раствора серной кислоты концентрацией 0,1-0,2 г/л, или раствора гидроксида натрия концентрацией 0,1-0,2 г/л, или раствора сульфата натрия концентрацией 0,1-0,2 г/л позволяет расширить гамму получаемых продуктов в зависимости от условий решаемой задачи и получить соотвественно следующие типы электрохимически активированных анолитов: анолит с увеличенным содержанием пероксокарбоната натрия, анолит с содержанием некоторого количества надсерной кислоты и низким значением рН, анолит с повышенным содержанием пероксида водорода, анолит с небольшим содержанием надсерной кислоты и значением рН, близким к нейтральному, анолит с содержанием некоторого количества перхлората натрия. Эти типы антимикробных растворов могут быть использованы для подавления микробиологической активности различных типов микроорганизмов в зависимости от физико-химических свойств и химического состава окружающей их среды. При концентрации растворенных солей во вспомогательных электролитах менее 0,1 г/л снижается электропроводность в катодной камере, что ведет к возрастанию энергозатрат, а увеличение концентрации растворенных солей свыше 0,2 г/л не приводит к изменению окислительно-восстановительных свойств полученного электрохимически активированного католита, но повышает его солесодержание и сокращает срок его хранения.
Способ осуществляют при длине электродных камер в 100-1000 раз больше межэлектродного расстояния. Это позволяет распределить объем обрабатываемого раствора в виде плоского потока сравнительно малой толщины, сравнительно небольшой ширины и протяженной длины, что приводит к интенсификации окислительных реакций на аноде, восстановительных реакций на катоде и уменьшает разрушение целевых продуктов за счет реакций, протекающих в объеме электролита при перемешивании. При длине меньшей, чем 100 межэлектродных расстояний не удается добиться необходимой степени превращения, а при длине большей, чем 1000 межэлектродных расстояний резко возрастают затраты на обеспечение гидравлической стабильности потока. Обеспечение значительной протяженности длин камер осуществляют путем последовательного гидравлического соединения электродных камер однотипных ячеек.
Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является также упрощение установки, расширение ее функциональных возможностей и снижение трудозатрат на ее обслуживание.
Это достигается тем, что установка для получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора содержит диафрагменный электрохимический реактор, выполненный из одной или нескольких электрохимических ячеек с коаксиальными цилиндрическими электродами и установленной между электродами мелкопористой диафрагмой, разделяющей межэлектродное пространство ячейки на анодную и катодную камеры, длина которых больше межэлектродного расстояния, с приспособлениями для ввода и вывода обрабатываемого электролита в анодную и катодную камеры ячейки, расположенными на торцах ячейки или вблизи ее торцов, линию подачи пресной воды и линию отвода электрохимически активированного дезинфицирующего раствора, соединенную с приспособлением для вывода из анодной камеры, линию отвода обработанного электролита, соединенную с приспособлением для вывода из катодной камеры и узел приготовления исходного раствора.
Приспособления для ввода электролита в анодную и катодную камеры и соответственно приспособления для вывода электролита из анодной и катодной камер расположены у противоположных торцов ячейки. Это позволяет обеспечить обработку растворов в анодной и катодной камерах противотоком, что расширяет функциональные возможности установки и позволяет получать гамму целевых продуктов при наивысших возможных в электрохимических системах с разбавленными электролитами окислительных или восстановительных условиях среды.
Ячейка или ячейки реактора выполнены с длиной в 100-1000 раз больше межэлектродного расстояния. Это позволяет эффективно осуществлять способ и получать дезинфицирующие растворы, не содержащие активного хлора. Обеспечение длины может осуществляться за счет последовательного гидравлического соединения камер однотипных ячеек, что позволит обеспечить необходимую производительность установки и снизить трудозатраты по ее ремонту. Уменьшение длины менее 100 не позволяет обеспечить необходимую степень обработки и получить растворы с заданными свойствами, а увеличение свыше 1000 приводит к повышению гидравлического сопротивления и возрастанию затрат на эксплуатацию установки.
Узел приготовления исходного раствора выполнен в виде сатуратора, соединенного с источником подачи углекислого газа. Такое выполнение позволяет получить исходный раствор электролита требуемого состава из питьевой воды и углекислого газа. Это также позволяет автоматизировать процесс приготовления исходного раствора и упростить установку за счет исключения необходимости контролировать количество вводимого концентрированного раствора.
Установка для получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора может дополнительно содержать емкость вспомогательного электролита, соединенную с приспособлением для ввода электролита в катодную камеру. Это позволит расширить функциональные возможности установки и обеспечить получение растворов различного состава и назначения.
Краткое описание чертежей
Способ может быть реализован с помощью установок, изображенных на фиг.1 и 2.
Установка для осуществления способа (фиг.1) содержит электрохимический реактор 1, выполненный из одной или нескольких электрохимических модульных диафрагменных ячеек, одноименные электродные камеры которых соединены гидравлически последовательно. Электрохимические ячейки разделены диафрагмой 2 на анодную 3 и катодную 4 камеры. Вход анодной камеры 3 соединен с линией подачи исходного раствора 5. Вход катодной камеры 4 также соединен с линией подачи исходного раствора 5 линией подачи раствора в катодную камеру 6. Выход анодной камеры 3 соединен с линией отвода электрохимически активированного дезинфицирующего раствора 7, а выход катодной камеры 4 соединен линией отвода католита 8. Установка содержит линию подачи пресной (питьевой) воды 9, на которой установлен сатуратор 10, в который из отдельного узла (на фигуре не показан) подается углекислый газ.
Установка может содержать дополнительную емкость для вспомогательного электролита 11 (фиг.2). В этом случае линия 6, соединенная с входом катодной камеры 4, гидравлически связана с линией подачи вспомогательного электролита 12. При этом на линии 6 перед соединением с линией 12 установлено запорное устройство 13, а на линии 12 между емкостью 11 и соединением с линией 6 последовательно установлены насос 14 и запорное устройство 15.
Способ осуществляют и установка работает следующим образом. Через катодную 4 и анодную 3 камеры реактора 1 пропускают противотоком воду, поступающую из сатуратора 10, где осуществляется процесс ее газирования. На электроды реактора подают напряжение, обеспечивающее протекание требуемого по величине тока (в установившемся режиме - от 3 до 10 А). После выхода установки на режим (стабилизации тока при расходе анолита от 5 до 25 литров в час и расходе католита от 10 до 60 литров в час) по линии 6 из анодной камеры 3 отводят электрохимически активированный дезинфицирующий раствор, а по линии 7 из катодной камеры 4 выводят католит - экстрагирующий, биологически активный раствор.
По линии 12 в катодную камеру 4 противотоком, по отношению к направлению потока в анодной камере 3, при помощи насоса 14 могут подавать вспомогательный электролит из емкости 11 (фиг.2). Продукты электролиза выводят так же, как описано выше.
В анодной камере протекают реакции окисления воды и продуктов электрохимических реакций окисления:
2Н2O-4е→4H++O2; 2Н2О-2е→2H++Н2O2; O2+H2O-2е→О3+2H+;
3Н2O-6е→О3+6H+; Н2O-е→НО•+Н+; Н2O2-е→HO2 •+Н+;
Н2O-2е→2H++О•; Н2O-е→H++ОН•.
Окислению в присутствии катализаторов, которыми являются продукты анодных электрохимических реакций, подвергается также растворенная в воде углекислота, превращаясь в надугольную кислоту:
2Н2СО3 2--2е→С2O6 2-+4H+.
При нейтральных или слабощелочных значениях рН надугольная кислота (НООС-O-O-СООН) образует соли в результате замещения ионов водорода на ионы щелочных металлов.
Натриевая соль надугольной кислоты (надуглекислый натрий или перкарбонат натрия) при взаимодействии с водой подвергаются гидролизу:
Na2C2O6+2H2O→2NаНСО3+Н2O2.
При снижении рН анолита Na2С2О6 распадается на H2O2 и CO2.
Для мононадугольной кислоты (НООС-O-О-Н) известны не только средние (как для надугольной), но и кислые соли. Те и другие могут быть получены взаимодействием с углекислым газом пероксидов или гидропероксидов щелочных металлов, которые также образуются в процессе анодных реакций окисления, по схемам:
Ме2O2+CO2=Ме2CO4 или МеООН+CO2=MeHCO4.
По свойствам они похожи на соли надугольной кислоты. Известны также продукты присоединения пероксида водорода к карбонатам, например "персоль" Na2СО3·1,5Н2O2·Н2O. Являются ли пероксидные производные угольной кислоты продуктами присоединения или истинными солями надугольных кислот, до конца не ясно. Надуглекислый калий (K2С2O6) применяется иногда в качестве окислителя при химических анализах. Из нейтрального раствора Kl он тотчас выделяет свободный иод.
Получаемый антимикробный раствор обладает следующими характеристиками: содержание пероксосоединений - от 3 до 30 мг/л, окислительно-восстановительный потенциал - в пределах от +500 до +800 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения, общая концентрация растворенных электролитов - от 0,1 до 1,0 г/л.
На катоде протекают реакция восстановления воды и сопутствующие электрохимические реакции с участием продуктов восстановления:
2H2O+2е→Н2+2OН-; O2+е→О2 -; О2+H2O+2е→HO2 -+ОН-;
HO2 -+Н2O+е→НО•+2OН-; ecathode+H2O→eaq; H2O+eaq→Н•+ОН-;
СО3 2-+2Н2O+2е→HCO2 -+3ОН-; 2SO4 2-+5Н2O+8е→S2O3 2-+10ОН-;
SO4 2-+4Н2O+2е→SO3 2-+2OН-.
Католит, содержащий указанные выше соединения, обладает повышенной экстракционной способностью и высокой биологической активностью вследствие низкого значения окислительно-восстановительного потенциала.
Варианты осуществления изобретения
Изобретение иллюстрируется следующими примерами, которые, однако, не исчерпывают всех возможностей реализации изобретения.
Во всех примерах использовалась ячейка ПЭМ-3 (элемент проточный электрохимический модульный, модель 3, изготовленный по патенту США №5,635,040 C02F 1/461, 03.06.97), анод и катод которой установлены с межэлектродным расстоянием 3 мм. При этом внешний диаметр анода составляет 8 мм, внутренний диаметр катода равен 14 мм, длина катода и, соответственно, длина межэлектродного пространства равна 200 мм, толщина стенок диафрагмы равна 0,6 мм. В ячейке установлена ультрафильтрационная керамическая диафрагма, изготовленная из керамики на основе оксида циркония с добавками оксидов алюминия и иттрия.
Пример 1. Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора был осуществлен в установке, собранной по схеме, приведенной на фиг.1
В анодную камеру 3 по линии 5 с расходом 10 л/ч подавали исходный раствор разного состава, полученный из питьевой воды минерализацией соответственно 0,1 и 0,5 г/л. Раствор содержал углекислый газ в количестве 0,1 и 0,5 г/л соответственно. В катодную камеру 4 противотоком по отношению к направлению потока в анодной камере подавали тот же раствор. Длина межэлектродного пространства ячеек составляла 2000 и 1600 мм соответственно. По линии 6 из анодной камеры 3 отводили дезинфицирующий раствор, а по линии 7 из катодной камеры 4 выводили католит - экстрагирующий раствор.
Получаемые продукты при малой минерализации воды (0,1 г/л) и малом содержании углекислого газа (0,1 г/л) имели следующие характеристики: рН анолита 3,4; окислительно-восстановительный потенциал анолита + 860 мВ; содержание оксидантов (в эквиваленте активного хлора) 5 мг/л. Католит имел значение рН, равное 6,3, и окислительно-восстановительный потенциал - минус 450 мВ. В сравнении с водой экстракционная способность католита в 2,5-2,7 раза выше при экстрагировании растительных субстратов (чай, кофе, зерна пшеницы).
При минерализации воды 0,5 г/л и углекислого газа 0,5 г/л рН анолита составил 3,1; окислительно восстановительный потенциал анолита был равен + 920 мВ; содержание оксидантов (в эквиваленте активного хлора) - около 20 мг/л. Католит имел рН, равное 6,9, и окислительно-восстановительный потенциал - минус 570 мВ. В сравнении с водой экстракционная способность католита в 2,8-3,2 раза выше при экстрагировании растительных субстратов (чай, кофе, зерна пшеницы).
Пример 2. Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора был осуществлен в установке, собранной по схеме, приведенной на фиг.2.
В анодную камеру 3 по линии 5 подавали исходный раствор в соответствии с примером 1, а по линии 12 из емкости 10 при помощи насоса 14 в катодную камеру 4 подавали вспомогательный электролит. В качестве вспомогательного электролита использовали:
раствор карбоната натрия концентрацией 0,1-0,5 г/л;
раствор серной кислоты концентрацией 0,1-0,2 г/л;
раствор гидроксида натрия концентрацией 0,1-0,2 г/л;
раствор сульфата натрия концентрацией 0,1-0,2 г/л.
Получаемые продукты (анолиты) имели следующие характеристики:
- анолит, полученный с использованием в качестве вспомогательного электролита раствора карбоната натрия, содержал от 1,5 до 5,5 мг/л пероксида водорода, что на 30-50% больше в сравнении с анолитом, полученным при использовании в качестве вспомогательного электролита раствора угольной кислоты;
- анолит, полученный с использованием в качестве вспомогательного электролита раствора серной кислоты, содержал надсерную кислоту в концентрации от 0,3 до 2,5 мг/л при рН, равном 2,2-2,9;
- анолит, полученный с использованием в качестве вспомогательного электролита раствора гидроксида натрия, содержал от 3,2 до 7,5 мг/л пероксида водорода, что на 30-50% больше в сравнении с анолитом, полученным при использовании в качестве вспомогательного электролита раствора угольной кислоты;
- анолит, полученный с использованием в качестве вспомогательного электролита раствора сульфата натрия, содержал надсерную кислоту в концентрации от 0,2 до 1,9 мг/л при рН в пределах от 3,5 до 4,9.
Промышленная применимость
Изобретение позволяет расширить функциональные возможности способа, снизить затраты на его осуществление и обеспечить возможность получения электрохимически активированных дезинфицирующих растворов, не содержащих хлор, а также одновременно получить растворы, обладающие повышенной биологической активностью и экстрагирующей способностью.
Кроме того, изобретение позволяет упростить установку, расширить ее функциональные возможности и снизить трудозатраты на ее обслуживание.
1. Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора электролизом исходного раствора электролита в диафрагменном электрохимическом реакторе, электроды которого разделены мелкопористой диафрагмой на анодную и катодную камеры, причем длина электродных камер больше межэлектродного расстояния, при подаче исходного раствора электролита в анодную камеру, выводе электрохимически активированного дезинфицирующего раствора из анодной камеры, подаче вспомогательного электролита в катодную камеру того же реактора и выводе обработанного вспомогательного электролита из катодной камеры, отличающийся тем, что в качестве исходного раствора электролита используют питьевую воду с минерализацией 0,1-0,5 г/л, насыщенную углекислым газом до концентрации 0,1-0,5 г/л, подачу исходного раствора электролита в анодную камеру и подачу вспомогательного электролита в катодную камеру осуществляют противотоком, а длина электродных камер в 100-1000 раз больше межэлектродного расстояния.
2. Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора по п.1, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного электролита используют питьевую воду с минерализацией 0,1-0,5 г/л, насыщенную углекислым газом до концентрации 0,1-0,5 г/л.
3. Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора по п.1, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного электролита используют раствор карбоната натрия концентрацией 0,1-0,5 г/л.
4. Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора по п.1, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного электролита используют раствор серной кислоты концентрацией 0,1-0,2 г/л.
5. Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора по п.1, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного электролита используют раствор гидроксида натрия концентрацией 0,1-0,2 г/л.
6. Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора по п.1, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного электролита используют раствор сульфата натрия концентрацией 0,1-0,2 г/л.
7. Установка для получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора, содержащая диафрагменный электрохимический реактор, выполненный из одной или нескольких электрохимических ячеек с коаксиальными цилиндрическими электродами и установленной между электродами мелкопористой диафрагмой, разделяющей межэлектродное пространство ячейки на анодную и катодную камеры, длина которых больше межэлектродного расстояния, с приспособлениями для ввода и вывода обрабатываемого электролита в анодную и катодную камеры, расположенными на торцах ячейки или вблизи ее торцов, линию подачи пресной воды, узел приготовления исходного раствора, линию подачи исходного раствора в анодную камеру, соединенную с приспособлением для ввода в анодную камеру, линию подачи раствора в катодную камеру, соединенную с приспособлением для ввода в катодную камеру, линию отвода электрохимически активированного дезинфицирующего раствора, соединенную с приспособлением для вывода из анодной камеры, а также линию отвода обработанного электролита, соединенную с приспособлением для вывода из катодной камеры, отличающаяся тем, что приспособления для ввода электролита в анодную и катодную камеры и, соответственно, приспособления для вывода электролита из анодной и катодной камер расположены у противоположных торцов ячейки, ячейка выполнена длиной в 100-1000 раз больше межэлектродного расстояния, узел приготовления исходного раствора выполнен в виде сатуратора, соединенного с источником подачи углекислого газа, линия подачи пресной воды соединена с узлом приготовления исходного раствора и узел приготовления исходного раствора соединен с линией подачи исходного раствора в анодную камеру и линией подачи раствора в катодную камеру.
8. Установка для получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора по п.7, отличающаяся тем, что в диафрагменном электрохимическом реакторе, выполненном из нескольких электрохимических ячеек с коаксиальными цилиндрическими электродами и установленной между электродами мелкопористой диафрагмой, разделяющей межэлектродное пространство ячейки на анодную и катодную камеры, длина которых больше межэлектродного расстояния, анодные и катодные камеры ячеек соединены гидравлически последовательно.
9. Установка для получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора по п.7, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит емкость вспомогательного электролита, соединенную с линией подачи электролита в катодную камеру линией подачи вспомогательного электролита, насос и запорные устройства, причем насос и запорное устройство последовательно установлены на линии подачи вспомогательного электролита между емкостью вспомогательного электролита и соединением с линией подачи электролита в катодную камеру, а в этой линии перед соединением с линией подачи вспомогательного электролита также установлено запорное устройство.
