复极连续式电生功能水生成装置的设计和生产条件的优化

摘要

电生功能水是将溶液在一种特殊装置中经电场处理后，使溶液的有效氯浓度(ACC)、pH值、氧化还原电位(ORP值)等指标发生改变而产生的具有特殊功能的酸性离子水和碱性离子水的总称。复极连续式电生功能水装置，包括电源系统、稀盐酸溶液供给系统、电解混合装置、原水供给系统、酸性电生功能水排出管、检测系统、清洗系统和电生功能水装置架子；电源系统通过导线与电解混合装置内电解装置的接线柱连接；稀盐酸溶液供给系统与电解混合装置内电解装置的稀盐酸溶液注入口接头连接；电解混合装置包括电解装置和混合装置，电解装置安装在混合装置内，用电极螺栓和稀盐酸溶液注入口接头固定在混合装置底部内侧，且被混合装置内流动的原水包围；混合装置底部设有原水注入口接头；酸性电生功能水排出管与混合装置上部设有的酸性电生功能水排出管接头连接；检测系统包括检测管和流通池，并与酸性电生功能水排出管路并联连接；清洗系统的清洗阀与电解混合装置并联安装；综上所述，把电生功能水装置各部件安装在电生功能水装置架子的相应位置，由此完成电生功能水装置的试制。
　　 利用复极连续式电生功能水生成系统，研究了不同操作条件(电压、盐酸溶液供给量、原水pH值和盐酸溶液的浓度)对电生功能水中有效氯浓度、pH值及电导率的影响。试验结果表明，微酸性电生功能水中的有效氯浓度随着电压(3～5V)的增大而增大(p<0.01)，但pH值和电导率的变化不显著(p>0.05)；随着盐酸溶液供给量的增加，微酸性电生功能水中的有效氯的浓度和电导率也随之增加，而pH值随之降低(p<0.01)；随着原水的pH值的升高，微酸性电生功能水的pH值升高而电导率减小(p<0.01)，有效氯的浓度变化不显著(p>0.05)；微酸性电生功能水随着盐酸浓度的增加有效氯浓度、电导率随之增加，而pH值随之降低(p<0.01)。在单因素的基础上，利用响应面分析研究了不同操作条件(电压、盐酸溶液供给量、盐酸溶液浓度、盐酸溶液供给量)对电生功能水各指标(有效氯浓度、pH值、氧化还原电位、电导率)的影响，并且得到了电生功能水装置生产微酸性电生功能水的最优组合。试验结果表明，电压影响电生功能水的有效氯浓度；盐酸溶液的流量影响电生功能水的pH值；盐酸溶液的浓度和原水流量影响电生功能水的有效氯浓度、pH值、氧化还原电位、电导率。这些影响被线性或者二次性描述在下列模型中。此装置生产微酸性电生功能水的最优组合是电解电压4.4±0.1V、盐酸溶液的流量0.9±0.02L/h、盐酸溶液的浓度4％(w/w)、原水流量220L/h，生产出来电尘功能水的指标为有效氯浓度40±2mg/L、pH6.00±0.1、氧化还原电位970±20mV、电导率1250±30μS/cm。
　　 在试验室中，研究了不同指标的电生功能水对烟草黑胫病菌抑制率的影响。结果表明浸没时间对抑制率没有显著的影响(p>0.05)；在相同pH和浸没时间的条件下，电生功能水对烟草黑胫病菌的抑制率随着有效氯浓度和氧化还原电位的增大而增大(p<0.01)；当有效氯浓度高于60mg/L，微酸性电生功能水(pH6.06)和强酸性电生功能水(pH2.35)对烟草黑胫病菌的抑制率无显著差异(p>0.05)；通过试验得出，两次处理最好的时间间隔是48h；在接触时间30s，处理时间间隔为48h的条件下，微酸性电生功能水(pH6.06，ORP922mV，ACC90mg/L)对烟草黑胫病菌的抑制率高达50％。因此，本研究表明电生功能水可以作为一种较好的杀菌剂来代替传统的杀菌剂来抑制烟草黑胫病菌的发生和蔓延。