微電解水箱自潔消毒器、水箱消毒器、水箱自潔器、水箱水處理機的電化學(xué)殺菌的基本原理是利用電場的物理作用和電解產(chǎn)物的化學(xué)作用進(jìn)行殺菌,前者為直接殺菌,后者為間接殺菌。直接殺菌是利用電場擊穿細(xì)胞膜,造成微生物細(xì)胞質(zhì)外流致死,或通過電極與微生物細(xì)胞之間的電子傳遞,擾亂其呼吸系統(tǒng)致死。微電解水箱自潔消毒器裝置為臥式,殺菌速度快、效率高、效果好,按水處理要求照射10秒鐘后,就可殺死水中病毒、細(xì)菌,殺菌率99.99%。水經(jīng)照射后,不會改變其物理、化學(xué)性質(zhì),也不會引起污染。操作簡單,使用方便,有不同流量的定型產(chǎn)品供用戶選用,只需要定期更換紫外線殺菌燈和清洗石英套管即可。此類裝置的吸附區(qū)為導(dǎo)電性吸附材料如活性炭、活性炭纖維等,對水中微生物進(jìn)行吸附,吸附區(qū)兩端為電極,施加電壓進(jìn)行殺菌。
氧化過電位高的陽極材料在高電流密度、低溫條件下可直接電解水產(chǎn)生O3(式8),這類高氧化過電位陽極材料主要有PbO2[19~21]、SnO2、玻璃碳、BDD等。前人發(fā)明的“三明治”結(jié)構(gòu)電極組件:金剛石陽極/固體聚合物/陰極,類似于質(zhì)子交換膜燃料電池的三合一膜電極組件,電極結(jié)構(gòu)緊湊,電流效率高,可用于電導(dǎo)率極低的水(如去離子水)電解產(chǎn)生O3。通過采用BDD/Nafion324/BDD電極結(jié)構(gòu)(BDD基體為金屬Nb),研究了電流密度、水流速、電導(dǎo)率等因素對電解O3產(chǎn)率和電流效率的影響,當(dāng)電流密度為153mA/cm2,水的流速為95L/h,電導(dǎo)率為1 μS/cm時,電解水生成O3的電流效率達(dá)到24%。前人采用類似的“三明治”電極結(jié)構(gòu),以多孔BDD為陰、陽極材料,研究了孔直徑、孔數(shù)、極板厚度以及總邊緣長度對電解水產(chǎn)生O3效率的影響。采用厚度為0.54mm的D10HN410電極(孔徑為1mm,孔數(shù)為410),在適宜的工藝條件下電解水產(chǎn)生O3的電流效率可達(dá)到47%。前人分別采用BDD、Pt、Ti/IrO2、Ti/RuO2、Ti/Pt-IrO2電極材料電解水生成O3,其中BDD電極的活性zui高。研究發(fā)現(xiàn)叔丁醇的加入可明顯抑制O3的生成,OH在BDD電解水生成O3的過程中起關(guān)鍵作用,O3可由O2和?O生成(式9,10)。