隨著工業(yè)的發(fā)展，水源受各種有機物的污染增加，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。于是，研究新的替代殺菌手段日益成為國內(nèi)外研究的熱點和重要發(fā)展方向。從30年代起就有用電殺菌的報道，但作用機理至今仍不清楚。理論上的欠缺，在實際中表現(xiàn)為微電解水箱自潔消毒器、水箱消毒器、水箱自潔器設備效果不穩(wěn)定和耗電量過大等問題，阻礙了推廣應用。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，可以在不影響水質的情況下達到殺菌滅藻的效果。

1　機理實驗

采用高溫熱解氧化法研制出以鈦板或鈦棒為基體，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)生殺菌性活性物質的能力強，電解過程中自身不溶解，電流密度1 A/ cm2強化實驗的壽命> 33000 min ，超過釕電*化實驗壽命≥800 min和銥電極壽命≥3000 min。

根據(jù)上述殺菌機理，石家莊凌卓環(huán)保設備有限公司研制出實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，自來水經(jīng)活性炭過濾再流入水箱。原水細菌總數(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，大腸桿菌和一般細菌的活菌數(shù)減少到100個/ mL以下。實驗結果表明，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，另一方面氣泡運動影響了離子的導電能力，使水中電阻增大，電耗增加。

停留時間與殺菌效果　在電流密度5 mA/ cm2的條件下，水流在處理器內(nèi)部的停留時間對殺菌效果的影響：停留時間少于8 s時，殺菌率開始滑落。實用的處理器設計停留時間為10 s，停留時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行實驗。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)。當當總電流4 A時，處理水中存活的細菌數(shù)隨極水比的變化曲線存在極值。極水比0. 6—0. 7，處理水中存活細菌數(shù)較多，殺菌效果差。總電流增加到6 A，水中存活細菌數(shù)隨極水比增加而線性減少。總電流8 A以上，各種極水比時細菌都幾乎全被殺滅。可以認為，總電流較小時，因電極電位較低，達不到產(chǎn)生足夠活性物質的要求，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，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)生殺菌活性物質但量不夠充分，根據(jù)法拉弟定律，電流和通電時間一定時電解產(chǎn)生的活性物質的量是一樣的。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)生的活性物質足以將水中細菌殺滅，所以接觸面積的影響可以降低。

結論

(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)生的活性物質對殺菌起到關鍵性的作用。

(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。

(3)提高電流密度和增加停留時間和適當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。