Способ электроактивирования водных растворов солей


 


Владельцы патента RU 2572420:

Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук (RU)

Изобретение может быть использовано в медицине и сельском хозяйстве. Способ включает обработку исходного раствора постоянным электрическим током на установке с непроточным диафрагменным электролизером с загрузкой его в катодную и анодную камеры. В качестве исходного раствора используют минеральный концентрат от электродиализа молочной сыворотки, который разбавляют дистиллированной водой в соотношении 1:8… 1:9. Процесс проводят до достижения параметров католита - pH 7,5…8,0; ОВП -600…-650 мВ и анолита - pH 3,0…4,0; ОВП +600…+660 мВ при плотности тока 0,2…0,3 А/см2 и удельном расходе количества электричества 0,20…0,25 А/ч на 1 л католита и анолита. Изобретение позволяет снизить затраты, сброс побочных продуктов в канализацию, расширить ассортимент электрохимически активированных растворов для обезвреживания вредных микроорганизмов при обработке сельскохозяйственного сырья. 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к технологии обработки водных растворов и может быть использовано для получения электроактивированных средств.

Способы электроактивирования водных растворов находят применение в сельском хозяйстве, медицине.

Электрохимическая активация (ЭХА) воды и водных растворов осуществляется в диафрагменных электролизерах-активаторах под действием постоянного электрического тока. При этом обычно в катодной камере электролизера получают щелочной раствор, а в анодной - кислый раствор. Католит также содержит вещества, обладающие восстановительными свойствами с окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) - 100…-900 мВ (относительно хлорсеребряного электрода сравнения (ХСЭ)); анолит - вещества-окислители с ОВП +300…+1000 мВ. Католит обладает моющими свойствами, анолит - дезинфицирующими. Католит и анолит обладают также биологической активностью [1; Бахир, 1999].

Описан способ ЭХА в6одных растворов хлорида натрия - исходного раствора с концентрацией 5…10%, например, на установках проточного типа «СТЭЛ», выпускаемых НПО «Экран» (г. Москва) [2; 1993]. В комплект установки входит вертикальный диафрагменный электролизер, емкость для исходного раствора, католита и анолита, входной водоструйный насос, выпрямитель, арматура, керамическая диафрагма.

Производительность установки СТЭЛ-МТ-1 по 10 л/ч католита и анолита.

Анолит содержит до 300 мг/л «активного хлора».

Недостатки способа - большой расход соли и необходимость утилизации большого количества растворов хлорида натрия.

Известен способ ЭХА водных растворов солей, например 0,5%-ного раствора сульфата натрия, на проточной установке типа «СТЭЛ» при соотношении скорости протока католита и анолита 0,744…0,942, при удельном расходе количества электричества 0,402 А/ч на 1 л суммарно католита и анолита с ОВП -894 и +1027 мВ (ХСЭ), при температуре 20...25°С, при скоростях протока 6,4…7,1 л/ч [3; RU 2297980, 2005].

Недостатки способа:

- относительно высокий расход солей и количества электричества;

- сложность технологии обслуживания установки и контроля параметров;

- разбавление исследуемого раствора водопроводной водой, что нежелательно.

Описан способ электроактивации водных растворов солей натрия с использованием растворов солей натрия-сульфата и фосфата с концентрацией 0,09…0,22% и непроточного диафрагменного электролизера-активатора разборного типа [4; RU 2512362, 2014; прототип]. Электролизер снабжен выпрямителем ВСА-5к, который является усовершенствованным прибором «МЕЛЕСТА» цилиндрического типа, вместимостью около 1 л с отдельным элементом - внутренним стаканом (анодная камера), имеющим в стенке диафрагму из пластика. В крышке укреплены электроды - катод из нержавеющей стали и анод типа ОРТА [4]. ЭХА может проводиться до уровня рH в катодной и анодной камерах 11,9 и 2,1. При ЭХА плотность тока на электродах равной поверхности (по 5 см2) - 0,08…0,14 А/см2, а удельный расход количества электричества 0,208…0,243 А/ч на 1 л католита и анолита.

Недостаток способа - использование относительно дорогостоящих веществ - сульфата натрия и динатрийфосфата, что приводит к увеличению затрат.

Технический результат - разработка способа ЭХА, позволяющего снизить затраты солей, расширить ассортимент ЭХА растворов, часто используемых для обезвреживания вредных микроорганизмов, при обработке сельскохозяйственного сырья.

Это достигается тем, что для обработки постоянным электрическим током на установке с непроточным диафрагменным электролизером в качестве исходного раствора используют минеральный концентрат молочной сыворотки, который разбавляют дистиллированной водой в соотношении 1:8… 1:9, загружают их в катодную и анодную камеры и процесс проводят до достижения параметров католита - pH 7,5…8,0; ОВП -600…-650 мВ и анолита - pH 3,0…4,0; ОВП +600…+660 мВ при плотности тока 0,2…0,3 А/см2 и удельном расходе количества электричества 0,20…0,25 А/ч на 1 л католита и анолита.

Минеральный концентрат молочной сыворотки образуется как побочный продукт при ее электродиализе, который утилизируется лишь частично и сбрасывается в канализацию.

Данный побочный продукт также использовался нами в разработанном ранее способе [4; RU 2512362, 10.04.2014].

Состав минерального концентрата по данным Буденовского молочного комбината и нашим данным, мас.%: сухое вещество 5,0; зола 2,0; кальций 0,97; калий 2,8; магний 0,18; натрий 0,90; фосфаты 0,06; хлориды 2,6; сульфаты 0,35; pH 4,5…5,5; сывороточные белки 0,5%.

По предварительным данным нами установлено, что для исключения вспенивания при ЭХА указанный концентрат необходимо разбавлять дистиллированной водой в соотношении 1,8…1:9. При этом при ЭХА могут быть получены католит с pH 7,5…8,0 и ОВП -600…-650 мВ и анолит с pH 3,0…4,0 и ОВП +600…+660 мВ с содержанием «активного хлора» до 300 мг/л. Электроактивацию проводят при плотности тока на электродах 0,2-0,3 А/см2.

Пример. Приготавливают исходный раствор путем разбавления минерального концентрата дистиллированной водой в соотношении 1:9, т.е. 100 мл концентрата и 900 мл воды. Загружают в электролизер - в анодную камеру 330 мл, в катодную 660 мл раствора, вставляют крышку с электродами таким образом, чтобы анод был в анодной камере, а катод - в катодной. Подают напряжение 18 В и при температуре 25-30°C проводят ЭХА при соблюдении следующих параметров (табл. 1):

Таблица 1
Параметры для ЭХА
Время, мин Сила тока, А Напряжение, В Температура, °C
0 1,0 18 28
5 1,0 17
10 1,0 17
15 1,0 17 31
Таблица 2
Показатели качества исходного и ЭХА растворов
Растворы pH ОВП, мВ (ХСЭ)
Исходный раствор 4,81 +264
Анолит 3,50 +653
Католит 7,80 -625

Анолит содержит 284 мг/л «активного хлора». Плотность тока на электродах составляла 0,2 А/см2, удельный расход количества электричества 0,25 А/ч на 1 л католита и анолита.

Из приведенных данных отмечено, что предлагаемый способ позволяет снизить затраты за счет использования побочного продукта производства - минерального концентрата от электродиализа молочной сыворотки, снизить сброс побочных продуктов в канализацию (улучшение экологической ситуации), расширить ассортимент ЭХА растворов для обезвреживания вредных микроорганизмов при обработке сельскохозяйственного сырья.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бахир В.М. Современные технические электрохимические системы для обеззараживания, очистки и активирования воды / М.: ВНИИИМТ, - 1999. - 84 с.

2. СТЭЛ-МТ-1. Руководство оператора с режимно-технической картой. НПО «Экран», М., 1993.

3. RU 2297980, C02F 1/46, 2005.

4. RU 2512362, А25В 4/08.

Способ электроактивирования водных растворов солей, включающий обработку исходного раствора постоянным электрическим током на установке с непроточным диафрагменным электролизером с загрузкой их в катодную и анодную камеры, отличающийся тем, что в качестве исходного раствора используют минеральный концентрат от электродиализа молочной сыворотки, который разбавляют дистиллированной водой в соотношении 1:8… 1:9, процесс проводят до достижения параметров католита - pH 7,5…8,0; ОВП - 600…-650 мВ и анолита - pH 3,0…4,0; ОВП +600…+660 мВ при плотности тока 0,2…0,3 А/см2 и удельном расходе количества электричества 0,20…0,25 А/ч на 1 л католита и анолита.



 

Похожие патенты:

Изобретения могут быть использованы на нефтехимических предприятиях для обезвреживания сточных вод производства акриловой кислоты, содержащих медь. Способ включает смешение очищаемых сточных вод и сернисто-щелочного стока, с последующим отделением образующегося осадка, при этом отношение количества молей сульфид-ионов к количеству молей меди составляет не менее 4,30 и отношение массы очищаемого стока к массе смешиваемого сернисто-щелочного стока находится в пределах (3-1):1.

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды. Водоочиститель для получения талой питьевой воды включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зоны: замораживания воды с кольцевой морозильной камерой 2, вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом 7.

Изобретение может быть использовано при переработке токсичных отходов производства, содержащих хром(VI). Способ осаждения ионов хрома(VI) из растворов включает взаимодействие ионов хрома(VI) с реагентом-восстановителем в кислой среде и последующее добавление осадителя.

Изобретение относится к области очистки сточных вод, содержащих трудноокисляемые органические соединения. Установка для очистки воды каталитическим окислением содержит последовательно соединенные сырьевую емкость, заполняемую очищаемой от загрязняемых примесей водой, насос, подающий воду в эжектор для смешения с озоно-кислородной смесью, сатуратор и мембранный блок с каталитически активными мембранами, один выход которого соединен с входом сатуратора для подачи концентрата, при этом в сатуратор встроены теплообменник, краны-газоотводчики, соединенные с деструктором остаточного озона, сатуратор при помощи трубопровода с насосом-дозатором напрямую соединен с сырьевой емкостью для обрабатываемой жидкости, а всасывающий трубопровод насоса, обслуживающего эжектор, соединен с сатуратором, образуя замкнутый цикл.

Изобретение может быть использовано для очистки органических и минеральных растворов и суспензий в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и сельском хозяйстве.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для обезвоживания органических и минеральных растворов, суспензий в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и сельском хозяйстве.

Изобретение может быть использовано для обезвреживания сульфидно-щелочных смешанных сточных вод на нефтехимических предприятиях, содержащих основные процессы по переработки нефти и нефтепродуктов, а также производство акриловой кислоты, на котором используют медьсодержащие ингибиторы полимеризации, например, дибутилдитиокарбамат меди.

Изобретение относится к способам получения воды путем таяния снега и (или) льда. Погрузочным устройством осуществляется подача снега и (или) льда в приемный бункер камеры таяния.

Изобретение относится к очистке отработанной производственной воды и может быть использовано для защиты окружающей среды. Способ очистки сточных вод от нитроэфиров включает предварительную обработку загрязненной воды 43-46% раствором гидроксида натрия до pH 12.

Изобретение относится к оборудованию для очистки сточных вод от нерастворимых веществ, например от отходов бытового и промышленного происхождения. Устройство для улавливания и выгрузки волокнистых липких материалов из сточных вод содержит раму, фильтрующую решетку, выполненную из подвижных и неподвижных фильтрующих ступенчатых пластин, привод.

Изобретение относится к обработке питьевой воды озонированием и может быть использовано в качестве устройств, диспергирующих пузырьки озоно-воздушной смеси в обрабатываемую воду. Диспергатор озоно-воздушной смеси для обработки питьевой воды озонированием включает замкнутую полость, выполненную из озоностойкого металла, с частично перфорированной поверхностью, а также устройства 3, 4, 5 для приема внутрь полости озоно-воздушной смеси и крепления диспергатора к дну реакционной емкости с обрабатываемой водой. Замкнутую полость выполняют либо в виде трубки 1 круглого сечения, на которой отверстия 2 перфорации расположены в двух продольных полосах ее боковой поверхности, находящихся между плоскостью, проходящей через продольную ось трубки, которая параллельна опорной плоскости 7 устройства 6 крепления диспергатора к дну реакционной емкости, и самой опорной плоскостью, прилегающей к горизонтально расположенному дну реакционной емкости, либо в виде трубки, поперечное сечение которой имеет форму равнобедренного треугольника, а вершина его направлена в сторону опорной плоскости таким образом, что две одинаковые боковые грани трубки наклонены к опорной плоскости под углом 70°÷80°. Отверстия перфорации трубки 1 круглого сечения перпендикулярны касательной к наружной поверхности трубки в месте выхода и наклонены к опорной плоскости под углом в пределах от 10° до 45°. Отверстия перфорации трубки, поперечное сечение которой имеет форму равнобедренного треугольника, расположены по всей рабочей длине трубки на двух ее боковых гранях, а оси отверстий перпендикулярны плоскости граней. Отверстия перфорации на цилиндрической поверхности трубки круглого сечения и плоской поверхности боковых граней трубки треугольного профиля расположены продольными строками с равномерным шагом, а в двух соседних строках со смещением где s - шаг между осями отверстий в строке, мм; k - количество строк в перфорации. Изобретение позволяет предотвратить снижение пропускной способности диспергаторов. 5 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл.

Изобретение относится к фильтрам для очистки воды, содержащим активированный уголь с полимерным покрытием, и способам их изготовления. Способ получения активированного угля с покрытием включает получение частиц активированного угля со средним размером примерно до 100 мкм и нанесение покрытия на частицы активированного угля путем распыления капель раствора катионного полимера на поверхность частиц активированного угля, причем раствор катионного полимера включает от примерно 2 до примерно 4 мас.% катионного полимера, размер капель составляет от примерно 15 до примерно 55 мкм, при этом катионный полимер содержит полидиаллилдиметиламмоний хлорид (pDADMAC), имеющий среднемассовую молекулярную массу (Mw) до примерно 200000 г/моль и среднечисленную молекулярную массу (Мn) до примерно 100000 г/моль. Изобретение обеспечивает получение фильтров с улучшенной способностью удалять загрязняющие примеси. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способу и устройству для изменения структуры ила, в частности органического ила, образуемого в результате очистки сточных вод. Способ изменения структуры органического ила, подвергаемого сушке, включает этап, согласно которому органический ил в форме влажного твердого тела с процентным содержанием сухого вещества не менее 20% по весу от общего веса ила подвергают воздействию электрического поля, образуемого постоянным током, величиной между 30 В/0,01 м и 100 В/0,01 м. Устройство для изменения структуры органического ила и для одновременной его сушки содержит впускное (13) и выпускное (14) отверстия для потока органического ила, между которыми расположен канал, по которому пропускают поток ила. При этом канал разграничен первым и вторым элементами, выполненными с возможностью формирования положительного и отрицательного полюса для образования электрического поля постоянного тока внутри устройства. Первый и второй элементы выполнены в виде цилиндрического трубчатого корпуса (9) и соосного ротора (15) с лопастями, расположенного внутри цилиндрического трубчатого корпуса (9) турбосушки (8), при этом цилиндрический трубчатый корпус (9) выполнен с тепловой оболочкой (10), закрытой на противоположных концах подложками (11, 12). Лопасти (16) ротора (15) расположены спирально и направлены для центрифугирования и одновременного перемещения потока ила, подаваемого в турбосушку (8) к выпускному отверстию (14). Технический результат - повышение эффективности получения обезвоженного и/или высушенного ила за счет высвобождения органической внутриклеточной воды. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области физической химии и электрохимии, а именно к техническим средствам для электрохимической активации воды с целью придания ей окислительно-восстановительных свойств. Установка для электрохимической активации воды содержит вертикально расположенные стержневой и цилиндрический электроды, трубчатую пористую диафрагму, установленную неподвижно и коаксиально при помощи втулок из диэлектрического материала, при этом трубчатая диафрагма выполнена из эластичного ультрафильтрационного материала и закреплена на цилиндрическом каркасе со сквозными прорезями, по торцам которого на наружной поверхности укреплены электроизоляционные кольца. Каркас выполнен из металла с электроизоляционным покрытием или из стеклопластика, а конструктивные параметры прорезей и каркаса удовлетворяют следующим зависимостям: Α=D·(π/n-0,1), B=(0,5-0,6)·D, C=0,1·D, Δ≥0,03·D, a n≥6, где А, В - длина по окружности и ширина прорезей, С - расстояние между прорезями, Δ - толщина стенки каркаса, n - число прорезей по окружности, D - наружный диаметр каркаса. Технический результат заключается в снижении энергозатрат процесса электрохимической активации и повышении окислительно-восстановительных свойств обработанной воды. 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к устройствам для обработки воды и, более конкретно, к бытовым картриджам для обработки воды. Предложен картридж (1) для обработки воды, имеющий основание (8), в котором выполнена полость (10). В полости (10) основания (8) расположено одно выпускное отверстие, а вне полости (10) - по меньшей мере одно дополнительное выпускное отверстие (14). Выпускное отверстие в полости (10) может быть окружено кольцевой стенкой в форме патрубка (13), выступающего от основания (8) и предназначенного для взаимодействия с приемной воронкой, в которую установлен картридж (1). Предусмотрена возможность выполнить выпускные отверстия (14) так, чтобы поток воды, проходящий через картридж (1), ограничивался независимо от типа приемной воронки, в которую установлен картридж (1). Техническим результатом изобретения является обеспечение желаемого ограничения вытекающего потока жидкости, не прибегая к внутренним средствам его ограничения. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке сточных вод с использованием установки, использующей тепловую энергию, получаемую при прямом сжигании углеводородного топлива и/или путем использования тепловой энергии отработавших газов, образующихся при сжигании углеводородов в двигателях. Выпарная установка для концентрирования загрязнений в неочищенной воде содержит выпариватель 110 неочищенной воды, включающий дымоход, подсоединенный к источнику горячего газа; систему распределения неочищенной воды внутри дымохода с увеличением ее площади поверхности; систему управления, включающую по меньшей мере один пункт контроля для мониторинга температуры внутри дымохода и по меньшей мере один насос для регулирования потока неочищенной воды, направляемого в систему распределения неочищенной воды; и систему сбора, подсоединенную к дымоходу для сбора воды с концентрированными загрязнениями из дымохода. Изобретение позволяет сократить количество загрязнений в отработавших газах, которые могут быть выпущены в атмосферу, и сократить общий объем загрязненных сточных вод. 3 н. и 34 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретения могут быть использованы в машиностроительной отрасли и гальванотехнике при утилизации хромсодержащих и травильных стоков. Для осуществления способов смешивают хромсодержащие и травильные стоки для простой стали и по первому варианту: в реакционную емкость с хромсодержащими и травильными стоками дополнительно вносят стружку из простой стали в количестве не менее 1/3 объема и выдерживают при периодическом перемешивании до достижения pH порядка 5,5 и образования осадка, содержащего соединения железа и хрома. По второму варианту: в реакционной емкости к стружке из простой стали добавляют сначала отработанные травильные стоки для простой стали, выдерживают до достижения pH порядка 5,5, затем смешивают с хромсодержащими стоками. Стружку из простой стали размещают в мешке из полипропилена. Изобретения обеспечивают упрощение процесса утилизации хромсодержащих и травильных стоков и повышение эффективности очистки стоков. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.
Изобретение может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности для ингибирования и контроля роста микроорганизмов в технических и оборотных водах. Для осуществления способа в обрабатываемую воду вводят предварительно приготовленную смесь бромхлордиметилгидантоина и гипохлорита натрия с концентрацией бромхлордиметилгидантоина от 0,1 до 7,5 г/л и их соотношением в пересчете на активный хлор от 1:15 до 15:1. Способ обеспечивает повышение эффективности ингибирования роста микроорганизмов при одновременном снижении расхода реагентов. 10 пр.

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Генератор талой воды включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зоны замораживания воды, вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, перехода воды из твердого состояния в жидкое. В зоне замораживания установлена кольцевая морозильная камера 2, за которой смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня воды 3. В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня 3 разобщающее устройство 6, за которым расположен кольцевой нагревательный элемент 11. В нижней части продольного сосуда 1 расположены раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола 8 и талой воды 12. За кольцевой морозильной камерой 2 смонтировано приводное устройство, оборудованное дополнительными усилителями перемещения замороженного стержня 3, выполненными в виде приводных шнеков 15, проходящих через зону замораживания воды, зону вытеснения примесей, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое. Положение приводных шнеков 15 относительно продольного сосуда 1 обеспечивается подшипниками скольжения 16, установленными вне продольного сосуда 1. Приводные шнеки 15 оборудованы нагревательными элементами, расположенными внутри осей шнеков, с возможностью нагрева поверхностей лопастей приводных шнеков. Изобретение позволяет повысить производительность и долговечность генератора талой воды. 1 ил.

Изобретение может быть использовано при обработке разливов нефти и в производстве бумаги. Для изготовления содержащего карбонат кальция материала с обработанной поверхностью исходный материал приводят в контакт с по меньшей мере одной солью жирной кислоты С5-С28, выбранной из группы, включающей соли первичных алканоламинов одноатомных спиртов, соли полиэтиленимина и их смеси. Указанный содержащий карбонат кальция материал обрабатывают, используя в сумме от 0,1 до 3 мас. % по отношению к сухой массе указанного содержащего карбонат кальция материала указанных солей жирных кислот. Изобретение позволяет упростить получение материалов, вводимых в форме водной суспензии для извлечения органических веществ, находящихся как в объеме, так и на поверхности водных систем. 6 н. и 24 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх