CN109516528A - 一种去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置 - Google Patents

一种去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于高级氧化技术应用领域，涉及一种去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，包括：氧化装置壳体，氧化装置壳体的一端设有进水口，另一端设有出水口；氧化装置壳体的内部分别设有瓜果蔬菜放置区、与瓜果蔬菜放置区相连的反应区；进水口和出水口之间通过管道连接有循环加压泵。该高级氧化装置，通过高级氧化组件的电催化作用，生成具有强氧化性的活性物种，在循环加压泵的作用下，瓜果蔬菜中的农药残留分散到水溶液中，被活性物种氧化分解，从而达到去除农药残留的目的。

Description

一种去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置
技术领域
本发明属于高级氧化技术应用领域，涉及一种高级氧化装置，尤其涉及一种去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展，人们的生活水平也越来越高，人们不仅仅关注瓜果、蔬菜的营养成分，更加重视瓜果、蔬菜的质量安全问题。目前，瓜果、蔬菜大多采用温室、大棚等种植方式，在防治瓜果、蔬菜病虫害中，人们大量使用农药。到目前为止，世界上化学农药年产量近200万吨，约有1000多种人工合成化合物被用作杀虫剂、杀菌剂、杀藻剂、除虫剂、落叶剂等类农药。农药尤其是有机农药大量施用，造成严重的农药污染问题，成为对人体健康的严重威胁。而且由于土地和农药的连续使用，使得瓜果、蔬菜中的农药残留量超标问题突出。农药进入粮食、蔬菜、水果、鱼、虾、肉、蛋、奶中造成食物污染，危害人的健康。一般有机氯农药在人体内代谢速度很慢，累积时间长。有机氯在人体内残留主要集中在脂肪中。如DDT在人的血液、大脑、肝和脂肪组织中含量比例为1:4:30:300；狄氏剂为1:5:30:150。由于农药残留对人和生物危害很大，各国对农药的施用都进行严格的管理，并对食品中农药残留容许量作了规定。如日本对农药实行登记制度，一旦确认某种农药对人畜有害，政府便限制或禁止销售和使用。
残留性农药在瓜果、蔬菜中的残存形式有两种：一种是保持原来的化学结构；另一种以其化学转化产物或生物降解产物的形式残存。由于其化学性质稳定和具有生物毒性，难以被传统的包括臭氧在内的氧化剂完全矿化，因此传统的臭氧氧化工艺无法满足处理要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，在高级氧化电极组件的作用下，在连续流动的溶液中不断地生成羟基自由基，同时连续不断地将瓜果蔬菜的农药残留去除，最后将农药残留去除后的瓜果、蔬菜与溶液分开，溶液继续循环使用，不存在二次污染的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，包括：氧化装置壳体，所述氧化装置壳体的一端设有进水口，另一端设有出水口；所述氧化装置壳体的内部分别设有瓜果蔬菜放置区、与瓜果蔬菜放置区相连的反应区；所述进水口和出水口之间通过管道连接有循环加压泵。
进一步地，所述反应区包括若干个反应槽，所述反应槽的槽边设置有钛导电棒，所述反应槽的内部设置有隔膜；所述隔膜将反应槽分隔成上下两个区域，所述隔膜的下方区域设置有高级氧化电极组件。
进一步地，所述进水口通过进水管道与自来水相连，所述进水管道上设置有进水阀门。
进一步地，所述去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，还包括缓冲池，所述出水口还通过管道与缓冲池连接。
进一步地，所述缓冲池通过管道经循环加压泵与进水口连接，实现水溶液的循环使用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过高级氧化组件的电催化作用，生成具有强氧化性的活性物种，在循环加压泵的作用下，瓜果蔬菜中的农药残留分散到水溶液中，被活性物种氧化分解，从而达到去除农药残留的目的。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置的结构示意图；
图2为本发明提供的反应槽的截面图。
其中：1为进水口；2为瓜果蔬菜放置区；3为反应区；4为氧化装置壳体；5为出水口；6为循环加压泵；7为钛导电棒；8为高级氧化电极组件；9为隔膜；10为反应槽。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1-2所示，本发明提供了一种去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，包括：氧化装置壳体4，氧化装置壳体4的一端设有进水口1，另一端设有出水口5；氧化装置壳体4的内部分别设有瓜果蔬菜放置区2、与瓜果蔬菜放置区2相连的反应区3；进水口1和出水口5之间通过管道连接有循环加压泵6。
进一步地，反应区3包括若干个反应槽10，反应槽10的槽边设置有钛导电棒7，反应槽10的内部设置有隔膜9；隔膜9将反应槽10分隔成上下两个区域，隔膜9的下方区域设置有高级氧化电极组件8。
进一步地，进水口1通过进水管道与自来水相连，进水管道上设置有进水阀门。
进一步地，该去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，还包括缓冲池，出水口5还通过管道与缓冲池连接。
进一步地，缓冲池通过管道经循环加压泵6与进水口1连接，实现水溶液的循环使用。
由于传统臭氧的氧化还原电位为2.07V，对于有机农药残留物存在选择性，不能将有机污染物彻底矿化；而本发明提供的去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，其中高级氧化电极组件产生的活性物种，羟基自由基的氧化还原电位为2.8V，氧化能力极强，能氧化几乎所有的有机物，且能够彻底将有机物矿化为CO2和H2O。羟基自由基的产生，来自于高效的电催化氧化反应中，本发明采用新型DSA阳极或钛镀Pt阳极作为电催化氧化反应阳极，在外加电场的作用下产生大量的羟基自由基，将分散在循环系统中农药残留污染物降解去除。农药残留主要包括一些结构稳定的有机物，比如酚类有机物，其化学结构中存在苯环，性质非常稳定。研究人员采用高级氧化装置降解苯酚发现，苯酚被降解的历程如图1所示：
该装置不仅可以将稳定的农药残留物质分解矿化，还具备杀菌消毒的作用。利用自来水清洗蔬菜、瓜果过程中，自来水中含有的氯离子，会在电化学反应过程中生成强氧化性的次氯酸根；阳极还存在生成臭氧反应。臭氧和次氯酸都对微生物、细菌有很好的灭火作用。其反应原理，在电解过程中阳极发生如下反应：
2Cl--2e-→Cl2
Cl2+H2O→HClO+HCl
3H2O-6e-→O3+6H+
OH-离子扩散到阳极周围的液层中，进一步反应生成氯酸。
HClO+OH-→H2O+ClO-
12ClO-+6H2O-12e→4HClO3+8HCl+3O2
因此，与其它氧化法相比，电化学高级氧化过程具有以下特点：(1)产生大量非常活泼的·OH，·OH是反应的中间产物，可诱发后面的链反应；(2)·OH无选择直接与农药残留物质反应将其降解为二氧化碳、水和无害盐，不会产生二次污染；(3)由于它是一种物理-化学处理过程，很容易加以控制，以满足处理需要；(4)它产生的活性物种臭氧、氯酸等对微生物、细菌具备很好的灭活作用。
本发明提供的去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，在实际使用时，其具体的工作过程如下：进水口1接入自来水，在瓜果蔬菜放置区2放入适量的蔬菜瓜果，当整个氧化装置内充满自来水后，关闭进水阀门。然后启动反应区高级氧化组件8和循环加压泵6的电源，通过高级氧化组件8的电催化作用，生成具有强氧化性的活性物种(·OH)在循环加压泵6的作用下，蔬菜、瓜果中的农药残留分散到水溶液中，被活性物种氧化分解，从而达到去除农药残留的目的。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，其特征在于，包括：氧化装置壳体(4)，所述氧化装置壳体(4)的一端设有进水口(1)，另一端设有出水口(5)；所述氧化装置壳体(4)的内部分别设有瓜果蔬菜放置区(2)、与瓜果蔬菜放置区(2)相连的反应区(3)；所述进水口(1)和出水口(5)之间通过管道连接有循环加压泵(6)。
2.根据权利要求1所述的去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，其特征在于，所述反应区(3)包括若干个反应槽(10)。
3.根据权利要求2所述的去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，其特征在于，所述反应槽(10)的槽边设置有钛导电棒(7)，所述反应槽(10)的内部设置有隔膜(9)；所述隔膜(9)将反应槽(10)分隔成上下两个区域，所述隔膜(9)的下方区域设置有高级氧化电极组件(8)。
4.根据权利要求1所述的去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，其特征在于，所述进水口(1)通过进水管道与自来水相连，所述进水管道上设置有进水阀门。
5.根据权利要求1所述的去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，其特征在于，还包括缓冲池，所述出水口(5)还通过管道与缓冲池连接。
6.根据权利要求5所述的去除瓜果蔬菜农药残留的高级氧化装置，其特征在于，所述缓冲池通过管道经循环加压泵(6)与进水口(1)连接。
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