Электрохимически активированные растворы представляют собой пресную или слабоминерализованную воду, в которой в результате электрохимического униполярного (у анода или у катода электрохимической системы) воздействия образовались и сохраняются метастабильные продукты электрохимических реакций и физико-химические параметры которой релаксируют во времени.
Обычно в результате катодной обработки пресная или слабоминерализованная вода приобретает щелочную реакцию за счет превращения некоторой части растворенных солей в гидроксиды. Ее ОВП резко понижается, уменьшается поверхностное натяжение, снижается содержание растворенных кислорода, азота, возрастает концентрация водорода, свободных гидроксильных групп, уменьшается электропроводность, изменяется структура не только гидратных оболочек ионов, но и свободного объема воды.
При анодной электрохимической обработке кислотность воды увеличивается, ОВП возрастает за счет образования устойчивых и нестабильных кислот (серной, соляной, хлорноватистой, надсерных), а также пероксида водорода, пероксосульфатов, пероксокарбонатов, кислородсодержащих соединений хлора и различных промежуточных соединений, возникающих в процессе самопроизвольного распада и взаимодействия названных веществ. В результате анодной электрохимической обработки уменьшается поверхностное натяжение, увеличивается электропроводность, увеличивается содержание растворенных хлора, кислорода, уменьшается концентрация водорода, азота, изменяется структура воды.
Существует множество запатентованных технологических схем, позволяющих получать различные электрохимически активированные растворы с разными параметрами, использующиеся затем в различных технологических циклах. Неотъемлемой частью этих технологических схем являются проточные электрохимические модульные элементы.
Важными для определения физико-химических и функциональных свойств электрохимически активированных анолита и католита являются следующие параметры:
- Концентрация хлорида натрия в исходном растворе, г/л;
- Общая минерализация исходного раствора, г/л;
- Водородный показатель (рН);
- Окислительно-восстановительный потенциал, измеренный платиновым электродом относительно хлорсеребряного электрода сравнения, мВ;
- Содержание оксидантов, мг/л (только для электрохимически активированного анолита).
Наиболее обще электрохимически активированные растворы, получаемые в установках типа СТЭЛ можно классифицировать следующим образом:
Электрохимически активированный анолит кислый А
С рН менее 5,0, условное обозначение: анолит А. Производится в установках типа СТЭЛ-АК посредством анодной обработки исходного водного раствора хлорида натрия в анодной камере элемента ПЭМ-3 при переносе основной доли тока через диафрагму встречным движением ионов хлора и натрия. Практически, в качестве исходного используют раствор хлорида натрия в питьевой воде в концентрации не более 0,5 г/л или пресную питьевую воду без каких либо добавок. В процессе синтеза перепад давления на диафрагме может находиться в пределах от 0 до 0,2 атм.
Электрохимически активированный анолит нейтральный АН
С pH от 6,0 до 7,5, условное обозначение: анолит АН. Производится в установках типа СТЭЛ-АН посредством анодной обработки исходного раствора хлорида натрия концентрацией от 0,5 до 5,0 г/л при переносе основной доли тока через диафрагму ионами гидроксила в направлении от катода к аноду. Давление в анодной камере в процессе синтеза превышает давление в катодной камере на 0,2 - 0,6 атм.
Электрохимически активированный анолит нейтральный АНК
С рН от 6,5 до 7,8, условное обозначение: анолит АНК. Производится в установках типа СТЭЛ-АНК катодной обработкой исходного раствора хлорида натрия концентрацией от 0,5 до 5,0 г/л при переносе основной доли тока встречным движением ионов натрия и хлора, последующим отделением части полученного щелочного католита и газообразного водорода и завершающей анодной обработкой католита с растворенным водородом при переносе основной доли тока встречным движением ионов натрия и хлора. Давления в катодной и анодной камерах в процессе равны или незначительно отличаются (не более, чем на 0,2 кгс/см2 ). Данная технология получения анолита АНК является наиболее простой и не требует применения в установках СТЭЛ специальных систем защиты от выделения газообразной смеси оксидантов в переходные периоды работы установки (запуск, остановка, изменение режима), что позволяет эксплуатировать установки СТЭЛ-АНК в непроветриваемых или слабо проветриваемых помещениях медицинских учреждений. Однако, именно в связи с высоким уровнем комфортности условий синтеза анолита АНК проявляется основной недостаток данной технологии, обусловленный ускоренным износом анодного покрытия элементов ПЭМ-3, работающего в щелочном католите.
Электрохимически активированный католит щелочной К
С рН более 9,0, условное обозначение: католит К. Производится в установках СТЭЛ-АК катодной обработкой исходного раствора хлорида натрия концентрацией от 0,1 до 0,5 г/л или обычной пресной воды без добавок при переносе основной доли тока через диафрагму встречным движением ионов хлора и натрия. В процессе синтеза перепад давления на диафрагме может находиться в пределах от 0 до 0,2 кгс/см2. Активно действующие вещества католита К представлены гидроксидами натрия, а также метастабильными аквакомплексами анионов гидроксила (ОН-), пероксида (НО2-), гидропероксида (НО2-), молекулярного ион-радикала кислорода (О2-), иона кислорода (О2-), пероксид-аниона (О22-), а также метастабильными аквакомплексами супероксида водорода (НО2), радикала водорода (Н.) и радикала пероксида водорода (НО2.).
Электрохимически активированный анолит АНК с высоким удельным содержанием оксидантов
И рН от 6,5 до 7,5, условное обозначение: анолит АНК с высоким удельным содержанием оксидантов. Производится в установках СТЭЛ-АНК-ПРО посредством анодной обработки исходного раствора хлорида натрия концентрацией от 0,8 до 1,5 г/л при давлении от 0,8 до 1,4 кгс/см2 в анодной камере и 0,1 - 0,2 кгс/см2 в катодной камере элемента ПЭМ-3 с последующим смешиванием с католитом, насыщенным водородом и освобожденным во флотационном реакторе от нерастворимых гидроксидов тяжелых металлов. Данная технология позволяет обеспечить длительную непрерывную работу технических систем с реактором РПЭ-03 из элементов ПЭМ-3 в течение от 50 000 часов и более.
Бесконтактная электрохимическая активация
Основана на неизвестном ранее явлении направленного изменения физико-химических свойств жидкостей (воды, водных растворов электролитов), отделенных от электрохимически активированной воды или раствора диэлектрической тонкой непроницаемой для жидкости перегородкой (стекло, тефлон, полиэтилен, полипропилен, полиэтилентерефталат и др.).
Эффективность бесконтактного регулирования параметров воды и растворов определяется несколькими факторами, в числе которых важнейшими являются степень метастабильности активирующего раствора или воды, материал и конструкция диэлектрической перегородки между активирующей и активируемой жидкостью. В настоящее время в стадии разработки находятся аппараты для бесконтактного электрохимического воздействия типа ИНФУСТАТ, основное назначение которых - бесконтактное регулирование рН и окислительного потенциала лекарственных растворов при их капельном вводе в организм человека. Основная область использования - онкология, заболевания печени, имуннодефицит. Производительность: от 0,3 до 1,5 л/ч.