隨著工業(yè)的發(fā)展，水源受各種有機(jī)物的污染增加，供水系統(tǒng)傳統(tǒng)的加氯消毒方法已被發(fā)現(xiàn)會形成對人體有害的物質(zhì)。于是，研究新的替代殺菌手段日益成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和重要發(fā)展方向。從30年代起就有用電殺菌的報(bào)道，但作用機(jī)理至今仍不清楚。理論上的欠缺，在實(shí)際中表現(xiàn)為微電解水箱自潔消毒器、水箱消毒器、水箱自潔器設(shè)備效果不穩(wěn)定和耗電量過大等問題，阻礙了推廣應(yīng)用。現(xiàn)有的商品化的各種電消毒水處理器，多是在添加了氯化鈉等電解質(zhì)后，電解產(chǎn)生二氧化氯和次氯酸鈉等殺菌劑。石家莊凌卓環(huán)保設(shè)備有限公司采用不同陽極材料，研制了新型微電解水箱自潔消毒器、水箱消毒器、水箱自潔器等水處理器，可以在不影響水質(zhì)的情況下達(dá)到殺菌滅藻的效果。

1　機(jī)理實(shí)驗(yàn)

采用高溫?zé)峤庋趸ㄑ兄瞥鲆遭伆寤蜮伆魹榛w，表面為含銥等貴金屬氧化物涂層的陽極。該類電極催化產(chǎn)生殺菌性活性物質(zhì)的能力強(qiáng)，電解過程中自身不溶解，電流密度1 A/ cm2強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的壽命> 33000 min ，超過釕電*化實(shí)驗(yàn)壽命≥800 min和銥電極壽命≥3000 min。

根據(jù)上述殺菌機(jī)理，石家莊凌卓環(huán)保設(shè)備有限公司研制出實(shí)用的微電解水箱自潔消毒器、水箱消毒器、水箱自潔器等水處理器。配水時(shí)，自來水經(jīng)活性炭過濾再流入水箱。原水細(xì)菌總數(shù)在105—106個/ mL范圍。水流由離心式水泵提供，用流量計(jì)控制流量。使用的處理器為平板型或圓柱型，陽極采用有涂層的鈦板或鈦棒，陰極采用不銹鋼。額定流量均為1 m3/ h，水流從微電解水箱自潔消毒器、水箱消毒器、水箱自潔器水處理器的下部流入上部流出。

電流密度與殺菌效果　處理含不同菌種的原水，電流密度對殺菌效果的影響：隨著電流密度的增加，處理水中存活的細(xì)菌總數(shù)迅速減少，電流密度 5 mA/ cm2以上，大腸桿菌和一般細(xì)菌的活菌數(shù)減少到100個/ mL以下。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，繼續(xù)增大電流密度，可以將芽孢殺死。雖然電流密度越大殺菌效果越好，但電流密度增大后，陽極析出的氧氣量也大量增加，一方面氧氣是無殺菌作用的副產(chǎn)品，另一方面氣泡運(yùn)動影響了離子的導(dǎo)電能力，使水中電阻增大，電耗增加。

停留時(shí)間與殺菌效果　在電流密度5 mA/ cm2的條件下，水流在處理器內(nèi)部的停留時(shí)間對殺菌效果的影響：停留時(shí)間少于8 s時(shí)，殺菌率開始滑落。實(shí)用的處理器設(shè)計(jì)停留時(shí)間為10 s，停留時(shí)間縮短意味著流速加快，單位體積水通過的電量，即注入的殺菌活性物質(zhì)減少，因此引起殺菌效果降低。

陽極工作面積與微電解水箱自潔消毒器、水箱消毒器、水箱自潔器處理器水容積之比與殺菌效果　為了考察陽極工作面積與處理器內(nèi)水容積之比 (cm2/ cm3) ，采用圓柱式處理器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。不銹鋼外殼為陰極，內(nèi)徑 70 mm。長850 mm，中心陽極棒直徑 50 mm (不同長度)。當(dāng)當(dāng)總電流4 A時(shí)，處理水中存活的細(xì)菌數(shù)隨極水比的變化曲線存在極值。極水比0. 6—0. 7，處理水中存活細(xì)菌數(shù)較多，殺菌效果差。總電流增加到6 A，水中存活細(xì)菌數(shù)隨極水比增加而線性減少。總電流8 A以上，各種極水比時(shí)細(xì)菌都幾乎全被殺滅。可以認(rèn)為，總電流較小時(shí)，因電極電位較低，達(dá)不到產(chǎn)生足夠活性物質(zhì)的要求，造成一次通過的殺菌效率不高。增加陽極面積能加大與細(xì)菌接觸的幾率，而減少陽極面積能增加電流密度提高電極電位產(chǎn)生出活性物質(zhì)，兩者都能提高殺菌效果。總電流提高到6 A，電極電位已保證產(chǎn)生殺菌活性物質(zhì)但量不夠充分，根據(jù)法拉弟定律，電流和通電時(shí)間一定時(shí)電解產(chǎn)生的活性物質(zhì)的量是一樣的。接觸殺菌仍起一定的作用，殺菌效果隨電極面積的增加而提高。總電流8 A以上，產(chǎn)生的活性物質(zhì)足以將水中細(xì)菌殺滅，所以接觸面積的影響可以降低。

結(jié)論

(1) 微電解水箱自潔消毒器、水箱消毒器、水箱自潔器電解產(chǎn)生的活性物質(zhì)對殺菌起到關(guān)鍵性的作用。

(2)以鈦為基體，外涂多種貴金屬氧化物薄層的陽極可催化產(chǎn)生以活性氧為主的殺菌活性物質(zhì)。

(3)提高電流密度和增加停留時(shí)間和適當(dāng)增加陽極面積與水容積比值可以提高微電解水箱自潔消毒器、水箱消毒器、水箱自潔器殺菌能力。

(4)水流10s單程通過微電解水箱自潔消毒器、水箱消毒器、水箱自潔器處理器，殺菌率99. 99 %以上，耗電量0.1 kW?h/ m3左右。