Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів
Проаналізовано різні методики визначення глибини активації під час електрохімічної обробки водних розчинів. Показано, що під час активації таких розчинів у стаціонарному електролізері спостерігається характерна залежність сили струму від часу. Встановлено, що характер зміни сили струму корелює зі зм...
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут газу НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127240 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів / І.М. Бордун, В.В. Пташник // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2013. — № 5. — С. 46-50. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-127240 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1272402017-12-13T03:02:41Z Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів Бордун, І.М. Пташник, В.В. Охрана окружающей среды Проаналізовано різні методики визначення глибини активації під час електрохімічної обробки водних розчинів. Показано, що під час активації таких розчинів у стаціонарному електролізері спостерігається характерна залежність сили струму від часу. Встановлено, що характер зміни сили струму корелює зі зміною водневого показника pH та електропровідністю продуктів електролізу. Це дозволяє визначити глибину активації за зміною сили струму. Проанализированы различные методики определения глубины активации при электрохимической обработке водных растворов. Показано, что при активации таких растворов в стационарном электролизере наблюдается характерная зависимость силы тока от времени. Установлено, что характер изменений силы тока коррелирует с изменением водородного показателя рН и электропроводности продуктов электролиза. Это позволяет определить глубину активации по изменению силы тока. The different methods for determining the depth of activation during the electrochemical treatment of aqueous solutions were analyzed. It was shown that during the activation of such solutions in a stationary cell a specific time dependence of current was observed. It was found that the nature of changes in current correlates with the change in pH and conductivity of the electrolysis products. This allows to determine the activation depth by the change of current. 2013 Article Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів / І.М. Бордун, В.В. Пташник // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2013. — № 5. — С. 46-50. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. 0235-3482 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127240 546.212:621.35 uk Энерготехнологии и ресурсосбережение Інститут газу НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Охрана окружающей среды Охрана окружающей среды |
| spellingShingle |
Охрана окружающей среды Охрана окружающей среды Бордун, І.М. Пташник, В.В. Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description |
Проаналізовано різні методики визначення глибини активації під час електрохімічної обробки водних розчинів. Показано, що під час активації таких розчинів у стаціонарному електролізері спостерігається характерна залежність сили струму від часу. Встановлено, що характер зміни сили струму корелює зі зміною водневого показника pH та електропровідністю продуктів електролізу. Це дозволяє визначити глибину активації за зміною сили струму. |
| format |
Article |
| author |
Бордун, І.М. Пташник, В.В. |
| author_facet |
Бордун, І.М. Пташник, В.В. |
| author_sort |
Бордун, І.М. |
| title |
Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів |
| title_short |
Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів |
| title_full |
Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів |
| title_fullStr |
Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів |
| title_full_unstemmed |
Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів |
| title_sort |
контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Охрана окружающей среды |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127240 |
| citation_txt |
Контроль струму як метод визначення глибини електрохімічної активації водних розчинів / І.М. Бордун, В.В. Пташник // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2013. — № 5. — С. 46-50. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. |
| series |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| work_keys_str_mv |
AT borduním kontrolʹstrumuâkmetodviznačennâglibinielektrohímíčnoíaktivacíívodnihrozčinív AT ptašnikvv kontrolʹstrumuâkmetodviznačennâglibinielektrohímíčnoíaktivacíívodnihrozčinív |
| first_indexed |
2025-07-09T06:35:13Z |
| last_indexed |
2025-07-09T06:35:13Z |
| _version_ |
1837150153095512064 |
| fulltext |
References
1. Bykov A.A. Investigation of gas-liquid flows and
characteristics of electric discharge in the processes
of purification of industrial and domestic sewage
waters : Abstract of theses for candidate of techni-
cal science, Moscow, 2011, 24 p. (Rus.)
2. Aristova N.A., Piskarev I.M. Ozone-hydroxyl mixture
generators and their application. Moscow, 2005, 26 p.
(Preprint of the Institute of Nuclear Physics of Mos-
cow State University, 2005-15/781. (Rus.)
3. Petrov S.V., Homma M. Plasma cleaning of con-
taminated waters. Avtomaticheskaya Svarka, 2012,
(6), pp. 58–59. (Rus.)
4. Nikiforov A.S., Kulichenko V.V., Zhykharev M.I.
Neutralisation of liquid radioactive wastes. Moscow
: Energoatomizdat Publ., 1985, 183 p. (Rus.)
5. Technological and organizational aspects of treat-
ment of radioactive waste. Vienna : International
Atomic Energy Agency, 2005, 220 p. (Rus.)
6. Andryushin I.A., Yudin Yu.A. Review of problems in
treatment of radioactive waste and spent nuclear fuel.
Saratov: RFNC-VNIIEF Publ., 2010, 119 p. (Rus.)
7. Seida V.A., Tsyvun A.P. Problems in treatment of ra-
dioactive wastes at Chornobyl NPP. Problems of the
Chornobyl exclusion zone, 2012, iss. 10, pp. 40–53.
8. Nigmatulin R.I. Dynamics of multiphase media. Mos-
cow : Nauka Publ., 1987, 1, 459 p. (Rus.)
9. Petrov S.V., Bondarenko S.G., Rubets D.I.,
Savanchuk O.V., Yanyuk V.A. Modelling of behav-
iour of an air bubble in the stationary arc discharge
field. East-European Journal of Advanced Technol-
ogies, 2013, (3/5), pp. 73–78. (Rus.)
10. Mikheikin S.V. Cleaning of soil by the hydrosepa-
ration method. Bezopasnost okruzhayushchei Sredy,
2006, (3), pp. 48–50. (Rus.)
Received September 16, 2013
46 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 5
mobile type and be used for purification and disinfection of sewage waters of different
origins and in different amounts. The cost of treatment of water by using this technology
does not exceed that by using traditional methods. Bibl. 10, Fig. 5, Table 4.
Key words: volumetric-scattered plasma-arc discharge, bubble liquid, purification, radio-
active nuclides.
ÓÄÊ 546.212:621.35
Áîðäóí ².Ì., êàíä. ô³ç.-ìàò íàóê, Ïòàøíèê Â.Â., àñï³ðàíò
Íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò «Ëüâ³âñüêà ïîë³òåõí³êà»
âóë. Êíÿçÿ Ðîìàíà, 5, 79005 Ëüâ³â, Óêðà¿íà, e-mail: bordun.igor@gmail.com
Êîíòðîëü ñòðóìó ÿê ìåòîä âèçíà÷åííÿ ãëèáèíè
åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ àêòèâàö³¿ âîäíèõ ðîç÷èí³â
Ïðîàíàë³çîâàíî ð³çí³ ìåòîäèêè âèçíà÷åííÿ ãëèáèíè àêòèâàö³¿ ï³ä ÷àñ åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ îá-
ðîáêè âîäíèõ ðîç÷èí³â. Ïîêàçàíî, ùî ï³ä ÷àñ àêòèâàö³¿ òàêèõ ðîç÷èí³â ó ñòàö³îíàðíîìó
åëåêòðîë³çåð³ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ õàðàêòåðíà çàëåæí³ñòü ñèëè ñòðóìó â³ä ÷àñó. Âñòàíîâëåíî,
ùî õàðàêòåð çì³íè ñèëè ñòðóìó êîðåëþº ç³ çì³íîþ âîäíåâîãî ïîêàçíèêà pH òà åëåêòðî-
ïðîâ³äí³ñòþ ïðîäóêò³â åëåêòðîë³çó. Öå äîçâîëÿº âèçíà÷èòè ãëèáèíó àêòèâàö³¿ çà çì³íîþ
ñèëè ñòðóìó. Áèáë. 16, ðèñ. 2.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: åëåêòðîïðîâ³äí³ñòü âîäè, åëåêòðîõ³ì³÷íà àêòèâàö³ÿ, ãëèáèíà àêòèâàö³¿.
� Áîðäóí ².Ì., Ïòàøíèê Â.Â., 2013
Åëåêòðîõ³ì³÷íà àêòèâàö³ÿ (ÅÕÀ) âîäíèõ ðîç-
÷èí³â º ïåðñïåêòèâíèì íàïðÿìêîì âäîñêîíàëåííÿ
³ñíóþ÷èõ òåõíîëîã³é âîäîï³äãîòîâêè äëÿ çàáåçïå-
÷åííÿ ¿õíüî¿ åêîëîã³÷íîñò³ òà ðåñóðñîîùàäíîñò³,
îñê³ëüêè äîçâîëÿº â³äìîâèòèñÿ â³ä âèêîðèñòàííÿ
õ³ì³÷íèõ ðåàãåíò³â äëÿ çì³íè âëàñòèâîñòåé âîä-
íèõ ðîç÷èí³â [1]. гçíîìàí³òí³ñòü òåõíîëîã³÷íèõ
çàñòîñóâàíü [2, 3] çàáåçïå÷óºòüñÿ óí³êàëüíèì
ïîºäíàííÿì îêèñëþâàëüíèõ òà â³äíîâëþâàëüíèõ,
êàòàë³òè÷íèõ òà á³îêàòàë³òè÷íèõ âëàñòèâîñòåé
ÅÕÀ ðîç÷èí³â ç íåïðîïîðö³éíî ìàëèì âì³ñòîì
ä³þ÷èõ ðå÷îâèí. Ùå îäíà îñîáëèâ³ñòü àêòèâîâà-
íèõ ðîç÷èí³â ïîëÿãຠó òîìó, ùî ¿õí³ âëàñòèâîñò³
ç ÷àñîì çì³íþþòüñÿ, ðåëàêñóþ÷è äî ïåâíîãî
ñòàá³ëüíîãî çíà÷åííÿ [4, 5]. Ìåòàñòàá³ëüí³ñòü
âëàñòèâîñòåé âèìàãຠâðàõîâóâàòè âèõ³äíèé
ñòàí òà ÷àñîâèé ïðîì³æîê â³ä îòðèìàííÿ äî âè-
êîðèñòàííÿ ÅÕÀ ðîç÷èí³â. Ðåëàêñàö³éí³ ïðîöå-
ñè ó ÅÕÀ ðîç÷èíàõ âæå ó ÿê³éñü ì³ð³ âèâ÷åí³,
àëå êîíòðîëü çà ãëèáèíîþ àêòèâàö³¿ çàëèøà-
ºòüñÿ íà ñëàáî äîñë³äæåíîìó ð³âí³.
Öå çóìîâëåíî, íàñàìïåðåä, ñêëàäí³ñòþ îïè-
ñó ïðîöåñ³â, ÿê³ â³äáóâàþòüñÿ ï³ä ÷àñ ÅÕÀ òà
íåâèçíà÷åí³ñòþ ìåõàí³çì³â àêòèâàö³¿ âîäíîãî
ðîç÷èíó. Íàïðèêëàä, ó ðîáîò³ [6] îïèñàíî
ã³ïîòåçó ïðî åëåêòðîí-ðàäèêàëüíó äèñîö³àö³þ
àêòèâîâàíî¿ âîäè òà çì³íè ¿¿ êàòàë³òè÷íèõ âëà-
ñòèâîñòåé. Îäíàê, ó ðîáîò³ [7] ïðèâåäåíî ñïðî-
ñòóâàííÿ öüîãî ìåõàí³çìó, îñê³ëüêè ó [6] íå
âðàõîâàíî åíåðã³þ ã³äðàòàö³¿ ³îíà ã³äðîêñèëó.
Àíàëîã³÷í³ òðóäíîù³ âèíèêàþòü ïðè ïîÿñíåíí³
ïðè÷èí á³îëîã³÷íî¿ ä³¿ ìåòàñòàá³ëüíèõ ïðîäóêò³â
ÅÕÀ [8]. Òàêèì ÷èíîì, á³ëüø øèðîêå çàñòîñó-
âàííÿ ÅÕÀ ðîç÷èí³â îáìåæóºòüñÿ ³ñíóþ÷èìè
ìåòîäàìè ïðîãíîçóâàííÿ ¿õ âëàñòèâîñòåé òà êîí-
òðîëþ ñàìîãî ïðîöåñó àêòèâàö³¿.
Êîíòðîëü ÅÕÀ, à ñàìå: ³íòåíñèâíîñò³ ÷è ãëè-
áèíè ïðîöåñó, ìîæíà çä³éñíþâàòè, êîíòðîëþþ÷è
ïåâí³ ô³çè÷í³ ÷è õ³ì³÷í³ ïàðàìåòðè. Àíàë³çó
³ñíóþ÷èõ ìåòîä³â êîíòðîëþ ÅÕÀ òà ðîçãëÿäó
ìîæëèâîñò³ âèêîðèñòàííÿ êîíòðîëþ ñèëè ñòðóìó
ÿê ìåòîäó âèçíà÷åííÿ ãëèáèíè ÅÕÀ âîäíèõ ðîç-
÷èí³â ó ñòàö³îíàðíîìó åëåêòðîë³çåð³ ç ïîñò³éíîþ
íàïðóãîþ íà åëåêòðîäàõ ïðèñâÿ÷åíà öÿ ðîáîòà.
Äîñë³äæåííÿ ïðîâîäèëèñÿ ó ñòàö³îíàðíîìó
(íåïðîòî÷íîìó) ä³àôðàãìîâîìó åëåêòðîõ³ì³÷íî-
ìó àêòèâàòîð³, âèãîòîâëåíîìó ç îðãàí³÷íîãî ñêëà
ìàðêè ÒÎÑÏ. ßê åëåêòðîäè áóëè âèêîðèñòàí³
ãðàô³òîâ³ ïëàñòèíè, ðîçä³ëþâàëüíîþ ìåìáðàíîþ
áóëè 4 øàðè ïîë³ïðîï³ëåíó íåòêàíîãî ìàðêè FS
2226-14E. ÅÕÀ âîäíèõ ðîç÷èí³â çä³éñíþâàëàñÿ ó
ïîòåíö³îñòàòè÷íîìó ðåæèì³ çà äîïîìîãîþ äæåðå-
ëà ñòàá³ë³çîâàíî¿ íàïðóãè ÏÑÈÏ-500.
Äëÿ âèçíà÷åííÿ çíà÷åííÿ ñèëè ñòðóìó, ùî
ïðîõîäèòü êð³çü åëåêòðîë³çåð, âèêîðèñòîâóâàâ-
ñÿ öèôðîâèé àìïåðìåòð Ðro’sÊit ÌT-1820.
Âèì³ðþâàííÿ ïèòîìî¿ åëåêòðîïðîâ³äíîñò³ àíî-
ë³òó òà êàòîë³òó ïðîâîäèëîñÿ ç âèêîðèñòàííÿì
êîìá³ìåòðà COM-100 ç ïëàòèíîâàíèìè åëåêòðî-
äàìè. Âèì³ðþâàííÿ âîäíåâîãî ïîêàçíèêà ðÍ
âèêîíóâàëèñÿ ç âèêîðèñòàííÿì ðÍ-ìåòðà ðÍ-
301 ç êîìá³íîâàíèì ñêëÿíèì åëåêòðîäîì ÝÑÊ-
10601/7 (ÃÎÑÒ 22261-94) òà àâòîìàòè÷íèì
òåìïåðàòóðíèì êîìïåíñàòîðîì ÄÒ-1000-1.
Äëÿ äîñë³äæåíü âèêîðèñòîâóâàëàñÿ âîäî-
ïðîâ³äíà âîäà ó â³äïîâ³äíîñò³ äî [13], à òàêîæ
ðîç÷èíè KCl, NaCl, NaHCO3, Na2CO3, NH4Cl,
êîíöåíòðàö³ºþ 0,001 òà 0,0001 ìîëü/ë, îòðè-
ìàí³ ç âèêîðèñòàííÿì ñîëåé ìàðêè ÎÑ×.
Çì³íó ñèëè ñòðóìó, òåìïåðàòóðè ó êàìåðàõ
ðåàêòîðà, âîäíåâîãî ïîêàçíèêà ðÍ, òà åëåêòðî-
ïðîâ³äíîñò³ àíîë³òó òà êàòîë³òó ï³ä ÷àñ ÅÕÀ âî-
äîïðîâ³äíî¿ âîäè ïîêàçàíî íà ðèñ.1. Ïîÿñíåííÿ
îòðèìàíèõ çàëåæíîñòåé âèìàãຠàíàë³çó ïðî-
öåñ³â, ùî â³äáóâàþòüñÿ ó ÅÕÀ ðåàêòîð³.
Âîäîïðîâ³äíà, ÿê ³ ïðèðîäíà, âîäà º ñêëàä-
íîþ áàãàòîêîìïîíåíòíîþ äèíàì³÷íîþ ñèñòå-
ìîþ, äî ñêëàäó ÿêî¿ âõîäÿòü ãàçè, ì³íåðàëüí³
òà îðãàí³÷í³ ðå÷îâèíè. Âóãëåêèñëèé ãàç, ðîç÷è-
íåíèé ó âîä³, ÷àñòêîâî ðåàãóº ç ¿¿ ìîëåêóëàìè
òà óòâîðþº âóã³ëüíó êèñëîòó. гçí³ ôîðìè
âóã³ëüíî¿ êèñëîòè ó âîäíèõ ðîç÷èíàõ ïîâ’ÿçàí³
âóãëåêèñëîòíîþ ð³âíîâàãîþ [9]: CO2 + H2O �
H2CO3 � H+ + HCÎ3
– � 2H+ + CO3
2–.
ʳëüê³ñí³ ñï³ââ³äíîøåííÿ ì³æ H2CO3, CO2,
HCÎ3
–, CO3
2– âèçíà÷àþòüñÿ çíà÷åííÿì ðÍ âîäè.
ϳä ÷àñ ïðèêëàäàííÿ åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ äî âîä-
íîãî ðîç÷èíó ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ïðîò³êàííÿ åëåêò-
ðîõ³ì³÷íèõ ðåàêö³é íà êàòîä³ òà íà àíîä³.
Íà àíîä³ ïðîò³êຠðåàêö³ÿ 2H2O – 4 e– � O2
+ 4H+, ÿêà ñïðè÷èíÿº çìåíøåííÿ ðÍ àíî-
ë³òó(ðèñ.1, ã). dz çìåíøåííÿì ðÍ ³îíè HCÎ3
–
ïîñòóïîâî ïåðåõîäÿòü ó â³ëüíó âóã³ëüíó êèñëî-
òó, ïðè ðÍ 4 âîíè ïîâí³ñòþ çíèêàþòü [9]. Îò-
æå, çìåíøåííÿ ê³ëüêîñò³ ³îí³â òà ñòðóêòóðí³ ïå-
ðåòâîðåííÿ [10] ïðèçâîäÿòü äî çìåíøåííÿ ïðî-
â³äíîñò³ àíîë³òó (ðèñ.1, á). Ó êàòîäí³é êàìåð³
â³äáóâàºòüñÿ çðîñòàííÿ çíà÷åííÿ
ðÍ (ðèñ.1, ã) âíàñë³äîê ðåàêö³¿
2H2O – 4 e– � H2 + 2 OH–.
dz çðîñòàííÿì ðÍ êàòîë³òó
â³äáóâàºòüñÿ ïîì’ÿêøåííÿ âî-
äîïðîâ³äíî¿ âîäè, îñê³ëüêè ó
í³é ðîç÷èíåí³ ñîë³ æîðñòêîñò³
[11]. ßêùî äîáóòîê àêòèâíîñò³
³îí³â Ca2+ òà CO3
2– ó âîä³ ïåðå-
âèùóº äîáóòîê ðîç÷èííîñò³ êàð-
áîíàòó êàëüö³þ, òî öåé ïðîöåñ
ñóïðîâîäæóºòüñÿ óòâîðåííÿì
òâåðäî¿ ôàçè êàðáîíàòó êàëü-
ö³þ. Öåé ïðîöåñ ìîæå áóòè âè-
çíà÷àëüíîþ ïðè÷èíîþ çìåíøåí-
íÿ åëåêòðîïðîâ³äíîñò³ êàòîë³òó
íà ä³ëÿíö³ ãðàô³êó â³ä 0 äî
1000 ñ (ðèñ.1, á). Çðîñòàííÿ ñè-
ëè ñòðóìó, ùî ïðîò³êຠêð³çü
åëåêòðîë³çåð (ðèñ.1, à), òà åëåêò-
ðîïðîâ³äíîñò³ êàòîë³òó (ðèñ.1,á)
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 5 47
Ðèñ.1. Çì³íà îñíîâíèõ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ ïàðàìåòð³â ï³ä ÷àñ åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ àêòèâàö³¿
âîäîïðîâ³äíî¿ âîäè: ñèëè ñòðóìó (à); ïèòîìî¿ åëåêòðîïðîâ³äíîñò³ (á); òåìïåðàòóðè
(â); âîäíåâîãî ïîêàçíèêà (ã); 1 — ïàðàìåòðè êàòîë³òó; 2 — ïàðàìåòðè àíîë³òó.
ï³ñëÿ 1000 ñ ÅÕÀ âîäîïðîâ³äíî¿ âîäè íàé³ìîâ³ð-
í³øå ñïðè÷èíåíî âèêîðèñòàííÿì äîáðå ïðîíèêíî-
ãî ìàòåð³àëó ÿê ä³àôðàãìè, âíàñë³äîê ÷îãî êèñëèé
ðîç÷èí, ÿêèé ïîïàäຠç àíîäíî¿ êàìåðè ó êàòîäíó,
ñïðèÿº ðîç÷èíåííþ CaCO3 ó êàòîë³ò³ [10].
Ó öèõ ïðîöåñàõ, à òàêîæ ïðè ïåðåðîçïîä³ë³
³îí³â ïî êàìåðàõ åëåêòðîõ³ì³÷íîãî ðåàêòîðà ñïî-
ñòåð³ãàþòüñÿ çì³íè ñèëè ñòðóìó (ðèñ.1, à), âîäíå-
âîãî ïîêàçíèêà (ðèñ.1, ã) òà åëåêòðîïðîâ³äíîñò³
(ðèñ.1, á). Òàêîæ ïðè ïðîò³êàíí³ ñòðóìó âèä³ëÿ-
ºòüñÿ äæîóëåâå òåïëî, ùî ïðèçâîäèòü äî çðîñòàí-
íÿ òåìïåðàòóðè ó êàìåðàõ åëåêòðîõ³ì³÷íîãî ðå-
àêòîðà (ðèñ.1, â).
Óñ³ îïèñàí³ ïàðàìåòðè, êð³ì çàëåæíîñò³ ñè-
ëè ñòðóìó â³ä ÷àñó ÅÕÀ, âèêîðèñòîâóþòüñÿ äëÿ
àíàë³çó ñòàíó àêòèâîâàíîãî ðîç÷èíó. Àâòîðè
ðîáîòè [12] êîíòðîëþþòü ÿê³ñòü ÅÕÀ ðîç÷èíó
çà çì³íîþ åëåêòðîïðîâ³äíîñò³. Îäíàê öåé ìåòîä
ìîæíà âèêîðèñòîâóâàòè ëèøå ó âèïàäêó â³äíîñ-
íî íèçüêî¿ ì³íåðàë³çàö³¿ âîäíîãî ðîç÷èíó, ùî
àêòèâóºòüñÿ. Êð³ì òîãî, äëÿ êîæíîãî ðîç÷èíó
ïîòð³áíî âñòàíîâëþâàòè ñâ³é êðèòåð³é, îñê³ëüêè
åëåêòðîïðîâ³äí³ñòü çàëåæèòü íå ëèøå â³ä êîíöåí-
òðàö³¿, àëå é â³ä òèïó ³îí³â. Âîäíî÷àñ åëåêòðî-
ïðîâ³äí³ñòü ìîæå çì³íþâàòèñÿ çà ðàõóíîê
õ³ì³÷íèõ ïåðåòâîðåíü, ùî ìè, íàïðèêëàä, ñïî-
ñòåð³ãàëè ó êàòîë³ò³ ïðè ÷àñ³ àêòèâàö³¿ á³ëüø 1000
ñ (ðèñ.1, á). Àíàëîã³÷í³ òðóäíîù³ âèíèêàþòü ï³ä
÷àñ êîíòðîëþ ñòàíó ÅÕÀ âîäè çà çíà÷åííÿì ðÍ.
Äàíèé ìåòîä òàêîæ îïèñàíèé ó [12], îäíàê çíà-
÷åííÿ ðÍ, ÿêå ñë³ä ïðèéìàòè çà òî÷êó çàâåðøåí-
íÿ ïðîöåñó àêòèâàö³¿, ó ö³é ðîáîò³ íå íàâåäåíî,
éìîâ³ðíî, òîìó, ùî öåé ïîêàçíèê äëÿ âîäî-
ïðîâ³äíî¿ âîäè çì³íþºòüñÿ ó øèðîêèõ ìåæàõ —
â³ä 6,5 äî 8,5 [13].
Òåìïåðàòóðíèé ìåòîä êîí-
òðîëþ, îïèñàíèé ó [14], äàº
çìîãó çà çì³íîþ òåìïåðàòóðè
ÅÕÀ ðîç÷èíó âñòàíîâèòè ìî-
ìåíò çàâåðøåííÿ ïðîöåñó àêòè-
âàö³¿. Ó ðàç³ äîòðèìàííÿ âèìîã
ùîäî ïî÷àòêîâî¿ òåìïåðàòóðè òà
ì³íåðàë³çàö³¿ âîäíîãî ðîç÷èíó
âèêîðèñòàííÿ öüîãî ìåòîäó çà-
áåçïå÷èòü ñòàá³ëüí³ñòü êîíò-
ðîëüîâàíèõ ïàðàìåòð³â àíîë³òó
òà êàòîë³òó. Ñïðàâä³, ôóíêö³ÿ
çðîñòàííÿ òåìïåðàòóðè áëèçüêà
äî ë³í³éíî¿ (ðèñ.1, â) ïðè äî-
ïóñòèì³é ì³íåðàë³çàö³¿ âîäî-
ïðîâ³äíî¿ âîäè, îäíàê òàêèé
ìåòîä êîíòðîëþ íååôåêòèâíèé
ïðè ðîáîò³ ç³ ñëàáî ì³íåðàë³çî-
âàíèìè ðîç÷èíàìè àáî ðîç÷èíà-
ìè ç ï³äâèùåíîþ ïî÷àòêîâîþ
òåìïåðàòóðîþ, ùî çíà÷íî îáìå-
æóº îáëàñòü çàñòîñóâàííÿ.
Òàêèì ÷èíîì, àíàë³çóþ÷è ðèñ.1, áà÷èìî,
ùî êîíòðîëü ñèëè ñòðóìó, ùî ïðîò³êຠ÷åðåç
ñòàö³îíàðíèé ä³àôðàãìîâèé åëåêòðîõ³ì³÷íèé ðå-
àêòîð ïðè ïîñò³éí³é íàïðóç³ íà åëåêòðîäàõ ï³ä
÷àñ ÅÕÀ, òàêîæ ìîæå áóòè ìåòîäîì êîíòðîëþ
ãëèáèíè àêòèâàö³¿, îñê³ëüêè õàðàêòåð êðèâî¿
(ðèñ.1, à) â³äîáðàæຠô³çèêî-õ³ì³÷í³ ïåðåòâî-
ðåííÿ ó àêòèâîâàíèõ ðîç÷èíàõ. Öåé ìåòîä äîç-
âîëÿº çàáåçïå÷èòè îïåðàòèâíèé êîíòðîëü ðîáî-
òè åëåêòðîë³çåðà òà òî÷íî âñòàíîâèòè ìîìåíò
÷àñó çàâåðøåííÿ ïðîöåñó àêòèâàö³¿ — ïðè äî-
ñÿãíåíí³ ì³í³ìóìó çíà÷åííÿ ñèëè ñòóìó.
Îñê³ëüêè ó íàóêîâèõ ö³ëÿõ òà äëÿ ïðîìè-
ñëîâîãî çàñòîñóâàííÿ ÷àñòî âèêîðèñòîâóþòüñÿ
ðîç÷èíè ð³çíèõ ñîëåé, òî íàìè áóëî ïðîâåäåíî
äîñë³äæåííÿ çì³íè ñèëè ñòðóìó, ïîêàçíèêà ðÍ,
åëåêòðîïðîâ³äíîñò³ òà òåìïåðàòóðè ó êàìåðàõ
ðåàêòîðà ó çàëåæíîñò³ â³ä ÷àñó àêòèâàö³¿ ðîç÷è-
í³â õëîðèä³â, í³òðàò³â òà êàðáîíàò³â ð³çíèõ ³î-
í³â. Òèïîâ³ çàëåæíîñò³ íàâåäåíî íà ðèñ.2. Âè-
áðàíà êîíöåíòðàö³ÿ ó 0,0001 ìîëü/ë ïîêàçóº,
ùî çàëåæí³ñòü ðÍ òà çàëåæí³ñòü åëåêòðîïðîâ³ä-
íîñò³ º äóæå íåë³í³éíèìè ôóíêö³ÿìè, ÿê³ â³ä-
ð³çíÿþòüñÿ äëÿ êîæíî¿ êàìåðè. À öå óòðóäíþº
êîíòðîëü àêòèâàö³¿. Òåìïåðàòóðà ó êàìåðàõ, ÿê
âèäíî ç ðèñ.2, á, çðîñòຠíà âñüîìó ïðîì³æêó
ÅÕÀ. Îäíàê, íà ïðàêòèö³ ó ðàç³ âèêîðèñòàííÿ
òåìïåðàòóðè ÿê ïàðàìåòðà êîíòðîëþ ïðîöåñó
ÅÕÀ íåîáõ³äíî çàñòîñîâóâàòè äîäàòêîâ³ ìåòîäè
äëÿ âèçíà÷åííÿ òåìïåðàòóðè ó ìîìåíò çàâåðøåí-
íÿ àêòèâàö³¿. Íåâèð³øåíèì º ïèòàííÿ àêòèâàö³¿
ðîç÷èí³â ç ï³äâèùåíèìè âèõ³äíèìè òåìïåðàòóðà-
ìè. Âîäíî÷àñ çàëåæíîñò³ ñèëè ñòðóìó äëÿ âèêî-
ðèñòàíî¿ ó åêñïåðèìåíò³ êîíöåíòðàö³¿, à òàêîæ
48 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 5
Ðèñ.2. Çì³íà îñíîâíèõ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ ïàðàìåòð³â ï³ä ÷àñ åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ àêòèâàö³¿
ðîç÷èíó KCl (0,0001 ìîëü/ë): ñèëè ñòðóìó (à), òåìïåðàòóðè (á), âîäíåâîãî ïîêàç-
íèêà (â), ïèòîìî¿ åëåêòðîïðîâ³äíîñò³ (ã): 1 — ïàðàìåòðè êàòîë³òó; 2 — àíîë³òó.
äëÿ êîíöåíòðàö³¿ äî 0,1–0,2 ìîëü/ë, ùî ñòàíî-
âèòü âåðõíþ ìåæó êîíöåíòðàö³é, äëÿ ÿêèõ ïðîÿâ-
ëÿþòüñÿ åôåêòè ÅÕÀ [15], º îäíàêîâèìè òà â³ä-
ð³çíÿþòüñÿ ëèøå çà ÷àñîì âèõîäó íà íàñè÷åííÿ,
îñê³ëüêè ç ðîñòîì êîíöåíòðàö³¿ öåé ïîêàç- íèê
çìåíøóºòüñÿ.
Âèñíîâêè
Ïðîâåäåí³ äîñë³äæåííÿ ïîêàçàëè, ùî êîí-
òðîëü ñèëè ñòðóìó, ÿêèé ïðîò³êຠêð³çü ñòàö³î-
íàðíèé åëåêòðîõ³ì³÷íèé ðåàêòîð ç ïîñò³éíîþ íà-
ïðóãîþ íà åëåêòðîäàõ, ìîæå áóòè îïåðàòèâíèì
ìåòîäîì êîíòðîëþ ïðîöåñó ÅÕÀ âîäíèõ ðîç÷èí³â.
³í íå ïîòðåáóº âèêîðèñòàííÿ ñóïóòí³õ ìåòîäèê
÷è ðîçì³ùåííÿ äîäàòêîâèõ åëåìåíò³â ó êàìåðàõ
ðåàêòîðà òà ìîæå áóòè òåõí³÷íî ðåàë³çîâàíèì ñó-
÷àñíèìè åëåêòðîííèìè ïðèñòðîÿìè. Ìåòîä îõîï-
ëþº øè- ðîêó îáëàñòü êîíöåíòðàö³é òà òåìïåðàòóð
âîäíèõ ðîç÷èí³â, äîçâîëÿº âñòàíîâèòè ìîìåíò
çàê³í÷åííÿ ïðîöåñó àêòèâàö³¿ [16], ùî äຠìîæ-
ëèâ³ñòü âèêîðèñòîâóâàòè éîãî ÿê åíåðãîçáåð³ãàþ-
÷èé ìåòîä êîíòðîëþ ãëèáèíè ÅÕÀ.
Ñïèñîê ë³òåðàòóðè
1. Áàõèð Â.Ì. Ýëåêòðîõèìè÷åñêàÿ àêòèâàöèÿ : Êëþ÷
ê ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòûì òåõíîëîãèÿì âîäîïîäãî-
òîâêè // Âîäîñíàáæåíèå è êàíàëèçàöèÿ. — 2012.
— ¹ 1–2. — Ñ. 89–101.
2. Ãîëîõâàñò Ê.Ñ., Ðûæàêîâ Ä.Ñ., ×àéêà Â.Â. Ïåð-
ñïåêòèâû èñïîëüçîâàíèÿ ýëåêòðîõèìè÷åñêè àêòè-
âèðîâàííûõ ðàñòâîðîâ // Âîäà : Õèìèÿ è ýêîëî-
ãèÿ. — 2011. — ¹ 2. — Ñ. 23–30.
3. Yu-Ru Huang, Yen-Con Hung, Shun-Yao Hsu. Appli-
cation of electrolyzed water in the food industry //
Food Control. — 2008. — Vol. 19. — P. 329–345.
4. Ïåòðóøàíêî È.Þ., Ëîáûøåâ Â.È. Íåðàâíîâåñíîå
ñîñòîÿíèå ýëåêòðîõèìè÷åñêè àêòèâèðîâàííîé âî-
äû è åå áèîëîãè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü // Áèîôèçèêà.
— 2001. — ¹ 3. — Ñ. 389–401.
5. Áîðäóí ².Ì., Ïòàøíèê Â.Â. Âïëèâ ãëèáèíè àêòè-
âàö³¿ íà ðåëàêñàö³éí³ ïðîöåñè â åëåêòðîõ³ì³÷íî àê-
òèâîâàí³é âîä³ // ³ñí. ×åðêàñ. äåðæ. òåõíîë.
óí-òà. — 2013. — ¹ 1. — Ñ. 92–95.
6. Êëîññ À.È. Ýëåêòðîí-ðàäèêàëüíàÿ äèññîöèàöèÿ è
ìåõàíèçì àêòèâàöèè âîäû // Äîêë. ÀÍ ÑÑÑÐ.
— 1988. — ¹ 6. — Ñ. 1403–1407.
7. Ëàâðèê Í.Ë., Áàæèí È.Ì. Î âîçìîæíñòè îáðàçî-
âàíèÿ â âîäå ÎÍ-ðàäèêàëà èç èîíà ãèäðîêñèëà
// Áèîôèçèêà. — 2011. — ¹ 3. — Ñ. 574–576.
8. Ìèðîøíèêîâ À.È. Èññëåäîâàíèå ïðè÷èí áèîëîãè÷å-
ñêîãî äåéñòâèÿ ýëåêòðîõèìè÷åñêè àêòèâèðîâàííûõ
ðàñòâîðîâ ïî èçìåíåíèþ ðîñòà êëåòîê Escherichia
Coli // Òàì æå. — 2004. — ¹ 5. — Ñ. 866–871.
9. Êóëüñêèé Ë.À. Òåõíîëîãèÿ î÷èñòêè ïðèðîäíûõ âîä.
— Êèåâ : Âûùà øêîëà, 1986. — 356 ñ.
10. Ãîí÷àðóê Â.Â., Ìàëÿðåíêî Â.Â. Èçìåíåíèå
ñâîéñòâ âîäû ïîä âëèÿíèåì ýëåêòðîõèìè÷åñêîé
îáðàáîòêè // Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû. — 2001.
— ¹ 4. — Ñ. 345–353.
11. Ãîí÷àðóê Â.Â., ×åáîòàðåâà Ð.Ä., Áàãðèé Â.À. Óìÿã-
÷åíèå âîäû â ýëåêòðîëèçåðå ñ êåðàìè÷åñêîé ìåìáðà-
íîé // Òàì æå. — 2005. — ¹ 5. — Ñ. 460–470.
12. Ïàò. íà êîðèñ. ìîäåëü 9995 Óêð., ÌÏÊ7 C 02 F
1/46. Àïàðàò äëÿ åëåêòðîàêòèâàö³¿ ð³äèí /
Êóðòîâ Â.Ä., Êîñ³íîâ Á.Â., Àïóõîâñüêèé À.É. —
Îïóáë. 17.10.05, Áþë. ¹ 10.
13. ÄÑàíÏ³Í 2.2.4-171-10. ó㳺í³÷í³ âèìîãè äî âîäè
ïèòíî¿, ïðèçíà÷åíî¿ äëÿ ñïîæèâàííÿ ëþäèíîþ :
Çàòâ. ̳í³ñòåðñòâîì îõîðîíè çäîðîâ’ÿ Óêðà¿íè. —
Êè¿â, 2010.
14. Ïàò. 49551 Óêð., ÌÏÊ6 C 02 F 1/46. Ñïîñ³á îäåð-
æàííÿ ïèòíî¿ ³ ë³êóâàëüíî¿ âîäè / Àïóõîâñü-
êèé À.É., Êóðòîâ Â.Ä., Êîñ³íîâ Á.Â. — Îïóáë.
16.09.02, Áþë. ¹ 9.
15. Áàõèð Â.Ì., Çàäîðîæíèé Þ.Ã., Ëåîíîâ Á.È. è
äð. Ýëåêòðîõèìè÷åñêàÿ àêòèâàöèÿ : Óíèâåðñàëü-
íûé èíñòðóìåíò çåëåíîé õèìèè. — Ìîñêâà :
ÂÍÈÈÌÒ, 2005. — 176 ñ.
16. Ïàò. íà êîðèñíó ìîäåëü 73616 Óêð., ÌÏÊ6 C 02 F
1/46. Ñïîñ³á îïåðàòèâíîãî êîíòðîëþ çàâåðøåííÿ
ïðîöåñó åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ àêòèâàö³¿ / Áîðäóí ².Ì.,
Ïòàøíèê Â.Â. — Îïóáë. 25.09.12, Áþë. ¹ 18.
Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 20.09.13
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 5 49
Áîðäóí È.Ì., êàíäèäàò ôèç.-ìàò. íàóê, Ïòàøíèê Â.Â., àñïèðàíò
Íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò «Ëüâîâñêàÿ ïîëèòåõíèêà»
óë. Êíÿçÿ Ðîìàíà, 5, 79005 Ëüâîâ, Óêðàèíà, e-mail: bordun.igor@gmail.com
Êîíòðîëü òîêà êàê ìåòîä îïðåäåëåíèÿ ãëóáèíû
ýëåêòðîõèìè÷åñêîé àêòèâàöèè âîäíûõ ðàñòâîðîâ
Ïðîàíàëèçèðîâàíû ðàçëè÷íûå ìåòîäèêè îïðåäåëåíèÿ ãëóáèíû àêòèâàöèè ïðè ýëåêòðî-
õèìè÷åñêîé îáðàáîòêå âîäíûõ ðàñòâîðîâ. Ïîêàçàíî, ÷òî ïðè àêòèâàöèè òàêèõ ðàñòâîðîâ
â ñòàöèîíàðíîì ýëåêòðîëèçåðå íàáëþäàåòñÿ õàðàêòåðíàÿ çàâèñèìîñòü ñèëû òîêà îò âðå-
ìåíè. Óñòàíîâëåíî, ÷òî õàðàêòåð èçìåíåíèé ñèëû òîêà êîððåëèðóåò ñ èçìåíåíèåì âîäî-
ðîäíîãî ïîêàçàòåëÿ ðÍ è ýëåêòðîïðîâîäíîñòè ïðîäóêòîâ ýëåêòðîëèçà. Ýòî ïîçâîëÿåò
îïðåäåëèòü ãëóáèíó àêòèâàöèè ïî èçìåíåíèþ ñèëû òîêà. Á³áë. 16, ðèñ. 2.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ýëåêòðîïðîâîäíîñòü âîäû, ýëåêòðîõèìè÷åñêàÿ àêòèâàöèÿ, ãëóáèíà
àêòèâàöèè.
References
1. Bakhir V.M. Electrochemical activation: a key to en-
vironmentally friendly water conditioning technolo-
gies. Vodosnabzhenie i kanalizacija, 2012, (1–2),
pp. 89–101. (Rus.)
2. Golohvast K.S., Ryzhakov D.S., Chajka V.V. Appli-
cation potential of solution electrochemical activa-
tion. Voda : Himija i Ekologija, 2011, (2), pp.
23–30. (Rus.)
3. Yu-Ru Huang, Yen-Con Hung, Shun-Yao Hsu. Ap-
plication of electrolyzed water in the food industry.
Food Control, 2008, 19, pp. 329–345.
4. Petrushanko I.Yu., Lobyshev V.I. Nonequilibrium
state of electrochemically activated water and its bi-
ological activity. Biofizika, 2001, (3), pp. 389–401.
(Rus.)
5. Bordun ².M., Ptashnyk V.V. Impact of activation
depth on relaxation processes in electrochemically
activated water. V³snyk Cherkas’kogo Derzhavnogo
Tehnologichnogo Universytetu, 2013, (1), pp.
92–95. (Ukr.)
6. Kloss A.I. Electron-radical dissociation and mecha-
nism of water activation. Doklady Academii Nauk
USSR, 1988, (6), pp. 1403–1407. (Rus.)
7. Lavrik N.L., Bazhin N.M. On the impossibility of
OH radical formation from the hydroxyl ion in wa-
ter. Biofizika, 2011, (3), pp. 574–576. (Rus.)
8. Miroshnikov A.I. Study of the causes of the biologi-
cal effect of electrochemically activated solutions as
determined from changes in the Escherichia coli cell
growth. Biofizika, 2004, (5), pp. 866–871. (Rus.)
9. Kul’skij L.A., Strokach P.P. Natural water treatment
technology. Kiev : Vishha shkola, 1986, 352 p.
(Rus.)
10. Goncharuk V.V., Maljarenko V.V. The change of the
water properties under electrochemical tratment. Himija
i tehnologija vody, 2001, (4), pp. 345–353. (Rus.)
11. Goncharuk V.V., Chebotareva R.D., Bagrij V.A.
Softening of water in the electrolytic cell with a ce-
ramic membrane. Himija i tehnologija vody, 2005,
(5), pp. 460–470. (Rus.)
12. Pat. na korysnu model’ 9995 Ukr., MPK7 C 02 F
1/46. Apparatus for liquids electroactivation,
V.D.Kurtov, B.V.Kos³nov, A.Yo.Apuhovs’kij. —
Publ. 17.10.05, Bul. 10. (Ukr.)
13. Derzhavni sanitarni pravyla i normy 2.2.4-171-10.
Hygienic requirements for drinking water intended
for human consumption : M³n³sterstvo ohorony
zdorov’ja Ukrai’ny. Kharkov : Fort Publ., 2010,
39 p. (Ukr.)
14. Pat. 49551 Ukr., MPK6 C 02 F 1/46. Method of
drinking and medical water development, A.Yo.
Apuhovs’kij, V.D.Kurtov, B.V.Kos³nov. — Publ.
16.09.02, Bul. 9. (Ukr.)
15. Bakhir V.M., Zadorozhnij Ju.G., Leonov B.I. Elec-
trochemical activation: universal instrument of
green chemistry. Moskow : VNIIMT, 2005, 176 p.
(Rus.)
16. Pat. na korysnu model’ 73616 Ukr., MPK6 C 02 F
1/46. Operative control method of the completion
of the electrochemical activation process, ².M.
Bordun, V.V.Ptashnyk. — Publ. 25.09.12, Bul. 18.
(Ukr.)
Received September 20, 2013
50 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2013. ¹ 5
Bordun I.M., Candidate of Physic and Mathematic Science,
Ptashnyk V.V., PhD Student
Lviv Polytechnic National University
5, Knjasja Romana St., 79005 Lvov, Ukraine, e-mail: bordun.igor@gmail.com
Current Inspection as a Method of Water Solutions
Electrochemical Activation Depth Testing
The different methods for determining the depth of activation during the electrochemical
treatment of aqueous solutions were analyzed. It was shown that during the activation of
such solutions in a stationary cell a specific time dependence of current was observed. It
was found that the nature of changes in current correlates with the change in pH and
conductivity of the electrolysis products. This allows to determine the activation depth
by the change of current. Bibl. 16, Fig. 2.
Key words: water conductivity, activations depth, electrochemical activation.
|