2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ОБЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ
Идеально чистой воды в природе не существует. Дистиллированная вода может содержать до 5 мг/л растворенных солей, бидистиллированная - до 1 мг/л. Минерализация обычной питьевой воды может достигать 1 г/л. Наиболее распространенными компонентами в питьевой воде являются ионы хлора Cl- и натрия Na+, далее следуют ионы сульфатный SO42-, гидрокарбонатный НСO3-, карбонатный СO32-, кальция Са2+, магния Mg2+ , нитратный NO3- , железа Fe3+ и других веществ. Кроме того, в воде как правило растворены газы: кислород O2 , водород H2, азот N2 и др.
Если через воду протекает постоянный электрический ток, то поступление электронов в воду у катода, так же как и удаление электронов из воды у анода, сопровождается целой серией электрохимических реакций на поверхности катода и анода, в результате которых образуются новые вещества, изменяется вся система межмолекулярных взаимодействий, в том числе и структура воды как растворителя.
Рис. 2.1. Схема обработки питьевой воды в
диафрагменном электрохимическом
реакторе
Свойства воды, подвергнутой электрохимической обработке, определяются составом минеральных солей в исходной воде, в также видом и режимом электрохимического воздействия, в том числе конструкцией и электрохимическими характеристиками реактора. На рис. 2.1 схематично изображен простейший технологический процесс обработки питьевой воды в диафрагменном проточном электрохимическом реакторе. В таблице 2.1 приведены некоторые из возможных электрохимических реакций при обработке питьевой воды в диафрагменном электрохимическом реакторе с электродами, которые обмениваются с водой только электронами, т.е. с нерасходуемыми электродами, обладающими электрокаталитическими свойствами.
Обычно в результате катодной обработки любая вода, даже дистиллированная, приобретает щелочную реакцию за счет превращения некоторой части растворенных солей в гидроксиды. Ее окислительно-восстановительный потенциал (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.
Таблица 2.1.
Некоторые химические реакции, возможные при электрохимической
обработке питьевой воды
Анодные реакции
Катодные реакции
2H2O - 4e ® 4H++ O2
2H2O + 2e ® H2 + 2OH-
2H2O - 2e ® 2H++ H2O2
О2 + е ® О2-
O2 + Н2О - 2e ® O3 + 2 Н+
О2 + Н2О + 2е ® НО2-+ ОН-
OH-- e ® HO·
НО2-+ Н2О + е ® HO·+ 2ОН-
3H2O - 6e ® O3 + 6H+
О2 + 2 Н++ 2е ® Н2О2
O2 + 2OH-- 3e ® O3 + H2O
ecathode + Н2О ® еaq
Н2О - е ® HO·+ Н+
Н++ еaq ® H·
Н2О2 - е ® НО2 + Н+
Н2О + еaq ® H·+ ОН-
3OH-- 2e ® НО2-+ Н2О
CO32-+ 6Н++ 4е ® HCHO + Н2О
H2O - 2e ® 2H++ O·
CO32-+ 8Н++ 6е ® CH3OH + 2Н2О
H2O - e ® H++ OH·
2CO32-+ 4Н++ 2е ® C2O42- + 2Н2О
3OH-- 2e ® HO2-+ H2O
2CO2 + 2Н++ 2е ® Н2C2О4
2Cl-- 2e ® Cl2
CO2 + 2Н++ 2е ® НCОOH
Cl-+ H2O - 2e ® HClO + H+
CO32-+2 Н2О + 2е ® HCO2- + 3ОН-
Cl-+ 2H2O - 5e ® ClO2 +4 Н+
2SO42-+ 5H2O+8e ®S2O32-+ 10OH-
HCl + 2H2O - 5e ® ClO2 + 5H+
2SO42-+ 4Н++ 2е ® S2O62-+ 2Н2О
Cl-+ 4OH-- 4e ® ClO2-+2 Н2О
SO42-+ 4H2O + 2e ® SO32-+ 2OH-
Cl-+ 4OH-- 5e ® ClO2 +2 Н2О
SO42-+ 4 Н++ 2e ® H2SO3 + Н2О
Cl-+ 2OH-- 2e ® ClO-+ Н2О
NO3-+5H2O+6e®NH2OH + 7ОН-
Cl-+ Н2О-2e®HClO+ Н+
2NO3-+ 2H2O+4e ® N2O42- + 4ОН-
Cl-+ 2 Н2О - 4e ® HClO2 + 3Н+
N2 + 5H+ + 4e ® N2H5+
2SO42-- 2e ® S2O82-
Fe3+ + 3e ® Fe
2H2CO32-- 2e ® C2O62- + 4H+
Fe2+ + 2e ® Fe
В результате образования хорошо растворимых гидроксидов натрия и калия и повышения вследствие этого рН, происходит сдвиг углекислотного равновесия с образованием труднорастворимых карбонатов кальция и магния из находящихся обычно в исходной воде растворимых соединений этих металлов (гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов - см. рис. 2.2). Ионы тяжелых металлов и железа практически полностью превращаются в нерастворимые гидроксиды.
Рис. 2.2. Содержание форм угольной кислоты
в воде в зависимости от рН
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. Также в результате анодной электрохимической обработки несколько уменьшается поверхностное натяжение, увеличивается электропроводность, увеличивается содержание растворенных хлора, кислорода, уменьшается концентрация водорода, азота, изменяется структура воды.
Количественной характеристикой кислотности или щелочности воды является водородный показатель рН, который определяется активностью ионов водорода или, иначе, соотношением концентрации ионов гидроксония H3O+ и гидроксила OH-. В нейтральной воде рН = 7, что соответствует равенству концентраций этих ионов. При добавлении в воду кислоты рН становится меньше 7, при добавлении щелочи - больше 7. В таблице 2.2 показано приблизительное количество соляной кислоты, которое нужно добавить в 1 литр питьевой воды с исходным значением рН = 7,0 для получения различных значений рН меньше 7, а также количество гидроксида натрия, которое нужно для достижения различных значений рН выше 7.
Практически водородный показатель обычно измеряют при помощи рН-метра, который представляет собой высокоомный милливольтметр, подключенный к двум погруженным в исследуемый раствор (воду) электродам. Разность потенциалов между этими электродами - измерительным стеклянным и хлорсеребряным электродом сравнения (вспомогательным) - пропорциональна активности ионов водорода, т.е. величине рН, поскольку ионселективный стеклянный электрод может обмениваться с раствором только ионами водорода.
Активность ионов водорода - это термодинамическая характеристика их химического потенциала в воде. Поскольку степень диссоциации воды очень мала, активность ионов водорода в воде равна их концентрации. В общем случае в разбавленных растворах активность ионов электролита приближенно равна их концентрации, так как интенсивность межионного взаимодействия невелика. Питьевая вода представляет собой весьма разбавленный раствор электролитов, поэтому соответствует этому правилу. Для более концентрированных растворов активность или активная концентрация электролита определяется как произведение концентрации на коэффициент активности, который учитывает степень влияния межионных взаимодействий на химический потенциал ионов в растворе.
Таблица 2.2.
рН и ОВП питьевой воды в зависимости от концентрации соляной кислоты
или гидроксида натрия
Концентрация HCl, г/л
рН
ОВП, мВ (ХСЭ)
Концентрация NaOH, г/л
рН
ОВП, мВ (ХСЭ)
0
7
+ 350
0
7
+ 350
0,000036
6
+410
0,00004
8
+290
0,00036
5
+470
0,0004
9
+230
0,0036
4
+530
0,004
10
+170
0,036
3
+590
0,04
11
+110
0,36
2
+650
0,4
12
+60
Примечание: ОВП исходной водопроводной питьевой воды с рН = 7 может варьировать в диапазоне +200 ... + 450 мВ, однако приведенный в таблице характер зависимости рН - ОВП при вводе HCl или NaOH всегда сохраняется.
Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП или, иначе, j ), является другим важнейшим параметром, поскольку характеризует активность электронов в водном растворе (воде). Он также измеряется при помощи высокоомного милливольтметра и пары электродов, один из которых является хлорсеребряным электродом сравнения (вспомогательным), а другой (измерительный) чаще всего изготавливается из гладкой платины. Этот измерительный электрод обменивается с раствором только электронами, переходящими границу «электрод - раствор», т.е. идеализированно может рассматриваться как резервуар с электронами. При погружении такого электрода в раствор (воду) возникает контакт между двумя фазами, имеющими общую частичку - электрон, поэтому условие равновесия для границы «электрод-раствор» характеризуется равенством электрохимических потенциалов электронов в электроде и растворе.
Существует связь между ОВП и рН, которая практически выражается в том, что при изменении рН питьевой воды на 1 единицу посредством добавки гидроксида натрия или соляной кислоты, ОВП соответственно изменяется приблизительно на 59 мВ - увеличивается при снижении рН и уменьшается при его увеличении. Практически область значений рН и j при химическом изменении рН питьевой воды имеет очертания, достаточно хорошо соответствующие теоретическим представлениям (область А на рис. 2.3).
Из зависимости потенциала инертного электрода (окислительного потенциала раствора) от активности сольватированных электронов в растворе, которая установлена на основе фундаментальных закономерностей, открытых Нернстом, следует, что увеличение окислительного потенциала j обусловлено понижением активности электронов в растворе и, наоборот, уменьшение j определяется увеличением активности электронов.
Природа ОВП в первую очередь обусловлена квантовомеханическими характеристиками атомов элементарной электрохимической системы («электрод-раствор»), особенностями ее электронной структуры, которыми определяются ионизационные потенциалы элементов. Электронные структуры атомов и ионов в значительной мере определяют также характер и энергетику процессов гидратации ионов.
Рис. 2.3. Соотношение рН и j питьевой воды при химическом (область А) и электрохимическом (область В) регулировании её кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств.
1 - нижняя граница термодинамической устойчивости воды:
2 - верхняя граница термодинамической устойчивости воды:
НВЭ - нормальный водородный электрод сравнения;
ХСЭ - хлорсеребряный электрод сравнения.
При электрохимической униполярной обработке воды по схеме, показанной на рис. 2.1, значения рН и ОВП католита и анолита питьевой воды далеко выходят не только за пределы области химического регулирования (область А, рис. 2.3), но также и за пределы термодинамической устойчивости воды, ограниченной потенциалами кислородного и водородного электродов и располагаются преимущественно в области В (рис. 2.3). Чем меньше минерализация воды, тем сложнее достичь максимальных возможных значений рН и ОВП католита и анолита. Решающее влияние при этом оказывают конструктивные и электрохимические особенности реактора, а также технология собственно процесса электрохимической обработки.
В настоящее время лучшими техническими системами для такого рода процессов являются установки с электрохимическими реакторами РПЭ, состоящими из проточных электрохимических модульных элементов ПЭМ.
Например, при обработке водопроводной питьевой московской воды с общей минерализацией 0,17 г/л и исходными значениями рН = 7,1 и ОВП = + 340 мВ (ХСЭ) в установке с реактором РПЭ-6, зафиксированы следующие параметры:
анолит: рН = 2,7; ОВП = + 1100 мВ (ХСЭ).
католит: рН = 10,9; ОВП = - 860 мВ (ХСЭ).
При этом удельные затраты количества электричества составляют не более 700 кулон на литр (Кл/л).
Очевидно, что в активированной воде происходит значительное изменение структурных составляющих межионного энергетического взаимодействия, т.е. активная концентрация ионов изменяется за счет изменения коэффициентов активности, но не концентрации.
На рис. 2.3 процесс изменения параметров воды в процессе анодной и катодной обработки показан стрелками, исходящими из начальной точки «О» и обозначенными надписями соответственно «активация у анода» и «активация у катода». Процесс релаксации, во время которого происходит возвращение значений рН и ОВП к новым равновесным значениям, определяемым наличием в воде электрохимически синтезированных устойчивых соединений, показан стрелками с надписью «релаксация».
Релаксация в соответствии с классическим определением термодинамики - это постепенный переход системы (определенного объема воды или водного раствора электролита) из неравновесного состояния, вызванного внешним воздействием, в состояние термодинамического равновесия. Релаксация - необратимый процесс и поэтому в силу закона возрастания энтропии, обязательно сопровождается переходом части внутренней энергии в тепло, - диссипацией энергии. Как всякое неравновесное явление релаксация не определяется одними только термодинамическими характеристиками (например, давлением, температурой), а существенно зависит от микроскопических характеристик, в частности, от параметров, характеризующих взаимодействие между частицами. Установление равновесия обычно происходит в два этапа. На первом этапе равновесие устанавливается лишь в отдельных микрообъемах воды или раствора. На втором этапе происходят медленные процессы релаксации, в результате которых физико-химические параметры достигают стационарных значений, определяемых условиями равновесия с окружающей средой. Медленные процессы связаны с очень большим числом последовательных соударений частиц между собой. Их время релаксации пропорционально размерам системы (объему электрохимически активированной воды). К медленным процессам релаксации относятся такие явления, как вязкость, диффузия, теплопроводность, электропроводность, каталитическая активность, окислительно-восстановительное равновесие, рН, поверхностное натяжение и т.д. Характер протекания быстрого процесса релаксации определяется микроскопическими деталями взаимодействия между частицами. Специфика взаимодействия может привести к тому, что процесс установления равновесия по какому-либо микроскопическому параметру будет сильно замедлен по сравнению с такими же процессами для других параметров. Скорость релаксации определяется временем, за которое измеряемая характеристика системы изменяется в е раз по сравнению с начальным значением. В зависимости от типа процессов, протекающих в воде и водных растворах электролитов, времена релаксации могут варьировать в очень широких пределах: от 10-6 с до нескольких месяцев. Скорость релаксации в общем случае тем больше, чем меньше минерализация исходной воды (раствора) и чем больше начальное отклонение параметров от состояния равновесия. Для одного и того же раствора существует набор (спектр) релаксационных явлений, каждое из которых обусловлено своим механизмом.
Изучение процессов релаксации собственно воды после электрохимической обработки затруднено сложностью разделения эффектов, связанных с появлением в воде высокоактивных продуктов электролиза и собственно изменениями, происходящими в воде и водных растворах под действием мощного электрического поля в зоне ДЭС электрода и не связанных непосредственно с наличием соединений с экстремально высокой физико-химической активностью.
Удельные затраты электричества в большинстве процессов ЭХА составляют 40 - 4000 Кл/л, концентрация претерпевших электрохимические превращения веществ находится в пределах 0,0001-0,02 г-экв/л при общей минерализации обрабатываемых жидкостей 0,001 - 5 г/л. Для промышленных процессов электролиза водных растворов названные показатели на несколько порядков больше и находятся в следующих пределах 1?105 - 1?106 Кл/л; 1 - 10 г-экв/л и 200 - 600 г/л соответственно ( рис. 2.4 ).
Рис. 2.4. Технологические параметры промышленного диафрагменного электролиза водных растворов и электрохимической активации
Существуют несколько факторов, ответственных за свойства электрохимически активированных растворов.
Электрохимически синтезированные щелочи в католите и кислоты в анолите. Их концентрация пропорциональна минерализации воды и удельным затратам количества электричества в процессе синтеза. Наличие кислот в анолите и щелочей в католите объясняет сохраняющиеся длительное время соответственно низкие и высокие значения рН анолита и католита.
Суперактивные метастабильные соединения с высокой окислительной (в анолите) или восстановительной (в католите) способностью. Эти соединения при хранении растворов постепенно переходят в стабильные в результате серии самопроизвольных структурно-энергетических и химических превращений. В процессе практического использования растворов они быстро исчезают, выполняя роль катализаторов, инициаторов и реагентов в разнообразных химических реакциях. Метастабильные соединения значительно усиливают проявление кислотных и окислительных свойств анолита, щелочных и восстановительных - католита. Получить такие метастабильные соединения в воде путем растворения химических реагентов невозможно вследствие уникальности условий электрохимического синтеза.
Электрически активные микропузырьки электролизных газов, стабилизированные нескомпенсированными электрическими зарядами, сосредоточенными на границе раздела фаз: “газ-жидкость”. Размеры этих пузырьков находятся в диапазоне от 0,2 до 5 мкм, концентрация может достигать 106 - 107 мл-1. В электрохимически активированном растворе микропузырьки не всплывают, поскольку равномерное распределение их в объеме также стабилизировано кулоновскими силами взаимодействия. Они представляют собой весьма электрически и химически активный компонент электрохимически активированного раствора.
Метастабильная структура воды и водных растворов, которая возникает под влиянием электрического поля высокой напряженности (104 -106 В/см) в двойном электрическом слое у поверхности электрода. Католит сохраняет полученные в процессе электрохимического катодного воздействия структурные изменения длительное время (до нескольких десятков часов) и проявляет свойства электрондонорной среды. Анолит соответственно проявляет электронакцепторные свойства. В активированных растворах молекулы воды обладают дополнительными степенями свободы за счет разорванных под влиянием электрического поля ДЭС водородных связей. Этот фактор оказывает большое влияние на тонкие физико-химические и биологические реакции. Он обусловливает повышенную способность активированных растворов и воды проникать в межмолекулярные пространства различных веществ, в том числе через биологические мембраны, увеличивать гидратные оболочки вокруг отдельных ионов и молекул, а также на границах раздела фаз, повышать растворимость труднорастворимых соединений, усиливать экстракционную активность растворов и воды.
Фактор, ответственный за сохранение и передачу информации об электрохимическом воздействии, проявляется при бесконтактном влиянии электрохимически активированных растворов или воды на биологические объекты.
Если первый фактор никогда не подвергался сомнению, то второй получил теоретические и экспериментальные подтверждения только в период с 1987 по 1997 гг., что объясняется сложностью задачи изучения химического состава высокоактивных частиц в воде, требующей применения специальной исследовательской аппаратуры, которая не пригодна для рутинных анализов.
Третий фактор (микропузырьки) был обнаружен при помощи специально созданной аппаратуры, основанной на оптических наблюдениях за электрохимически активной гидрофильной и гидрофобной поверхностями проводников с электронной и дырочной проводимостью и регулируемым потенциалом, погружаемых в исследуемую среду.
Четвертый фактор представляет собой весьма сложный объект для «чистого» исследования, ибо при сегодняшнем уровне представлений о структуре воды и водных растворов трудно судить о корреляционной связи вида электрохимической обработки (катодная, анодная) или свойств воды после униполярной электрохимической обработки (католит, анолит) с наблюдаемыми результатами физико-химических реакций с ее участием.
Например, совершенно невозможно было теоретически предсказать, что электрохимически катодно активированная дистиллированная вода, которая используется в процессе пиролиза прямогонного бензина, способствует увеличению выхода целевых продуктов пиролиза - этилена, пропилена, дивинила и бензола. Однако, после того, как этот эффект был обнаружен (1982), немедленно возникло несколько научных гипотез, объясняющих механизм процесса с позиций физической химии.
Аналогичные ситуации наблюдались и в других случаях. Например, невозможно было теоретически ожидать, что анодно активированная дистиллированная вода в том же процессе пиролиза способствует быстрому очищению змеевика пиролизной печи от отложений пироуглерода.
Катодно и анодно электрохимически активированная дистиллированная вода существенным образом влияет на процессы химической металлизации диэлектриков, рост кристаллов, эпитаксиальных пленок и многие другие.
Механизм этих процессов не изучен, однако это не мешает практическому использованию электрохимически активированной воды, поскольку полезные для технологических процессов эффекты, обусловленные ее метастабильностью характеризуются высокой степенью воспроизводимости.
Пятый фактор наиболее сложен для исследования, хотя известны множество примеров его проявления. Например:
Увлажненные водой семена растений помещают в запаянные ампулы, которые погружают на 12 часов в сосуды с католитом, анолитом, исходной водой, щелочным и кислотным контрольным растворами. Сравнивают результаты проращивания семян и силу каталазы в листьях проросших растений. Имеющиеся различия, как правило, весьма значительные, характеризуют специфику информационного обмена между семенами в период проращивания и средой, в которую были погружены пробирки.
Открытые чашки Петри, заполненные раствором сахара или соли помещают на плоские стеклянные крышки сосудов, доверху наполненных анолитом, католитом, исходной водой, щелочным и кислотным контрольными растворами. После испарения воды, сравнивают под микроскопом форму и размеры образовавшихся кристаллов и обнаруживают проявления различного информационного фона в период роста кристаллов в виде значительных характерных изменений общей картины кристаллического строения осадка. Характерные особенности кристаллообразования в данном опыте повторяются с высокой степенью точности при повторении эксперимента.
Запаянные ампулы с дистиллированной водой помещают в сосуды с католитом, анолитом, исходной водой, щелочным и кислотным контрольными растворами. Через три-четыре часа измеряют рН и окислительно-восстановительный потенциал воды из ампул. Отличия от исходных значений наблюдаются только в воде из ампул, которые были погружены в активированные растворы и обусловлены бесконтактным взаимодействием активированных растворов и воды внутри ампул.
Все три опыта производят с соблюдением идентичных внешних условий: при одинаковой температуре, давлении, минерализации католита, анолита, исходной воды и т.д.
Вероятно, их теоретическое обоснование возможно в рамках Теории Фундаментального Поля (ТФП), созданной великим российским физиком И.Л.Герловиным.
В соответствии с ТФП, информация о физическом воздействии, которому вещество подверглось в процессе активации, сохраняется в нем неопределенно долгое время, если оно не подвергается другому, более сильному воздействию. В этом случае происходит наложение информации, которое может привести к ее взаимному уничтожению. Информация о физическом воздействии образует в Физическом Вакууме (ФВ) поле, то есть для ее восприятия не нужен непосредственный контакт с активированным веществом, хотя чем меньше расстояние между передатчиком и приемником информации, тем больше вероятность установления связи между ними. Передача информации от активированного вещества и ее восприятие другими веществами совсем не означает, что информация способна всегда изменять их свойства или явно проявляться в каких-либо взаимодействиях. Информация, содержащаяся в активированных веществах, может оказывать влияние только на самоорганизующиеся процессы, причем тем более сильное, чем ближе информационные коды передающей и принимающей систем.
Следует отметить, что отсутствие глубоких теоретических представлений о процессах, связанных с электрохимической активацией воды и водных растворов нисколько не мешает практическому ее применению. Принципы выбора наилучшего пути применения ЭХА достаточно просты. По мере уменьшения минерализации электрохимически активированного раствора возрастает степень теоретической непредсказуемости результатов его взаимодействия с различными веществами или степень непредсказуемости его поведения в ходе последующих физико-химических взаимодействий и реакций.
Исходя из опыта применения электрохимически активированной воды и растворов можно выделить три области предсказуемости результатов в зависимости от концентрации неорганических соединений:
1 - труднопрогнозируемые, но в дальнейшем хорошо воспроизводимые результаты - менее 100 миллиграмм в 1 литре (вышеприведенные примеры относятся именно к этой области);
2 - хорошо прогнозируемые и полностью воспроизводимые результаты - от 100 до 1500 миллиграмм в 1 литре;
3 - полностью прогнозируемые и воспроизводимые результаты от 1500 до 5000 миллиграмм в 1 литре.
В действительности, это деление достаточно условно и столь резких градаций не существует. Они весьма размыты в зависимости от конкретных физико-химических процессов, в которых проявляются свойства электрохимически активированной воды.
Для первой области концентраций обязателен подробный эксперимент, по возможности в основных (принципиальных) моментах копирующий реальные условия исследуемой технологии.
Для второй и третьей областей концентраций принципы выбора упрощаются. Например, если традиционно используемый технологический раствор содержит окислители и/или кислоты, то заменяющий его активированный раствор должен быть анолитом с рН от 2 до 7 и ярко выраженными окислительными свойствами. Аналогично, если традиционный технологический раствор содержит щелочи и/или восстановители, то заменяющий его активированный раствор должен быть католитом с рН от 7,5 до 12 и ярко выраженными восстановительными свойствами. Как правило, замена традиционно используемого раствора на активированный приводит к значительному сокращению или полному исключению химических реагентов, повышению эффективности действия раствора (улучшению качества продукта технологии, исключению образования сточных вод, подлежащих очистке перед сбросом) и пр.
В соответствии с этими принципами в нижеследующей таблице 2.3 приведены сведения об уровне сложности различных технологий (в баллах) с применением электрохимической активации.
Таблица 2.3.
Шкала сложности процессов с использованием техники и технологии электрохимической активации.
Баллы
Наименование технологии
0-1
Синтез электрохимически активированных стерилизующих, моющих и дезинфицирующих растворов типа А, К, АН, АНК с минерализацией от 2,5 до 5 г/л и технологии их практического использования (обработка оборудования, инструментов, помещений, белья в госпиталях, обеззараживание питьевой воды, воды в плавательных бассейнах, очистка сточных вод, дезинфекция и мойка в птицеводстве, животноводстве, кормопроизводстве, в т ч при силосовании кормов.
1-2
Синтез электрохимически активированных стерилизующих, моющих и дезинфицирующих растворов типа АН, АНК, КН с минерализацией менее 2,5 г/л и технологии их практического использования.
2-3
Синтез электрохимически активированных стерилизующих, моющих и дезинфицирующих растворов типа АНД с минерализацией менее 2,5 г/л и технологии их практического использования. Технологии обеззараживания питьевой воды без увеличения ее минерализации (без ввода электрохимически активированных биоцидных растворов с более высокой минерализацией), синтез электрохимически активированных стерилизующих растворов, в которых основными биоцидными агентами являются надуксусная кислота, пероксокарбонаты щелочных металлов.
3-4
Технологии очистки питьевой воды от ионов тяжелых металов, гербицидов, пестицидов, детергентов, фенолов, тригалометанов, технологии производства пороха, технологии полирования зеркал для лазеров из монокристалла кремния
4-5
Технологии очистки питьевой воды от взвешенных частиц, нефтепродуктов, смолистых и гумусовых веществ, технологии производства бумаги, технологии изготовления керамических изделий, стекла, хрусталя, технологии приготовления цементных и бетонных растворов, промышленные технологии получения хлора, диоксида хлора, гидроксида натрия, кислорода, водорода, хлористоводородной кислоты.
5-6
Технологии умягчения и опреснения питьевой воды, технологии повышения эффективности процессов опреснения воды методом ионного обмена, обратного осмоса, технологии повышения чувствительности рентгеновской и фотопленки, интенсификация процессов производства синтетических каучуков, технологии применения ЭХА в производстве бумаги, во флотационном методе извлечения золота, алмазов, в процессах подземного выщелачивания урана.
6-7
Технология стерилизации гемосорбента для лечения рассеянного атеросклероза, технология получения и применения растворов для стерилизации контактных линз, технологии интенсификации процесса пиролиза углеводородного сырья, технологии химической металлизации диэлектриков в процессах изготовления печатных плат, технологии применения ЭХА в процессах производства изделий микроэлектроники, технологии электрохимического получения холода.
7-8
Технологии синтеза и применения азотных удобрений из воздуха и воды, технология бесконтактного регулирования рН и ОВП инфузионных лечебных растворов (процесс ИНФУСТАТ), технология кондиционирования рыбъего жира, кулинарного жира, растительного масла.
8-9
Технологии регулирования рН и ОВП диализного раствора в процессе гемодиализа, технологии регенерации воздуха в замкнутых объемах (космические корабли, подводные лодки), технология дефолиации хлопчатника, технология получения стерильной апирогенной воды.
9-10
Технология получения биоцидных лакокрасочных покрытий, технологии получения и применения биоцидных экологически чистых растворов для борьбы с тепличной белокрылкой, галловой нематодой, другими вредителями и болезнями растений, технологии утилизации лигнина с получением бензола.
