Электролитическая ячейка для очистки загрязненной воды

Настоящее изобретение относится к процессу очистки загрязненной воды, содержащей микроорганизмы. Поток загрязненной воды с объемным расходом от примерно 1 до примерно 1000 м3/ч подают через зону электролиза, причем указанный водный поток имеет проводимость от примерно 0,0001 до примерно 100 См/м. Осуществляют электролиз указанного водного потока в указанной зоне электролиза, определяемой, по меньшей мере, одной парой электродов, позволяющих проводить очистку от микроорганизмов, причем указанная, по меньшей мере, одна пара электродов содержит анод и катод без разделительного элемента и расположена по всей площади поперечного сечения электролитической ячейки, а указанный водный поток направляется практически перпендикулярно сквозь указанную пару электродов с одновременным подведением напряжения к указанным аноду и катоду и подачей постоянного тока на указанные катод и анод. Очищенный водный поток отводят из зоны электролиза. Изобретение также относится к электролитической ячейке, в которой может проводиться указанный процесс, и к использованию данной электролитической ячейки. Технический эффект - равномерная обработка всего потока загрязненной воды, исключение необходимости добавления химикатов, увеличение степени очистки обрабатываемого потока воды. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Данное изобретение относится к процессу очистки загрязненной воды, содержащей микроорганизмы, к электролитической ячейке, в которой проводится этот процесс, и к использованию ячейки для очистки загрязненной воды, получающейся от различных применений и из различных источников.

Уровень техники изобретения

Очистка сточных вод, содержащих микроорганизмы, проводится уже в течение довольно долгого времени. Однако процесс очистки, основанный на электролизе, до настоящего времени не был свободным от недостатков. Неэффективный процесс, так же как и дорогостоящее оборудование или высокое потребление энергии, ранее препятствовали надлежащей обработке от микроорганизмов, попадающихся, например, в сточных водах, охлаждающих водах, балластных водах и рециркулирующих промывочных водах. Патент США 5419824 описывает электролитическую ячейку для нейтрализации загрязняющих веществ. Однако данный процесс очень дорогостоящий и неэффективный для приложений, где обрабатываются большие объемы воды, вследствие большого перепада давлений, низкой скорости потока и низкой токовой эффективности.

В WO02/26635 была предпринята дальнейшая попытка реализаций устройства для снижения уровня загрязняющих веществ и микроорганизмов, в которых на ячейку подавался переменный ток. Это, однако, как было установлено, не всегда является удачным способом проведения химической реакции в ячейке.

Кроме того, обнаружилось, что имевшиеся ранее очистительные системы, предназначенные для снижения уровня загрязняющих веществ, часто были оборудованы реакторным баком, соединенным с трубопроводом, через который пропускалась очищаемая среда. Однако эта конфигурация часто приводила к перепаду давлений и меньшей способности пропуска очищаемой среды. Также может требоваться увеличение продолжительности отстаивания, что не всегда приемлемо, в частности, если требуется быстрая очистка больших объемов загрязненной воды.

Настоящее изобретение, как предполагается, предоставляет эффективный процесс и ячейку, разрешающие недостатки предыдущих изобретений. Еще одна цель настоящего изобретения - обеспечить более полный контроль за образованием водорода и хлора в электролитической ячейке.

Настоящее изобретение относится к электролитической ячейке, содержащей по меньшей мере одну пару электродов, определяющую зону электролиза, причем указанная пара электродов, содержащая анод и катод, расположенные практически параллельно без разделительного элемента между ними, позволяет пропускать большой объем электролита сквозь указанные анод и катод; в этой ячейке указанные анод и катод позволяют проводить очистку от микроорганизмов в водном потоке, имеющем проводимость от примерно 0,0001 до примерно 100 См/м, проходящем через указанную пару электродов указанной электролитической ячейки, содержащей, кроме того, средство для приложения напряжения между анодом и катодом и средство для создания постоянного тока в указанной ячейке. Следующие анодные и катодные реакции, по-видимому, протекают внутри пары электродов:

Анодные реакции

a) 2Cl- = Cl2 + 2e-

b) H2O = 1/2O2 + 2H+ + 2e-

c) 2H2O = H2O2 + 2H+ + 2e-

d) 3H2O = O3 + 6H+ + 6e-

e) Окисление органических веществ

Катодные реакции

a) 2H+ + 2e- = H2

b) 2H2O + 2e- = H2 + 2OH-

c) H2O + O2 + 2e- = HO2- + OH-

d) Cl2 + 2e- = 2Cl-

e) Восстановление органических веществ.

Возможные химические реакции, происходящие в пространстве между анодами и катодами пар электродов между анодными и катодными продуктами, образующимися, кроме прочего, в результате вышеперечисленных реакций, включают, в числе прочих

a) Cl2 + 2OH- = ClO- + Cl- + H2O

b) Cl2 + HO2- = HCl + Cl- + O2

c) 3ClO- = ClO3- + 2Cl-

d) H+ + HO2- = H2O2

e) Прочие реакции, например, образование гидроксильных радикалов, как подробно описано в "Degradation of Organic Pollutants by the Advanced Oxidation Processes", Chinese J. of Chem. Eng, 7(2) 110-115 (1999).

Под термином «площадь поперечного сечения» понимается площадь ячейки, через которую течет электролит по мере того, как он проходит от ввода до вывода ячейки. Площадь поперечного сечения ячейки может меняться вдоль направления потока, но предпочтительно, чтобы она была постоянной. В месте расположения по меньшей мере одной указанной пары электродов анод и катод образуют частично сквозную площадку, через которую может проходить электролит. Площадь открытого поперечного сечения определяется здесь как площадь, не закрытая электродами, в процентном выражении к полной площади поперечного сечения, которое имеет ячейка в указанном месте.

Под термином «пара электродов» понимается анод и катод, расположенные на относительно малом расстоянии друг от друга, предпочтительно на расстоянии, которое меньше, чем расстояние до любой другой возможной пары электродов или отдельного электрода в ячейке. Предпочтительно, чтобы расстояние между анодом и катодом в паре электродов было от примерно 0,2 до примерно 10, предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 5, и наиболее предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 3 мм. Предпочтительно, чтобы расстояние между соседними парами электродов было от примерно 3 до примерно 25, наиболее предпочтительно от примерно 5 до примерно в 15 раз большим расстояния между анодом и катодом в каждой паре электродов, т.е. от примерно 0,6 до примерно 250, наиболее предпочтительно от примерно 1 до примерно 150 мм.

При разработке вышеописанной ячейки было обнаружено, что разделительный элемент в паре электродов ухудшает функционирование всей ячейки кроме прочего из-за того, что он может приводить к значительному перепаду давлений, так как способность пропускать очищаемую воду снижается, а также из-за того, что такой разделительный элемент может замедлять протекание требуемых реакций между продуктами реакций на аноде и на катоде.

В качестве элемента, обеспечивающего постоянный ток, может быть, например, обычный выпрямитель. Было установлено, что для того чтобы гарантировать протекание требуемых реакций в каждой паре электродов, предпочтительно, чтобы анод располагался перед катодом, на котором продукты реакции, образующиеся на аноде, могли вступать в реакции далее, так чтобы количество микроорганизмов могло поддерживаться на минимальном уровне. Этот процесс не всегда может быть успешно осуществлен в случае, когда к ячейке подводится переменный ток, так как такой ток меняет полярность электродов, и необходимые реакции не протекали бы вовремя. Если продукты реакций на аноде не реагируют далее до образования гидроксильных радикалов, то эти продукты реакций могут вместо этого разлагаться, так что не происходит образования гидроксильных радикалов. Это, конечно, нежелательно для процесса, поскольку гидроксильные радикалы необходимы для очистки от микроорганизмов.

Предпочтительно, чтобы пара электродов была так расположена, чтобы водный поток, входящий в ячейку, сначала попадал на анод, а затем на катод, так чтобы продукты анодных реакций могли вступать в реакции на катоде или быстро смешиваться с продуктами катодных реакций для дальнейшего увеличения эффективности процесса, а также снижения образования тригалометана (THM) или других токсичных хлорированных органических веществ в хлоридсодержащей воде. Это особенно полезно в конфигурации пары электродов без какого-либо промежуточного разделителя между анодом и катодом. Продукты реакций на аноде могут, таким образом, сразу же смешиваться с продуктами реакций на катоде, которые тогда могут далее вступать в реакции на катоде. Токсичные продукты реакций Cl2 при электролизе в хлоридсодержащей водной системе могут соответственно быть далее преобразованы в менее токсичные или нетоксичные ClO- или OH-радикалы или подобные, и другие продукты реакций также могут быть преобразованы в нетоксичные соединения, которые могут выполнять функции эффективных дезинфицирующих средств, которые могут снижать COD и BOD далее, так что практически не происходит образования THM в реакциях между образующимся Cl2 и органическими соединениями. Возможные соседние пары электродов предпочтительно, чтобы располагались таким же образом, как и первая. Однако другое расположение также возможно, например, где катод расположен перед анодом в направлении потока электролита.

В соответствии с одной предпочтительной реализацией пара или пары электродов, составляющие реакционную зону ячейки, встраиваются в трубопроводную систему, через которую пропускается вода для очистки. Ячейка может тогда иметь такой же диаметр, как и трубопровод, через который подается загрязненная вода. Это приводит к более простой и более выгодной системе, которая может быть легко собрана и транспортирована к месту, где осуществляется очистка.

Термин «практически параллельны» в контексте относительного расположения анода и катода означает, что электроды могут даже - хотя это не желательно - быть расположены под углом друг к другу на некотором расстоянии. Угол между анодом и катодом в паре электродов, таким образом, не обязательно составляет 0°, как было бы в случае, если бы они были расположены параллельно. Предпочтительно, чтобы угол между анодом и катодом составлял от примерно 0 до примерно 45°, более предпочтительно от примерно 0 до примерно 30° и наиболее предпочтительно от примерно 0 до примерно 10°.

Электроды, т.е. анод и катод, соответственно содержат основание с отверстиями типа сетки, например цельнорешетчатой сетки, проволочной сетки, перфорированной пластинки или листа металла, сплавленных металлических нитей, сплавленного металлического порошка или любой другой перфорированной конструкции. Отверстия могут иметь любую подходящую форму, но предпочтительно, чтобы отверстия имели форму ромба, квадрата, прямоугольника, трапеции, круга или подобную. Размеры (например, стороны ромба) отверстий соответственно находятся в пределах от примерно 0,5 до примерно 50, предпочтительно от примерно 0,5 до примерно 15 мм. Предпочтительно, чтобы каждое отверстие имело площадь от примерно 0,01 до примерно 2500, более предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 500 и наиболее предпочтительно от примерно 1 до примерно 100 мм2. Такая конфигурация ячейки обеспечит низкий перепад давления при протекании электролита через ячейку.

Предпочтительно, чтобы основание катода изготавливалось из никеля, титана или другого подходящего металла или проводящего неметаллического материала, углеродного волокна, графитизированной ткани или проводящего оксида металла.

Предпочтительно, чтобы основание анода изготавливалось из титана, ниобия или другого подходящего металла или проводящего неметаллического материала, например p-допированного кремния.

Среди предпочтительных покрытий анода: допированный бором алмаз (BDD), PbO2 и SnO2. Другие подходящие анодные покрытия: платинированный титан, платина, активированный уголь, графит, а также материалы покрытий, упомянутые в заявке на европейский патент № 03445079.1.

Среди предпочтительных покрытий катода: допированный бором алмаз (BDD), активированный уголь, графит, а также материалы покрытий, упомянутые в заявке на европейский патент № 03445079.1.

Предпочтительно, чтобы площадь открытого поперечного сечения указанных по меньшей мере одного анода и катода была от примерно 20 до примерно 75 и наиболее предпочтительно от примерно 25 до примерно 60% от площади полного поперечного сечения. С увеличением площади открытого поперечного сечения перепад давления в ячейке снижается, поскольку электролит может более свободно течь через ячейку.

Предпочтительно, чтобы толщина соответствующих электродов была от примерно 0,2 до примерно 3, более предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 2 и наиболее предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 1,5 мм.

Предпочтительно, чтобы электроды были монополярными, так чтобы сила тока и напряжение на каждой паре электродов могли бы регулироваться независимо. Однако в некоторых конструкциях могут применяться биполярные электроды.

Предпочтительно, чтобы удельная поверхность анода и катода была от примерно 1 до примерно 1000, наиболее предпочтительно от примерно 10 до примерно 1000 м22 площади проекции поверхности.

Предпочтительно, чтобы катод имел высокое перенапряжение образования водорода, предпочтительно более 300 и наиболее предпочтительно более 500 мВ. Предпочтительно, чтобы анод имел высокое перенапряжение образования кислорода, предпочтительно более примерно 400 мВ и наиболее предпочтительно более примерно 700 мВ.

Электроды могут иметь насечки, быть рифлеными, фигурными или иметь другие шероховатости для увеличения турбулентности вблизи пары электродов.

Число пар электродов будет зависеть от скорости потока и концентрации микроорганизмов, от которых требуется очистка. Однако, предпочтительно, чтобы ячейка содержала от примерно 1 до примерно 10, более предпочтительно от примерно 1 до примерно 7 и наиболее предпочтительно от примерно 2 до примерно 5 пар электродов.

Предпочтительно чтобы пара(ы) электродов монтировались в подходящем корпусе или узле, которые служили опорой электродам.

Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения ячейки была от примерно 0,00003 до примерно 5, предпочтительно от примерно 0,0001 до примерно 2 и наиболее предпочтительно от 0,001 до примерно 1 м2. Предпочтительно, чтобы ввод и вывод имели те же размеры и площадь поперечного сечения, что и электролитическая ячейка, с целью минимизации перепада давления. Однако другие площади ввода и вывода также возможны, например, большая площадь поперечного сечения на вводе, по сравнению с площадью поперечного сечения ячейки, чтобы сделать поток воды более турбулентным.

Данное изобретение также относится к процессу очистки загрязненной воды, содержащей микроорганизмы, включая: подачу потока загрязненной воды с объемным расходом от примерно 1 до примерно 1000 м3/ч через зону электролиза, причем указанный водный поток имеет проводимость от примерно 0,0001 до примерно 100 См/м; электролиз указанного водного потока в указанной зоне электролиза, определяемой, по меньшей мере одной парой электродов, позволяющих проводить очистку от микроорганизмов, причем указанная по меньшей мере одна пара электродов содержит анод и катод без разделительного элемента, а указанный водный поток направляется практически перпендикулярно сквозь указанные по меньшей мере один анод и катод, с одновременным подведением напряжения на указанные анод и катод и подачей постоянного тока через указанные катод и анод; отведение очищенного водного потока из зоны электролиза.

Термин «практически перпендикулярно», использующийся здесь по отношению к направлению потока через пару электродов, означает, что водный поток может течь перпендикулярно плоскости анода и катода, составляющих пару электродов, т.е. под прямым углом, или углом 90°, к указанной плоскости, но также под отклоняющимися углами вплоть до примерно 60° к указанному «перпендикулярному» потоку.

Предпочтительно, чтобы объемный расход водного потока был от примерно 1 до примерно 750, более предпочтительно от примерно 5 до примерно 500 и наиболее предпочтительно от примерно 10 до примерно 500 м3/ч. Подходящая линейная скорость потока составляет от примерно 0,1 до примерно 10, предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 8 и наиболее предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 5 м/сек. Было установлено, что объемный расход потока и его соответствующая линейная скорость течения в диапазоне по настоящему изобретению обеспечивают повышенную токовую эффективность, в соответствии с чем для очистки от микроорганизмов требуются меньшие токи.

Предпочтительно, чтобы линейная скорость водного потока, поступающего в ячейку, была достаточно высока, чтобы при достижении первого электрода легко возникала турбулентность. Повышенная турбулентность приводит к повышенному массопереносу, который, в свою очередь, приводит к более эффективной очистке от микроорганизмов. Предпочтительно, чтобы число Рейнольдса в ячейке было более примерно 2000 и наиболее предпочтительно, чтобы более примерно 5000. Однако предпочтительно, чтобы число Рейнольдса было менее 100000.

Турбулентность и, таким образом, массоперенос могут быть увеличены путем усиления потока воды.

Электролиз, происходящий в ячейке, приводит к образованию гидроксильных радикалов и перекиси водорода, которые могут убивать микроорганизмы, чтобы предотвратить биозагрязнения и другие нежелательные эффекты, вызываемые микроорганизмами. Ячейка также может быть полезна для снижения COD в загрязненной воде.

Гидроксильные радикалы могут генерироваться прямо на поверхности анода путем окисления воды на соответствующем аноде, так, как здесь описано. Гидроксильные радикалы и другие типы радикалов могут также образовываться вследствие разложения окисленных или насыщенных кислородом соединений, образованных на поверхности анода, например озона, перекиси водорода и кислорода, или путем восстановления этих соединений на поверхности катода. Гидроксильные радикалы также могут формироваться в результате реакций указанных окисленных или насыщенных кислородом соединений в электролите. Перекись водорода также может получаться на катоде и давать долговременный эффект очистки воды.

Концентрация свободных гидроксильных радикалов быстро падает с расстоянием от поверхности анода, так как свободные гидроксильные радикалы легко вступают в реакции. Поэтому реакция микроорганизмов, растворенных в воде, со свободными гидроксильными радикалами, получаемыми около поверхности электродов, происходит очень близко от их поверхности. Повышенная площадь поверхности анода и турбулентный поток воды около поверхности анода увеличивают скорость массопереноса.

Иногда может быть выгодно или даже необходимо изменить pH и/или электропроводность очищаемой воды.

Термин «микроорганизм» включает любой организм микроскопического размера, такой как планктон, бактерию, простейшее или вирус.

В соответствии с предпочтительным осуществлением ячейка может работать с постоянным или c импульсным током для улучшения очистки от микроорганизмов. Импульсный ток может быть любого подходящего вида, например треугольный, синусоидальный или ступенчатый, и изменяться во времени. Предпочтительно, чтобы средняя плотность тока была от примерно 10 до примерно 5000, более предпочтительно от примерно 10 до примерно 1000 и наиболее предпочтительно от примерно 25 до примерно 750 A/м2.

В соответствии с другим предпочтительным осуществлением ячейка может работать с реверсированным током для удаления осадка. Реверсированный ток может быть той же величины, что и обычный, описанный здесь, длительность и частота реверсированного тока может меняться.

Эти меры дают возможность работы ячейки в непрерывном режиме. Ячейка может эксплуатироваться как в режиме однократного пропускания потока через ячейку, так и в режиме рециркуляции части потока или всего потока. Хотя режим однократного пропускания предпочтителен, может быть необходимо повторное пропускание потока через ячейку, если концентрация микроорганизмов остается высокой или число пар электродов недостаточно для режима однократного пропускания. Однако процесс может быть организован как полунепрерывный или серийный.

Также было установлено, что этот процесс может быть запущен таким путем, что хлор практически не образуется. Измерительная и контрольная система, например контрольно-измерительная аппаратура DULCOMETER® фирмы Prominent Dosiertechnik GmbH, соответствующим образом монтируется к ячейке для слежения за процессом в ней, включая pH и остаточную концентрацию хлора.

Данное изобретение также относится к использованию электрохимической ячейки, как описывается здесь, для очистки загрязненной воды, содержащей микроорганизмы, в частности балластных вод, сточных вод, охлаждающей воды и рециркулирующих промывочных вод. Данная ячейка также может использоваться для очистки загрязненной воды в плавательных бассейнах. Если необходима очистка очень большого объема воды, например охлаждающих или балластных вод, где объемный расход потока может превышать 10000 или даже 100000 м3/ч, чтобы справиться с таким большим потоком, конечно, может быть установлено параллельно несколько описанных здесь ячеек.

Полное число микроорганизмов будет, конечно, меняться в зависимости от источника, из которого берется вода. Однако число микроорганизмов (бактерий) в морской воде может быть от примерно 100 до примерно 1000000 /см3.

Краткое описание чертежей

На чертеже изображен один вариант конструкции ячейки по изобретению.

Описание осуществления

На чертеже изображена электролитическая ячейка, пригодная для очистки загрязненной воды, содержащей микроорганизмы. Ячейка содержит ввод в точке 1, через который поток воды, содержащей микроорганизмы, поступает в направлении стрелок. Входной поток может накачиваться в ячейку или нагнетаться другим способом с целью введения в ячейку. Перед вводом в ячейку может быть установлен аналоговый или цифровой измеритель потока (не показан). Поток проходит пары электродов, каждая из которых состоит из анода 2 и катода 3. Электроды изготовлены из сетчатой структуры. Как можно видеть, четыре таких пары электродов, расположенных параллельно, изображены в ячейке, каждая из пар расположена перпендикулярно направлению потока. Пары электродов расположены по всей площади поперечного сечения ячейки. Поток проходит через пары электродов и выходит из ячейки через вывод в точке 4. Поток, выходящий из ячейки, может быть перенаправлен на ввод в точке 1, если будет сочтен недостаточно очищенным.

Очевидно, что данное изобретение может быть многими способами модифицировано. Такие модификации не должны рассматриваться как отступление от сути и области настоящего изобретения, и все такие модификации, как было бы очевидно специалисту в данной области, подразумеваются включенными в область заявки. Следующие примеры дополнительно проиллюстрируют, как описанное изобретение может быть реализовано, не ограничиваясь его рамками.

Пример 1

Вода с поверхности моря, содержащая планктон, кишечную палочку и гетеротрофные бактерии, имеющая проводимость 5 См/м, накачивалась в танк емкостью 800 литров и одновременно фильтровалась через хлопчатобумажную ткань и 20 мкм фильтр. Контрольные организмы Tetraselmis и Isochrysis (и те и другие жгутиковые) были добавлены вместе с непатогенной колонией бактерий кишечной палочки E-choli. Были взяты контрольные образцы.

Использованные и анод и катод являлись цельнорешетчатыми ниобиевыми пластинами, покрытыми проводящим бор-допированным алмазом (BDD). Электрохимическая ячейка содержала шесть таких BDD электродов, расположенных для прохождения поперечного потока природной морской воды в титановой трубе, имеющей внутренний диаметр 70 мм. Аноды и катоды были расположены парами с малым зазором в 4 мм между анодом и катодом одной пары и расстоянием 41 мм между соседними парами.

Вода, очищаемая в электрохимической ячейке, пропускалась через ячейку со скоростью 10 м3/ч (175 л/мин), подводился ток плотностью 670 A/м2. Сила тока составляла 11 A, а мощность 126 Вт. Такая очистка привела к 100% гибели обоих типов контрольных планктонных организмов, 100% подавлению CFU (колониеобразующих единиц) для бактерий кишечной палочки (природных + добавленных E-choli) и 99,96% подавлению CFU естественных гетеротрофных бактерий. Анализ планктона проводился с помощью оптической микроскопии, а бактерии разводились по сертифицированным методикам в лаборатории. Образования THM не происходило.

Пример 2

Природная вода с поверхности моря (с западного побережья Швеции) была предварительно отфильтрована с использованием сетки и накачана в танк емкостью 800 литров. Были взяты контрольные образцы.

Электроды и ячейка были теми же, что и в примере 1. Вода прогонялась с той же скоростью, плотность тока, ток и мощность были такими же, что и в примере 1. Очистка привела к 84% гибели природного зоопланктона и к 93% гибели природного фитопланктона. Анализ проводился с помощью оптической микроскопии. Образования THM не происходило.

Пример 3 (контрольный)

Была приготовлена электролитическая ячейка, как в примере 1, но с пористым разделителем между анодом и катодом. В качестве разделителя использовалась 0,5 мм тканевая сетка с 30% отверстий, сделанная из полипропилена. Вода, которая должна была очищаться, текла от катода к аноду. Контроль за процессом электролиза проводился при тех же условиях, что и в примере 1, но скорость потока не могла достигать скорости 10 м3/ч, а была до 3 м3/ч. Использовалась та же сила тока, что и в примере 1. Несколько млн.д. THM (тригалометана), как было показано, образовывались в морской воде.

1. Способ очистки загрязненной воды, содержащей микроорганизмы, включающий подачу потока загрязненной воды с объемным расходом от примерно 1 до примерно 1000 м3/ч через зону электролиза, причем указанный водный поток имеет проводимость от примерно 0,0001 до примерно 100 См/м; электролиз указанного водного потока в указанной зоне электролиза, определяемой, по меньшей мере, одной парой электродов, позволяющих проводить очистку от микроорганизмов, причем указанная, по меньшей мере, одна пара электродов содержит анод и катод без разделительного элемента и расположена по всей площади поперечного сечения электролитической ячейки, а указанный водный поток направляется практически перпендикулярно сквозь указанные, по меньшей мере, один анод и катод с одновременным подведением напряжения к указанным аноду и катоду и подачей постоянного тока на указанные катод и анод; отведение очищенного водного потока из зоны электролиза.

2. Способ по п.1, в котором объемный расход потока составляет от примерно 1 до примерно 750 м3/ч.

3. Способ по п.1 или 2, в котором течение водяного потока является турбулентным.

4. Способ по п.1, в котором средняя плотность тока составляет от примерно 10 до примерно 5000 А/м2.

5. Способ по п.1, в котором катод имеет перенапряжение образования водорода выше, чем примерно 300 мВ.

6. Электролитическая ячейка, содержащая, по меньшей мере, одну пару электродов, определяющую зону электролиза, причем указанная пара электродов, расположенная по всей площади поперечного сечения ячейки и содержащая анод и катод, расположенные практически параллельно, без разделительного элемента между ними, позволяет пропускать большой объем электролита сквозь указанные анод и катод, при этом входящий водный поток течет практически перпендикулярно через пару электродов, что делает возможным проведение очистки от микроорганизмов в водном потоке, имеющем проводимость от примерно 0,0001 до примерно 100 См/м, проходящем через указанную пару электродов указанной электролитической ячейки, содержащей, кроме того, средство для приложения напряжения между анодом и катодом и средство для создания постоянного тока в указанной ячейке.

7. Ячейка по п.6, в которой площадь открытого поперечного сечения анода и катода составляет от примерно 20 до примерно 75%.

8. Ячейка по п.6, в которой анод и катод содержат отверстия, имеющие площадь от 0,01 до примерно 2500 мм2.

9. Ячейка по п.6, которая содержит монополярные электроды.

10. Ячейка по п.6, в которой расстояние между анодом и катодом в паре электродов составляет от примерно 0,2 до примерно 10 мм.

11. Ячейка по п.6, в которой расстояние между двумя соседними парами электродов составляет от примерно 1 до примерно 150 мм.

12. Ячейка по любому из пп.6-11, в которой указанные анод и катод имеют форму сетки.

13. Использование электролитической ячейки по любому из пп.6-12 для очистки от микроорганизмов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к процессам очистки сточных вод от взвешенных веществ, нефтепродуктов, растворенных органических веществ. .

Изобретение относится к очистке производственных сточных вод, содержащих взвешенные вещества, нефтепродукты, ПАВ, ионы железа и хрома, и может быть использовано для очистки сточных вод промышленных предприятий, имеющих в своем составе гальванические производства.

Изобретение относится к очистке производственных сточных вод, содержащих взвешенные вещества, нефтепродукты, ПАВ, ионы железа и хрома, и может быть использовано для очистки сточных вод промышленных предприятий, имеющих в своем составе гальванические производства.

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано в черной и цветной металлургии, в химической и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано в черной и цветной металлургии, в химической и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к области очистки отработанной производственной воды и защиты окружающей среды. .

Изобретение относится к электрохимическим очистителям воды. .

Изобретение относится к электрохимическим очистителям воды. .

Изобретение относится к области термической деаэрации жидкости, преимущественно питательной воды паротурбоустановки, и может быть использовано в термических и вакуумных деаэрационных установках, а также в десорберах газообразных продуктов, растворенных в технологических жидкостях.

Изобретение относится к области термической деаэрации жидкости, преимущественно питательной воды паротурбоустановки, и может быть использовано в термических и вакуумных деаэрационных установках, а также в десорберах газообразных продуктов, растворенных в технологических жидкостях.

Изобретение относится к способам получения серебросодержащих концентратов, которые могут быть использованы для дезинфекции промышленных и бытовых водных объектов, дезинфекции поверхностей, предметов личного обихода

Изобретение относится к области очистки природных, оборотных и сточных вод и может найти применение в процессах химической технологии, обогащения, легкой промышленности и др

Изобретение относится к области очистки природных, оборотных и сточных вод и может найти применение в процессах химической технологии, обогащения, легкой промышленности и др
Изобретение относится к способам обезвреживания хвостовых пульп предприятий цветной металлургии, а именно к способам очистки хвостовой пульпы золотоизвлекательной фабрики от остаточного цианида

Изобретение относится к водоподготовке и предназначено для очистки питьевой воды
Изобретение относится к области хозяйственно-питьевого, технического водоснабжения, а также к физико-химической очистке сточных вод
Изобретение относится к области очистки сточных вод пищевой промышленности, конкретно к очистке промывных сточных вод молочной промышленности
Изобретение относится к области очистки сточных вод пищевой промышленности, конкретно к очистке промывных сточных вод молочной промышленности

Электролитическая ячейка для очистки загрязненной воды

Наверх