Электроимпульсная активация водных растворов

12. Электроимпульсная активация водных растворов

При дезинфикации с помощью электрогидравлических разрядов происходит инактивация сред, содержащих Eschrichia coli и Saccharomyces cereviasiae и другие. Причем используют конденсаторы с емкостью C = 3 мкф, рабочее напряжение — U = 18–22 кВ, число разрядов в минуту — 30, межэлектродное расстояние — 3–5 мм. Различные фитопрепараты, настои, соки, обработанные высоковольтным электрическим разрядом, подвергаются стерилизации и хранятся дальше. Использование электрических разрядов приводит к появлению различных перекисных соединений, свободных радикалов, обладающих антимикробными свойствами.

Устройство для обеззараживания воды электрическим разрядами (а. с. 969680 СССР, С02F 1/78, С01В 13/11, опубл. 08.04.1981) содержит генератор высоковольтных импульсов с емкостным накопителем энергии, подключенный через коммутатор к электродной системе, расположенной в реакторе с водой, и узел подачи газа в реактор, причем, для снижения удельных энергозатрат, оно снабжено технологической камерой с системой коронирующих электродов, при этом вход камеры соединен с атмосферой, выход — с узлом подачи газа в реактор, а система коронирующих электродов подключена параллельно емкости накопительного генератора высоковольтных импульсов.

В способе активации биологических веществ (пат. 2103024 России, А61N 1/00, опубл. 29.01.1996), преимущественно в виде водных растворов путем обработки их физическим фактором, дополнительно на него воздействуют энергией высоковольтных импульсных электрических разрядов в режиме электрогидравлического струйно-аэрозольного распыления раствора при разности потенциалов на разрядных электродах 3-10 кВ и частоте следования импульсов — 1-70 Гц, с последующей очисткой и фракционированием раствора вещества.

Составы для биологической стимуляции организма и способ его обработки (пат. 2093180, 2093181, 2093182, 2093183, 2093184 России, А61К 41/00, 1992) содержат поваренную соль (1-40 г/л), сахар или мед (1-30 г/л) и воду (1 л), а обработку ведут электрическим током с длительностью импульсов от 10^-8 до 1 с с крутизной переднего фронта по напряжению 10^-8 -10^-2 В/с, скважностью импульсов 1-10⁴ при напряжении поля между электродами 0,010-960 кВ/см. Возможно электрические импульсы предварительно преобразовывать в магнитные, электромагнитные и световые.

В электроимпульсном способе обработки воды и суспензий (заявка 2413583 ФРГ, В01J 19/08, А23В 4/00, опубл. 20.06.1985), для обеззараживания воды, выделения определенных веществ из суспензий и образования различных молекулярных цепей, предложено проводить обработку жидкости электрическими импульсами (электрическими или электромагнитными) различной энергетической плотности. При этом жидкость последовательно протекает между парами электродов (графит, нержавеющая сталь), которые подключены к конденсаторам различной емкости. При замыкании конденсатор разряжается, давая импульс энергии (предварительно конденсатор заряжается от другой цепи). В процессе обработки можно уничтожить бактерии различных типов.

Состав для биологической стимуляции (заявка 93008264/14, 93008815/14, России, А61К 41/00, опубл. 15.02.1993) получают обработкой внешним источником энергии водный раствор, содержащий (г/л): соль (NaCl) — 40-400; сахар (мед) — 30-300, при этом соотношение компонентов — 1:(0,75-75); остальное — вода. Состав обрабатывают электрическим током с длительностью импульсов — 1-10⁴ с, и напряженности электрического поля между электродами — 0,010-90 кВ/см, а также крутизной переднего фронта напряженностью — 110²-110⁸ В/с.

13. Электрохимическая активация воды

Питьевые воды являются многокомпонентными системами со сложным химическим составом. К главным компонентам примеси воды относятся ионы, на которые диссоциируют в воде простые соли, имеющие высокую растворимость, а именно: К⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl, SO₄², HCO, CO₃². Для пресной воды характерными ионами являются: SiO₂^-2, CO₃^-2, HCO₃^-2, а среди катионов — Ca⁺². Магнитогорская питьевая вода имеет общую минерализацию до 270 мг/л и относится к классу гидрокарбонатных вод со средним составом (мг/л): Ca = 40; Mg = 13; Na+K = 80; Cl = 70; SO₄ = 78; HCO₃/CO₂ = 178/128.

В процессе электрохимической обработки в катодной зоне электролизера с полупроницаемой мембраной, происходит умягчение воды с осаждением на катоде и образованием шлама (например, СаСО₃). При этом отношение поверхности катода к объему катодной камеры — 100-1000 м²/м³, а катод может выполняться цельным или в виде гранулированной засыпки графита. Причем расход воды через анодную камеру должен в 10-100 раз превосходить расход воды через катодную камеру. При электрохимической активации анод можно выполнять из химически чистого графита, стеклоуглерода, магнетита, а для технических целей — анод: титан, покрытый диоксидом свинца, технический графит, ферросилиций; катод — Ti, Ni, графит, нержавеющая сталь. В приборе для активирования воды (пат. 2084246 России, А61N 1/44, опубл. 17.05.1995) в качестве анода предлагается использовать иридий.

При электролизе водных растворов, содержащих хлориды, идет разряд ионов хлора [62, 63]:

2Cl^- Cl₂ + 2e^-.

Выделяющийся хлор растворяется в электролите с образованием хлорноватистой и соляной кислот:

Cl₂ + H₂O = HClO + HCl.

На катоде происходит разряд молекул воды:

H₂O + 2e^- = OH^- + H⁺.

Атомы водорода, после рекомбинации выделяются из раствора в виде газа, а оставшиеся ионы ОН^-образуют возле катода с ионами К⁺, Na⁺, Ca²⁺ щелочи. У анода хлорноватистая кислота реагирует с ионами К⁺, Na⁺, Ca²⁺ с образованием гипохлоритов, например:

HClO + NaOH = NaClO₃ + H₂O.

Гипохлорит натрия является антибактериальным, антивирусным, противогрибковым и детоксирующим средством и применяется в медицине наружно и внутрь полостей.

Электрохимическое обессоливание и опреснение воды с применением инертных мембран [6] осуществляется в аппарате, содержащем ванну (рис. 1.55), разделённую двумя пористыми перегородками на три камеры, с погруженными в крайние ячейки электродами. Принцип действия основан на разности чисел переноса катионов и анионов солей по сравнению с ионами H⁺ и OH, причем анодная жидкость подкисляется, а катодная подщелачивается. Выход по току на очищенную воду не превышает 12 %, расход электроэнергии на опреснение воды с начальным солесодержанием 3-5 г/л десятки кВтч/м³. Подбирая материал диафрагмы таким, что бы поток воды имел направление воды только в среднюю камеру, можно получить из пресной воды с удельным сопротивлением (1-5)10³ Омсм (минерализация 100-300 мг/л) воду с удельным сопротивлением 0,710⁵ Омсм (5-7 мг/л сухого остатка), при расходе электроэнергии – 6-30 кВт-ч/м². Конструкция аппаратов типа фильтр-пресса, содержит мембраны из перхлорвиниловой ткани, микропористого винипласта; катод - нержавеющая сталь; анод – плавленый магнетит, графит. При получении высокочистой воды (удельное сопротивление > 1 МОмсм) камеры обессоливания заполняют катионитом и анионообменными смолами. Ионы, содержащиеся в воде, поглощаются ионитами и под действием электрического поля переходят в камеру концентрирования. Селективные мембраны представляют собой практически не фильтрующие плёнки, способные пропускать ионы одного знака заряда (катионы, либо анионы).

Вода и водные растворы, активированные в зоне положительного электрода, могут использоваться как дезинфицирующий препарат при хранении сельхозпродуктов, причем активированная вода сохраняет свои бактерицидные свойства при нагреве вплоть до сухого пара. Обработка зерна и овощей анолитом уничтожает гнилостные бактерии, плесневые грибки. Католит обладает активными ранозаживляющими свойствами, при поении животных активизирует их жизнедеятельность. При обработке молока в электрохимическом активаторе, в анодной зоне получают творог, а в катодной – парное, долго не прокисающее молоко.

Электрохимическое окисление (восстановление) органических веществ в кислой (щелочной) среде в электролизёре с графитовыми электродами может использоваться для получения биологически активных и лекарственных веществ. Например, электрохимическое извлечение лекарственных веществ из растительного сырья: эфедрина из эфедры, абицина из наперстянки и других. Под действием постоянного электрического поля между двумя электродами в водных и спиртовых растворах на твёрдых электродах (графит, медь, феррофосфор, SnO₂) происходит конверсия веществ. Электроэкстракция сальсолина и сальсомицина из растительного сырья (паслена) дихлорэтаном в электролизёре V = 400 мл с графитовыми электродами, помещенными в хлорвиниловые чехлы, происходит при следующих параметрах: напряжение постоянного тока – U = 4050 В; при соотношении сырьё: электролит – 1:20, концентрация электролита – NH₄OH – 10 %. После экстракции отработанный сироп отфильтровывают, а из экстракта извлекают алкалоиды.

Путём катодного восстановления кислорода возможно получение перекиси водорода [64-67], причём реагирующее вещество – кислород (воздух) может быть подано в зону реакции двумя способами: 1) путём диффузии растворенного газа через слой или плёнку электролита к поверхности катода; 2) непосредственно в слой электролита на границе трёх фаз: газ, электролит и катод из пористого гидрофобного материала. Активизация углеграфитовых катодов заключается в прокаливании материала при 900-1250 С в вакууме, в атмосфере водорода, при контакте с сульфидом калия. Технология изготовления катодов заключается в следующем. Смесь активизированных частиц графита, угля, связующего и гидрофобного материала (частиц полиэтилена, политетрафторэтилена, полистирола, каучуков) прессуют и подвергают термической обработке. Такие электроды имеют развитую поверхность, высокую пористость является гидрофобными, и могут работать как газодиффузионные катоды (т.е. газ контактирует с одной стороной электрода, а другая сторона с электролитом).

В конструкции электролизера для получения H₂O₂ катодным восстановлением O₂ (рис. 1.56) для разделения катодного и анодного пространств применяют пористую диафрагму. Католитом служат разбавленные (0,5-2 %) растворы гидроксида натрия (или калия), анолитом – более концентрированные – (2–5 %). Напряжение на электролизере до 2 В, концентрация – 5-50 кг H₂O₂/м³. При намокании катода резко падает выход H₂O₂ по току.

Получение гипохлорита натрия возможно [6] электролизом раствора поваренной соли (рис. 1.57). В процессе электролиза концентрация NaOH у катода возрастает, а хлор, выделяющийся на аноде, растворяется в электролите. Щелочь, вследствие электролитического переноса и перемешивания электролита газом перемещается в анодное пространство и на некотором расстоянии от анода вступает в реакцию с хлором, образуя гипохлорит натрия, который по мере накопления соли начинает принимать участие в электролизе. Разряд ClO^- ионов приводит к образованию хлорита и кислорода, вследствие чего содержание гипохлорита в электролите ограничивается определённой концентрацией. Аноды можно изготовлять из электрографита пропитанного для уменьшения пористости различными веществами, а катоды – из железа, титана или магнетита. Используется 10 % -ый раствор NaCl, при анодной плотности тока – 0,1-1 А/см². Количество разложившейся соли в рассолах с содержанием хлоридов – 0,427 г-экв/л достигает 18-20 %, а оптимальная концентрация активного хлора в растворе достигает 3 г/л. Дальнейшее увеличение концентрации гипохлорита сопровождается образованием хлоратов, не обладающих бактерицидным действием.

Электрохимическая обработка водных растворов может использоваться в различных практических применениях, например в способе стимуляции всхожести семян зерновых культур (пат. 2109428 России, А01С 1/00, опубл. 11.10.1996), включающем предварительную подготовку и намачивание семян в активированной воде, полученной путем электролиза, замачивание семян проводят в активированной воде с температурой 22  25 С в течение 1 мин при pH = 11 или 2  5. Замачивание семян различных культур перед посадкой в католите («живой» воде), позволяет получать ранние всходы — в среднем на 3-4 дня, причем на 37 % поднимается урожайность огурцов и на 20 %-томатов.

Способ профилактики послеоперационных нагноений кожи (пат. 2022566 России, А61К 33/14, опубл. 15.05.1992) предусматривает обработку операционного поля 0,2-0,3 % забуферным электролизным раствором гипохлорита натрия четырехкратно. В способе обработки кожи рук медперсонала (пат. 2021820 России, А61L 2/00, 2/02, опубл. 22.05.1992) предлагается обработку проводить смесью 0,2-0,3 % забуферного раствора гипохлорита Na полученного при электролизе и 3 % раствора перекиси водорода в соотношении 9:1 в течение 1-2 мин. Гипохлориты являются активными компонентами таких моющих средств как «ACE» и «COMET'» и подавляют вирус иммунодефицита человека, убивают возбудителей дизентерии, менингита, сальмонеллы, брюшного тифа, вирусов и грибов.

Электролитическая обработка воды (пат. 1383097 Англии, C02B 1/82, опубл. 05.02.1975) осуществляется снижением pH воды, при этом поток разделяется на два, проходящих через кольцевые электроды, изолированные между собой и не замыкающихся через систему труб. У анода накапливаются ионы Н⁺, у катода – ОН^-. При скоростях течения воды, превышающих подвижность ионов, их взаимная нейтрализация не происходит, а вода, прошедшая плюсовую зону имеет пониженную pH. В качестве электродов используют графит, титан (особенно для анода).

Генератор биологически активных сред (а. с. 1107870 СССР, А61L 9/006, опубл. БИ, №30, 1984) имеет корпус, снабженный дополнительной вертикальной полунепроницаемой перегородкой для разделения зоны обработки на две камеры и установленной в верхней части зоны, с возможностью возвратно - поступательного движения заслонки с окном, а электроды выполнены в виде двух плоскопараллельных пластин, установленных в каждой камере у стенки корпуса.

Аппарат для получения «ионизированной» воды (пат. 4533451 США, С25В 15/02, 204/229, опубл. 06.08.1985), используемый при производстве пищевых продуктов, состоит из двух параллельно включенных электролизеров, блока контроля и управления, причем в электролизерах цилиндрической конструкции использованы катоды из нержавеющей стали, аноды из оксида железа и диафрагмы из нетканого синтетического материала, также имеется раздельный вывод воды из анодного (кислая вода) и катодного (щелочная вода) отделений электролизера.

Способ очистки воды от органических примесей (а. с. 1507740 СССР, С02F 1/46, опубл. 23.04.1987) включает электролиз воды в анодной камере диафрагменного электролизера с графитовыми анодами, причем воду предварительно обрабатывают в катодной камере, а последующую обработку в анодной камере ведут на графитовом электроде, пропитанном концентрированной Н₂SО₄, в течение 2 часов и процесс ведут в режиме разрушения графитового анода при концентрации тока 5-50 А/л, плотности тока – 0,01-0,1 А/см² и расходе графита – 100 - 300 мг/л, после чего воду осветляют от частиц графита.

Способ хранения корнеплодов (а. c. 1160994 СССР, А01F 25/00), включающий обработку их поверхности перед закладкой на хранение водным раствором химического реагента, для повышения эффективности хранения, снижения затрат на обработку, а также улучшения санитарно-гигиенических условий труда, предполагает использование в качестве химического реагента катодной фракции, подвергнутой электролизу воды с pH = 10-12. Причем количество катодной фракции электролизной воды берут из расчета не менее 20 л на тонну продукции.

Устройство для обработки соломы на корм (а. с. 1161065 СССР, А23К 1/12) содержит две емкости со щелочной и кислой средой, причем для повышения качества обработки, оно снабжено расположенной между двумя емкостями полупроницаемой перегородкой, а каждая емкость снабжена электродами и источником постоянного напряжения, разноименные полюса которых связаны с электродами.

Способ получения пектина (а. с. 1713249 СССР, С08В 37/06, опубл. 15.08.1989) включает гидролиз растительного сырья в кислой электроактивированной воде при повышенной температуре, отделение осадка и его экстракцию, концентрирование раствора пектина, его выпадение в осадок этиловым спиртом и сушку. В процессе используется неорганическая хлорсодержащая соль с рH = 1,5-3 и редокс-потенциалом 1000-1190 мВ.

Способ консервирования плодов и овощей в собственном соку (пат. 1782157 России, А23В 7/00, опубл. 01.06.1990), осуществляется помещением их в тару, заливкой соком и герметичным укупориванием, причем для заливки используют анолит сока с рН = 4,5-2, полученный путем электролиза в двухкамерном электролизере с проницаемой мембраной и подачей сока плодов и овощей в анодную камеру, а воды - в катодную камеру.

Электролитическая ячейка с электродами обеих полярностей для электролиза растворов с удельным электрическим сопротивлением более 1 КОм∙см (пат. 5015354 США, С25В 9/00, опубл. 14.05.1991) содержит (рис. 1.58) две параллельные стенкам ячейки диафрагмы, которые образуют катодное и анодное отделения. Катодное отделение образуется двумя отсеками: один отсек между одной стенкой ячейки и одной ближайшей к нему диафрагмой, а второй - между второй диафрагмой и второй стенкой ячейки. При этом анодное отделение является цельным и располагается посередине между двумя отсеками катодного отделения. В них располагаются вблизи диафрагмы (или крепятся к ним) по два катода и анода, каждый в своем отделении. При этом расстояние между электродами одинаковой полярности, принадлежащим только своим отделениям, значительно больше расстояния между электродами разноименной полярности, которые принадлежат разным отделениям и образуют раздельные диафрагменные пары. Каждый электрод одной пары и анодный электрод второй пары подключены к анодному и катодному коллекторам источника питания ячейки. Оставшиеся анодный электрод первой пары и катодный электрод второй пары электрически соединены между собой.

Способы очистки воды (патенты 2043969-2043975 России, С02F 1/46, опубл. 16.01-05.06.1991), например, от ионов тяжелых металлов, осуществляются в следующих вариантах: 1) электрическим разрядом (тлеющим), создаваемым над слоем жидкости, при помощи электродов, один из которых в жидкости, а второй в газовой фазе, при I = 50-100 мА, U = 0,5-2 кВ и температуре ниже температуры кипения воды, а толщина слоя жидкости 0,4-1,6 мм; 2) катод и анод расположены над поверхностью воды, а камера снабжена диафрагмой размещенной между анодом и катодом; 3) обработку ведут в проточном режиме тлеющим разрядом постоянного тока I = 40-200 мА и U = 0,35-8 кВ и давлении в зоне разряда 0,1-100 мм. рт. ст., при этом один или оба электрода размещены в газовой фазе на расстоянии 0,5-30 мм от поверхности воды; 4) анод выполнен в виде кольца, жидкость подают в виде струи, при расстоянии между поверхностью струи и внутренней поверхностью анода 1-40 мм.

Способ получения тонизирующего напитка (пат. 31558 Японии, 30А0, опубл. 17.12.1969) путем пропускания электрического тока через водный раствор «буддийского камня» (кварцевая порода). Пример реализации: к 1,8 л воды прибавляют 900 г камня, кипятят 3,5 часа, разбавляют водой до 1,8 л; в фильтрате или надосадочной жидкости пропускают электрический ток (при U = 6 В; I = 1 А) до pH = 7,5 и получают 1,8 л тонизирующего напитка.

Способ экстракции с помощью постоянного тока (пат. 2102827 Франции, В01D 13/00, опубл.7.04.1972), например, для извлечения активных веществ из лекарственных и биологических сред, осуществляется с помощью аппарата состоящего из источника постоянного тока, двух сосудов с электродами, камеры для образца, прилегающей к одному из сосудов и отделенной от него диализующей мембраной, разделительных камер и приемника для экстракта. Пример реализации: 63 г акринола растворяют в дистиллированной воде, смешивают с 25 г кристаллической целлюлозы, сушат 1 час при 60 С, измельчают в ступке и просеивают через сито, затем 100 мг продукта помещают в камеру для образца, в сосуды наливают 0,5 нормальный раствор АсОН, пропускают ток плотностью 20 мА/см² в течение 40 мин и достигают 100 % извлечения вещества.

Способ получения воды для медицинских нужд (пат.48-33875 Японии, В01К 3/00, опубл.17.10.1973), с высоким содержанием иона Са²⁺ основан на электролизе в электролитической ванне, анодная и катодная камеры которой разделены полупроницаемой мембраной, причем анодный раствор представляет собой соль кальция одной из органических кислот или смесь Са(ОН)₂ с органической кислотой, в качестве которой используют кислоты формул: RCOOH, (где R –алкил с количеством атомов углерода (С5); (HO)_mR(COOH)_n, (где R –алкилен; m = 1-5; n = 1-3); 4-XC₆H₄H₂COOH, (где Х = Н, Cl или Me).

В способе получения воды (заявка 54-151568 Японии, С02В 1/82, опубл.28.11.1979), содержащей ионы Са²⁺ используется устройство, содержащее электролизер с двумя катодами и одним анодом, который отделяется от катода пористой диафрагмой из керамики, вспененной резины и других материалов с размером пор от 200 Å до 1 мкм. При этом в анолит вводят вещество, содержащее ионы Са²⁺ (например, молочнокислый Са) и через ванну пропускают электрический ток, предпочтительно пульсирующий.

В способе обработки натуральных лекарственных йодистых минеральных вод, для бальнеотерапевтических целей (а. с. 200399 ЧССР, А61К 33/88, С02F 1/46, опубл. 15.01.1993) осуществляется высвобождение элементарного йода из йодида, окислением на аноде. При этом на воду действуют постоянным током с напряжением U = 1,8-24 В, причем вода находится около электродов в состоянии непрерывного интенсивного перемешивания.

Способ получения препарата в виде льда (заявка 58-74610 Японии, А61К 35/08, F25C 1/00, опубл. 06.05.1983), содержащего ионы щелочных металлов, основан на добавлении к воде (в частях/млн.): 30-80 ионов Ca, 10-30 ионов Na и 20-50 KCl, с последующим пропусканием через воду электрического тока силой- J = 10-100 А/т и замораживании раствора, имеющего pH = 8-10,5.

Аппарат для контактной электрохимической активизации жидкости (заявка 92008077/26 России, С02F 1/46, опубл. 24.11.1992), используемой в медицине в качестве стабилизатора биологических процессов, включает корпус-емкость, катод, анод и полупроницаемую диафрагму между ними, образующую катодную и анодную камеры, а в зоне основного электрода или в обеих зонах устанавливают сосуд или трубчатый змеевик из диэлектрического материала, для периодической или непрерывной бесконтактной активизации жидкостей.

В способе обезжиривания жидкостей (воды) используется устройство (заявка 3341797 ФРГ, А61L 2/02, С02F 1/46, опубл. 30.05.1985), содержащее сосуд для жидкости, в который погружен углеродный анод и катод из Ag или Pt. Обезвреживание происходит при силе тока J < 1 A в течение 30 мин.

Способ получения жидкого карциностатического препарата (заявка 63-145234 Японии, А61К 33/00, опубл. 17.06.1988) осуществляется путем электролиза водного раствора, содержащего ионы Ca, Li и других металлов и/или глицерин, -d- глюкозу и подобные вещества, а также витамины и другие лекарственные вещества. Для практического использования собирают жидкость, получающуюся у катода.

В способе получения активных олигоэлементов (заявка 2640510 Франции, А61К 33/24, 33/06, опубл. 22.06.1990) используются оздоравливающие составы на их основе, содержащие в качестве активных ингредиентов смеси элементов, получаемых при электролизе водных растворов соответствующих солей при переменном напряжении U = 30 В и облучении УФ излучением. Пример состава, (мг): Zn - 15; Mn - 3,5; Fe - 10; Ni - 1; Cu - 2,5; Mo - 0,3; Co - 0,5; V - 0,3; Cr - 0,1; воды до 100 мл.

В электрическом методе очистки питьевой воды (заявка 2257982 Великобритании, С02F 1/00, 1/28, опубл. 27.01.1993) от микроорганизмов, органических веществ и ионов тяжелых металлов используют аппарат с катодной и анодной камерой, разделенных диафрагмой. Сырая вода поступает в анодную камеру, где растворенные соли образуют активный Cl, O₃, O₂ и свободные радикалы, окисляющие примеси, далее вода через фильтр поступает в катодную камеру, с нейтрализацией примесей. По мнению авторов патента в катодной камере происходит изменение структуры воды: окислительно-восстановительный потенциал становиться таким же, как внутри тела человека, что улучшает биологические свойства воды.

Установка для обработки воды (а. с. 1813805 СССР, С25В 9/00, опубл. 7.05.1993) содержит в анодной и катодной камерах горизонтальные пластины с выступами. Получают электрическим путем щелочную и кислую воду для пищевой и фармакологической промышленности. Для стерилизации и дезинфекции любых предметов, овощей, фруктов их смачивают или протирают анолитом с pH = 45, при этом из щелочной воды с pH = 1015 выделяется белый осадок солей жесткости.

Дезинфицирующий раствор (пат. 2036661 России, А61L 2/02, опубл. 01.02.1993) производят на основе продукта анодной электрохимической активации раствора хлоридов (NaCl, KCl). Раствор получают в ячейке с ионоселективной мембраной в анодной камере при параметрах: рH = 5,56,5; концентрации Cl  0,10,11 % (11,1 г/л), окислительно-восстановительном потенциале – 10501100 мВ. Электрохимически активизированные растворы NaCl (анолиты) обладают высокой вирулицидной активностью и могут использоваться для обеззараживания инструмента, помещения, посуды и белья. Например, для вируса полиомиелита достигается концентрация активного хлора – 500900 мл/л.

Способ получения активированной жидкой среды (пат. 2045480 России, С02F 1/461, опубл. 14.04.1992) включает ее обработку в камере с расположением одного электрода над другим при подаче постоянного напряжения на электроды, причем, в качестве жидкой среды берут 0,5 % раствор щелочи, приготовляемый на дистиллированной воде. Раствор нагревают до температуры t = 80-85С, при одновременной подаче на электроды напряжения до U = 1,4-1,5 кВ с током J = 4-5 А, до появления на верхнем электроде светящегося коронного электрического разряда и снижение тока, затем раствор пропускают через камеру со скоростью 180-190 мл/мин при давлении Р = 10-15 мм. рт. ст. и снижением тока до 0,5 А, затем снижают напряжение до U = 650-700 B и проводят активацию раствора щелочи.

Способ обработки воды (а. с. 1370086 СССР, С02F 1/46, опубл. 14.10.1985) включает электрохимическую обработку с использованием нерастворимых электродов при одновременном наложении магнитного поля и разделении католита и анолита, причем, предлагается электрохимическую обработку проводить в бездиафрагменном электролизере при наложении однородного магнитного поля, линии индукции которого перпендикулярны направлению электрического поля, при соотношении напряженности магнитного поля к напряженности электрического поля – (36):1.

Способ растворения прополиса (заявка 93010796/14 России, А61К 35/64, опубл. 01.03.1993) включает его размельчение и растворение в воде, с погружением в воду электродов и пропусканием электрического тока.

Способ умягчения природной воды (а. с. 1101419 СССР, C02F 1/46, 5/00, опубл. 10.06.1982) осуществляется путем ее обработки в катодной камере диафрагменного электролизера, с последующим отстаиванием, при достижении в процессе обработки рН католита  12-13,5 и редокс-потенциала от 80 до 960 мВ в катодное пространство подают СО₂.

Способ удаления накипи с поверхности теплообменной аппаратуры (а. с. 1090664 СССР, С02F 1/46 опубл. 24.06.1981) включает подачу воды в систему, нагрев и электрообработку, а для ускорения процесса, предполагается проведение электрообработки воды перед подачей в систему в анодной камере диафрагменного электролизера до достижения величины редокс-потенциала в пределах от +700 до +1250 мВ, а нагрев ведут до 30-100С.

Способ жидкостной экстракции и реэкстракции неорганических соединений (а. с. 542526 СССР, В01D 11/00, опубл. 15.04.1974) осуществляется путем переноса их через слой экстрагента, причем процесс ведут в постоянном электрическом поле (рис. 1.59). Устройство, реализующее способ, содержит емкость, разделенную на камеры экстракции и реэкстракции слоем экстрагента. Камеры снабжены электродами и полупроницаемыми перегородками, слой экстрагента расположен между двумя полупроницаемыми перегородками.

Способ получения электроактивированной среды (пат. 2057547 России, А61L 2/18, 2/02, опубл. 01.07.1991) включает обработку водного раствора в диафрагменном электролизере до рН 1,53 и редокс-потенциала  1000-1190 мВ, причем используют водный раствор NaCl и перманганата калия, при содержании (масс. %): NaCl – 0,020,002; перманганат калия  0,0030,0015; остальное – вода. Гипохлорит натрия может применяться как имунно-депрессивное средство (пат. 2058146 России, А61К 33/14, опубл. 28.06.1988).

Система с фильтром и электролитическим обеззараживающим устройством для подготовки питьевой воды (заявка 3714200 ФРГ, С02F 1/46, 1/76, A61L 2/02, B01D 35/02, опубл. 10.11.1988) имеет корпус фильтра (рис. 1.60) с фильтрующим телом, снаружи которого встроена электролитическая ячейка, с помощью которой хлориды, содержащиеся в воде, частично реагируют с образованием гипохлорита.

Устройство для активации жидкостей и составы на основе таких жидкостей (заявка 90/15779 РСТ, С02F 1/46, 1/48, опубл. 27.12.1990), предпочтительно раствора, содержащего некоторое количество солей и имеющего pH 6-8, включает два электрода 1 и 2 (рис. 1.61), опущенные в жидкость 3, и тонкую мембрану 4 весьма малой электропроводности, установленную таким образом, что она разделяет жидкость 3 на два отдельных объёма 5 и 6. На электроды подают постоянное напряжение 50-500 В и поддерживают его предпочтительно в течение 3-20 мин. После электроактивизации образуются растворы в объёмах 5 и 6, имеющие тот же pH, что исходная жидкость до обработки, но оказывающие специфическое действие на биологические материалы.

В способе и установке для обработки воды (заявка 2173818 Великобритании, С02F 1/46, В01D 13/02, опубл. 22.10.1986), например, питьевой, используются камеры 1 и 2 (рис. 1.62), разделенные полупроницаемой мембраной 3, которые заполняют водой 4, содержащей растворенные примеси, и пропускают через воду электрический ток, что снижает концентрацию нежелательных ионов (например, фтора или нитрат-ионов) в воде, по меньшей мере, в одной из камер. Из этой камеры воду после этого можно отбирать для употребления. При этом установка содержит два сосуда 5 и 6, изготовленные предпочтительно из неэлектропроводных материалов.

Способ получения питьевой воды с ионами кальция (заявка 2-5476 Японии, С02F 1/46, опубл. 2.02.1990) осуществляется электролизным методом в электролизере с, разделенными полупроницаемой мембраной 1 (рис. 1.63), анодной 2 и катодной 3 камерами, причем в качестве источника кальция в анодной камере используют хлорид кальция, а в катодную камеру добавляют органическую кислоту.

Устройство для получения ионизированной воды (заявка 2-5477 Японии, С02F 1/46, опубл. 02.02.1990) имеет вблизи поверхности анода 1 (рис. 1.64) отделенный от него водопроницаемой перегородкой 2, катод 3, за которым сформирована катодная камера 4. Между анодом и перегородкой подают воду. Часть воды через перегородку и катод поступает в камеру 4, в которой выполнено отверстие 5 для вывода щелочной воды. Между анодом и перегородкой расположенно отверстие 6 для вывода кислой воды. Со стороны вводят кислый реактив, например соляную кислоту. Электролиз ведут с одновременной нейтрализацией католита в катодной камере до величины pH ниже заданной. Скорость образования анолита, по сравнению со скоростью образования католита, не увеличивается даже при увеличении скорости образования католита. Это позволяет предотвратить забивку пор перегородки из-за осаждения солей кальция и без помех получать кислую электролитическую воду в качестве анолита.

Устройство для непрерывного получения электролитически ионизированной воды (заявка 2-265687 Японии, С02F 1/46, 1/68, опубл. 30.10.1990) имеет схему (рис. 1.65) для подвода электрического тока к электродам 2 и 3 электролизера 4 и таймерную схему 5.

Схема 5 срабатывает одновременно с подачей тока на электроды 2 и 3 и позволяет подавать раствор минеральных химикатов из сборника 6 в электролизер 4 по истечении заданного периода времени (2-10 с). Благодаря этому можно предотвратить временное повышение концентрации минерала в электролизере, протекание тока повышенной силы между электродами и полностью воспрепятствовать выдаче, не прошедшей электрической обработки воды из электролизера, поэтому способ позволяет стабильно получать ионизированную воду.

Установка непрерывного действия для электролизной обработки воды (заявка 2-6588 Японии, С02F 1/46, опубл. 09.02.1990) имеет катодную и анодные камеры cо встроенными электродами, разделенными пористой мембраной. Между электродами пропускают постоянный ток и проводят процессы электролиза и электролитического осмоса в потоке воды под избыточным давлением. При этом на выходе катодной и анодной камер на трубопроводах установлены переключающие клапаны, соединенные с линией очистки, на которой установлены газожидкостный сепаратор и циркуляционный насос.

В способе и устройстве для приготовления водного дезинфицирующего раствора (заявка 2-149395 Японии, С02F 1/46, 1/76, опубл. 07.06.1990) используется электролизер 1 (рис. 1.66), снабженный источником 2 постоянного тока для электролиза, анодом 3, катодом 4 и диафрагмой 5, которая размещена между двумя электродами и делит электролизер на анодную и катодную камеры.

Электролизуемый раствор получают смешиванием воды, подаваемой по трубе 6, и водного раствора хлорида натрия, подаваемого с помощью приспособления 7 по трубе 8 в анодную и катодную камеры. Полученный раствор отбирают из анодной и катодной камер по трубам 9 и 10, соответственно. В узле разбавления 11 отобранный из анодной и катодной камеры раствор и вода, поступающая по трубе 12, которая отведена от трубы 6, смешиваются для разбавления и использования.