СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИЗА С УПРАВЛЕНИЕМ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
METHOD OF ELECTROLYSIS WITH CONTROL OF ELECTROCHEMICAL TREATMENT PROCESS OF WATER SOLUTIONS

Изобретение относится к способам электролиза и управления процессами электрохимической обработки водных растворов. Оно может быть использовано для получения дезинфицирующих и моющих растворов, а также для обработки питьевой воды, бытовых и промышленных сточных вод. Техническим результатом изобретения является устранение зарастания межэлектродного пространства осадком отложений солей жесткости на электродах электролизных устройств и увеличение ресурса работы этих устройств.
Известен способ электрохимической обработки водных растворов, реализованный в RU 2119456 от 01.12.1997, в котором питание электролизера складывается из длительности действия суммарного импульса, образованного наложением постоянной составляющей на переменную составляющую тока.
Также известен способ электролиза с управлением процессом электрохимической обработки водных растворов, реализованный в RU 2128145 от 17.04.1998, в котором регулируется плотность тока в электролизере в зависимости от концентрации веществ в воде и изменения полярности электродов.
Наиболее близким техническим решением является установка, реализованная в RU 2139956 от 04.06.1997 в которой применяются титановые аноды и катоды с окисно-рутениевым покрытием с реверсированием тока. Переключение полярности электродов производили через каждые 12 часов электролиза, при этом перед моментом изменения полярности ток убывает постепенно, а после момента изменения полярности постепенно возрастает, а между моментом отключения электропитания и моментом включения с противоположной полярностью отсутствует пауза. Техническое решение, хотя и позволяют решить проблему удаления отложений солей жесткости (соли кальция и магния), однако резко ограничивает продолжительность ресурса электролизера так как смена полярности сокращает срок службы электродов.
Также из BG 66016 В1 от 29.10.2009 известен способ проведения электролиза и устройство для его проведения, который предусматривает использование групп электродов ЕК1 - EKn, электрически соединенных с источником питания (1), каждая из которых содержит, по меньшей мере, одну пару разноименно заряженных электродов, при этом, в процессе электролиза осуществляют коммутацию электрической цепи через блок коммутации (3), обеспечивающую поочередное подключение к источнику питания и отключение от него групп электродов. Согласно примеру осуществления известного способа частоту и продолжительность подключения источника питания к группам электродов определяет блок управления (5), который отслеживает мощность постоянного тока, подаваемого на группы электродов (стр.3, зона 30 - справа).
Согласно Большой советской энциклопедии (М: Советская энциклопедия, 1969-1978), постоянный ток - это электрический ток, не изменяющийся с течением времени ни по силе, ни по направлению.
Таким образом, в BG 66016 В1 используют принцип отключения электропитания и последующего включения для поддержания необходимой силы постоянного тока на группах электродов без изменения полярности.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является устранение образующихся отложений солей жесткости на электродах электролизных устройств при значительном увеличении ресурса работы электролизных устройств.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при электрохимической обработке водных растворов путем изменения полярности титановых электродов между моментом отключения электропитания и моментом включения с противоположной полярностью присутствует пауза от нескольких секунд до нескольких часов.
Пауза между периодами действия питания электролизера позволяет устранить отрицательное влияние переходных процессов на активное металлооксидное покрытие электродов и продлевает жизнь покрытия в режиме переполяризации в 3-5 раз.
В результате длительного эксперимента по изучению ресурса одних и тех же электродов с одинаковым покрытием с паузой и без паузы электроды, работающие с паузой продемонстрировали в эксперименте срок службы более 2 лет (эксперимент продолжается).
На фиг.1 изображены результаты эксперимента по изучению ресурса покрытий электродов при работе с паузами и без паузы между периодами действия питания электролизера.
Резкое увеличение напряжения на электролизной ячейке свидетельствует о полном срабатывании активного покрытия и исчерпании ресурса электрода. Среди исследованных электродов самый короткий ресурс в шесть месяцев оказался у электродов, работающих без паузы. Электроды, работающие с паузой, продемонстрировали срок службы более 2 лет. При этом образования отложений солей жесткости на электродах устранялись при их переполюсовке, и зарастания межэлектродного пространства осадком не происходило за все время эксперимента.
Приведенный пример свидетельствует, что в случае применения предлагаемого технического решения удается достичь продолжительной работы электролизного устройства без зарастания осадком солей жесткости на электродах.
Из приведенного выше описания понятно, что предлагаемое изобретение может быть реализовано не только в соответствии с рассмотренным примером ее реализации, но и в других конкретных формах без отступления от существа изобретения, определенного ее формулой.