CN111533327A - 一种用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明通过电解水制备含有具有较高的氧化还原电位的氧化剂(O3、H2O2、HClO、ClO2、ClO、Cl)等的水,即采用低压直流电源,调节水的电导率在100~1200μs/cm范围内,制备生成PH值在3.5~9.5范围内、利用碘量法测定氧化剂浓度在1~500ppm范围内的超氧化水,该超氧化水经过高压喷雾或超声波加湿器可制成颗粒度在10~50μm范围内的雾滴,可对空气灭菌杀毒,也可与各种水但不限于:自来水、地下水和江湖水制成可饮用的净化无菌水。本发明还公开了制备超氧化水的设备系统原理。

Description

一种用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法及其应用
技术领域
本发明用于改善水质和环境的超氧化水制备方法和应用,属水净化技术领域。
背景技术
国家经济政策开明,科学技术日新月异,各行各业都得到长足的飞速发展的同时,也带来很多负面的影响,农牧业方面,化肥的大量使用、农药的过度使用使农作物尤其是蔬菜水果农药残留不断增多,土壤营养质量破坏严重,养殖业如生猪和鸭鸡由于环境细菌病毒日益严重,导致疫苗、兽药和激素的使用过量,失去原来的味道;环境保护方面,随着社会需求的快速增加,社会资源超负荷运行,原有生态遭到严重伤害,使人们生活的环境出现各种异味、病菌和雾霾,严重影响人们身心健康;日常生活方面,由于水质和食材的污染,促使人们对水和食材进行各种处理以满足要求;在医疗卫生方面,尤其是传染医院和传染病区的环境、器具、人体等所携带的病毒和细菌都需要严格洗消,消毒药剂对人体和环境影响十分严重,所有这些都需要能够杀灭细菌和病毒且又不影响环境、土壤和人的药剂。
养殖业的快速发展越来越集约化、规模化、专业化,各大养殖企业尤其是养猪、养鸭、养鸡企业,都是以“公司+农户”的模式使养殖业逐渐发展壮大,也带动农村养殖户的富裕。但随着养殖规模和范围的扩大,各种疾病和对环境的污染也逐渐成为公司和养殖户成功与否的关键,养殖业的瘟疫等疾病时常令公司和养殖户损失惨重,而环境保护要求越来越严格,使养殖成本逐渐增高,治理养殖环境成为刻不容缓的当务之急,而养殖业最大的问题是环境和水质,养殖场是密闭的空间环境,虽然有强制通风设备,但由于空间太大,空气流通远远达不到净化要求,四壁和空间细菌和病毒滋生,导致养殖动物常发呼吸道疾病;养殖动物饮用水同样是养殖公司和养殖户的心中的隐患,养殖动物的肠道疾病伴随着养殖公司和养殖户的心,而本技术的低压直流电解制备的超氧化水能够很好地解决这个问题。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种能够用于养殖业改善水质和环境的超氧化水制备方法和应用,用以帮助养殖公司和养殖户改善养殖空间环境和养殖饮用水的洁净改善,为减少养殖动物疾病,提高养殖产量奠定基础。
为实现上述发明目的,本发明通过如下技术方案来完成:一种用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法,所述该制备方法包括如下步骤:
(1)水预处理:将原水通过软化调整电导率:该流程是原水输送至反渗透超滤软化系统,并在线电导率检测仪连续测量经过超滤软化后水的电导率,通过比例控制系统控制加电解液系统使经过软化的水的电导率达到设定值;所述该设定值是原水经过该系统后成为电导率小于400μs/cm纯净水,软化水硬度降至200ppm以下,软化后水的电导率40μs/cm,硬度小于20ppm,这样能够有效去除水中的钙镁离子,有利于电解电极的长期、高效工作;
(2)电解水的处理:经过反渗透超滤软化具有上述硬度的水,经电导率在线检测仪检测和控制添加电解液使电导率达到300~1200μs/cm,所述该添加电解液使软化后的水的电导率 500~800μs/cm;所述的调节电导率的电解液为卤化物、硫酸盐、硝酸盐、碱液中的至少一种溶液,
(3)电解制备超氧化水:所述经过步骤(1)后的软化水,按照一定的流速流经具有析氧功能的电极的电解槽,在低压直流电3~36V作用下,制得具有一定的氧化能力的水,该水利用碘量法测定其氧化剂浓度应在2~600ppm,并且PH值范围在3.5~9.0内。
作为优选:所述步骤(2)中电解液为卤化物溶液,该卤化物为氯化钠。
作为优选:所述步骤(3)中软化水的流速范围为2~1500l/h。
作为优选:述步骤(3)中电解槽中的低电压直流电电压范围2~36V,电流2~1200A。
作为优选:所述电压参数2~12V和电流参数2~800A。
作为优选:所述步骤(3)中具有析氧功能的阳极电极是一种具有涂层的电极,该涂层是在钛板上镀制烧结而成的多种氧化物组成的膜层,该膜层主要有以下的金属和氧化物,主要由Pt、 MnO2、RuO、TiO2、PbO、SnO2、Sb2O3、CeO2、TaO2、Ir2O3、VO2等两种或两种以上的混合物。
作为优选:所述膜层为TiO2\TaO2\Ir2O3或SnO2\Sb2O3\Ir2O3两组,并且通过往复刷涂二十余次,并在温度580℃烧结而成。
本发明所述的方法制得的超氧化水机理如下:
阳极反应:
2Cl-+2e→Cl2↑ (1)
12OH-+12e→2O3↑+6H2O (2)
4OH-+4e→O2↑+2H2O (3)
4OH-+4e→2O*+2H2O (4)
阴极反应:
2H+-2e→H2↑ (5)
中间反应:
O2+2H++2e→H2O2 (6)
Cl2+H2O→H++Cl-+HClO (7)
Cl2+2O*→2ClO2↑ (8)
Cl2+2O2→2ClO2↑ (9)
O2+O*→O3↑ (10)
所述上述反应机理可知,反应水溶液中存在O3、O2、H2O2、HClO、ClO2、ClO-、Cl-,而反应所产生的O3、O2、ClO2部分溢出水外,H2则全部溢出水外,上述溶解在水中的物质的氧化电位O3=2.07V,H2O2=1.77V,HClO/Cl2(H+)=1.63V,O2=1.229V,ClO2=0.95V, ClO-/Cl-(H2O)=0.89V,所述上述溶解在水中的物质都是具有很强的氧化能力的氧化物。
本发明所述方法制备的超氧化水在环境空间净化和饮用水净化方面的领域具有较好的应用前景。
按照本发明上述方法制备的超氧化水是具有优秀的氧化能力,也具有良好的杀菌灭毒的作用,其灭菌杀毒机理是:氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶,使细菌灭活死亡;直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞器和DNA、RNA,阻断蛋白质合成,导致细菌或病毒死亡;透过细胞膜组织,侵入细胞内,作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
图2为生猪死亡数柱状图。
图3为杀菌实验检测结果表。
图4为空气杀菌检测表。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍:图1所示,本一种用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法,所述该制备方法包括如下步骤:
(1)水预处理:将原水通过软化调整电导率:该流程是原水输送至反渗透超滤软化系统,并在线电导率检测仪连续测量经过超滤软化后水的电导率,通过比例控制系统控制加电解液系统使经过软化的水的电导率达到设定值;所述该设定值是原水经过该系统后成为电导率小于 400μs/cm纯净水,软化水硬度降至200ppm以下,软化后水的电导率40μs/cm,硬度小于20ppm,这样能够有效去除水中的钙镁离子,有利于电解电极的长期、高效工作;
(2)电解水的处理:经过反渗透超滤软化具有上述硬度的水,经电导率在线检测仪检测和控制添加电解液使电导率达到300~1200μs/cm,所述该添加电解液使软化后的水的电导率 500~800μs/cm;所述的调节电导率的电解液为卤化物、硫酸盐、硝酸盐、碱液中的至少一种溶液,
(3)电解制备超氧化水:所述经过步骤(1)后的软化水,按照一定的流速流经具有析氧功能的电极的电解槽,在低压直流电3~36V作用下,制得具有一定的氧化能力的水,该水利用碘量法测定其氧化能力应在2~600ppm,并且PH值范围在3.5~9.0内。
作为优选:所述步骤(2)中电解液为卤化物溶液,该卤化物为氯化钠。
作为优选:所述步骤(3)中软化水的流速范围为2~1500l/h。
作为优选:述步骤(3)中电解槽中的低电压直流电电压范围2~36V,电流2~1200A。
作为优选:所述电压参数2~12V和电流参数2~800A。
作为优选:所述步骤(3)中具有析氧功能的阳极电极是一种具有涂层的电极,该涂层是在钛板上镀制烧结而成的多种氧化物组成的膜层,该膜层主要有以下的金属和氧化物,主要由Pt、 MnO2、RuO、TiO2、PbO、SnO2、Sb2O3、CeO2、TaO2、Ir2O3、VO2等两种或两种以上的混合物。
作为优选:所述膜层为TiO2\TaO2\Ir2O3或SnO2\Sb2O3\Ir2O3两组,并且通过往复刷涂二十余次,并在温度580℃烧结而成。
本发明所述的方法制得的超氧化水机理如下:
阳极反应:
2Cl-+2e→Cl2↑ (1)
12OH-+12e→2O3↑+6H2O (2)
4OH-+4e→O2↑+2H2O (3)
4OH-+4e→2O*+2H2O (4)
阴极反应:
2H+-2e→H2↑ (5)
中间反应:
O2+2H++2e→H2O2 (6)
Cl2+H2O→H++Cl-+HClO (7)
Cl2+2O*→2ClO2↑ (8)
Cl2+2O2→2ClO2↑ (9)
O2+O*→O3↑ (10)
所述上述反应机理可知,反应水溶液中存在O3、O2、H2O2、HClO、ClO2、ClO-、Cl-,而反应所产生的O3、O2、ClO2部分溢出水外,H2则全部溢出水外,上述溶解在水中的物质的氧化电位O3=2.07V,H2O2=1.77V,HClO/Cl2(H+)=1.63V,O2=1.229V,ClO2=0.95V, ClO-/Cl-(H2O)=0.89V,所述上述溶解在水中的物质都是具有很强的氧化能力的氧化物。
本发明所述方法制备的超氧化水在环境空间净化和饮用水净化方面的领域具有较好的应用前景。
本发明含有的所述的氧化剂并按照上述方法制作的超氧化水,使用碘量法测量氧化剂的浓度在2~600ppm,本发明优先制作浓度在3~300ppm;用于饮用水净化杀毒灭菌的浓度在 2~15ppm,优先制作或使用浓度5~10ppm;用于喷雾净化空间杀毒灭菌的浓度在15~35ppm,优先制作或使用浓度范围20~30ppm;
本发明方法制作的含有所述的氧化剂的超氧化水的酸碱度PH值优先范围在4.5~7.5,更加有限范围在5.5~7.0;
按照本发明上述方法制备的超氧化水是具有优秀的氧化能力,也具有良好的杀菌灭毒的作用,其灭菌杀毒机理是:氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶,使细菌灭活死亡;直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞器和DNA、RNA,阻断蛋白质合成,导致细菌或病毒死亡;透过细胞膜组织,侵入细胞内,作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。具体表现详见表1:
如图2所示;该试验是采用悬菌法测定超氧化水对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、鸡白痢沙门氏菌、白色念珠菌等的杀菌能力,检测菌浓度5×105CFU/ml,作用时间5min,
(2)环境空间净化的方法
利用本发明制备的超氧化水由于含有上述具有较高的氧化电位的氧化剂,使该超氧化水具有了快速杀菌灭毒的功能,可优先用于环境空间灭菌杀毒净化的作用,具体要求如下,但不限于如下所述。
(2-1)本发明所述的空间是一个封闭或半封闭的空间,如养猪啥和养鸭舍;
(2-2)在本发明所述的空间内布置许多高压喷雾管道和高压喷雾喷嘴,高压管道耐高压值不小于10MPa,高压喷嘴雾化颗粒度不大于100μm,优先考虑雾化颗粒不大于30μm,更优先考虑喷嘴雾化颗粒不大于10μm;喷嘴结构是60°至120°的中空锥体,优选120°的中空锥体;
(2-3)本发明所述使用的增压泵的泵压应大于50MPa,优先考虑大于70MPa;
(2-4)本发明所述的喷雾喷嘴布局要求每个喷嘴管理面积在2~20m2,优先选择在2~10m2,更加优选在3~6m2
(2-5)本发明所述的环境空间净化所使用的超氧化水的浓度在15~35ppm,本发明优先考虑超氧化水的浓度20~30ppm;
(2-6)按照本发明(2-1)至(2-5)步骤要求搭建的喷雾系统为达到杀菌灭毒的长效机制,保持良好的生存环境,本发明确定的喷雾时间和次数,包括但不限于每次喷雾时间不小于 5min,喷雾间隔不大于72h,连续喷雾;本发明优选于每次喷雾时间10min,喷雾间隔10~15h,连续喷雾;更优于喷雾时间15min,喷雾间隔4~5h,连续喷雾。
(3)饮用水的净化方法
利用本发明制备的超氧化水由于含有上述具有较高的氧化电位的氧化剂,使该超氧化水具有了快速杀菌灭毒的功能,可优先用于饮用水灭菌杀毒净化的作用,具体要求如下,但不限于如下所述。
(3-1)本发明所述的饮用水原水是地表水、地下水、江河湖泊水以及雨水,或者城市自来水;
(3-2)本发明所述的饮用水的原水是经过初步净化和高级过滤净化后的水;
(3-3)本发明所述的用于净化饮用水的超氧化水的浓度是2~300ppm,可采取以下两种方案实施:其一是高浓度超氧化水按照一定比例与待净化的原水混合,混合前超氧化水浓度不低于200ppm,优选于超氧化水浓度不低于250ppm,混合后远端的饮用水中氧化剂浓度含量在 3~20ppm,优选于氧化剂浓度在5~15ppm,更优选氧化剂浓度在5~10ppm;其二是直接电解饮用水的原水,使远端饮用水中氧化剂含量达到不低于3~20ppm,优选于浓度在5~15ppm,更优选浓度在5~10ppm之间;
(3-4)本发明(3-3)所述的方案一的混合方法可以使用流量计精确计量混合,也可以采取比例混合器的方式使两种水混合并使混合后的浓度达到与其设定值。
4、具体实施实例
实施实例1:
某猪场:存栏母猪1000余头,年仔猪出栏量20000头,用水量70m3/d左右,其中怀孕舍带猪消毒,分娩舍提供洁净饮水。猪场初现非洲猪瘟病毒,已经开始发病,厂方要求紧急援助;根据该猪场的实际及紧急情况,实施如下方案:
(实例1-1)根据本发明专利的内容,实现工艺流程:从饮用水储罐取水,添加超氧稳定剂后,输送至超氧化水制备设备,一方面将制备的超氧化水按照一定比例与原水混合输送给柱塞泵加压后送至猪舍喷头实施喷雾以对猪舍空间消毒灭菌,另一方面将制备的超氧化水按照一定比例与猪场饮用水混合,使混合后终端饮用水的含氧化剂浓度达到5~8ppm之间;
(实例1-2)过滤软化水设备:从饮用水储罐取水,经过过滤、软化系统,并通过在线检测水的电导率并在控制系统的控制下调整经过软化处理的饮用水电导率达到600μs/cm;该过滤软化系统的水软化处理能力1.5t/h,水的硬度达到小于150ppm(300μs/cm),
(实例1-3)超氧化水制备机:含有本专利所述的特殊涂层的电解阳极的超氧化水制备机,日产超氧化水20t/d,超氧化水的氧化剂的浓度不小于200ppm;
(实例1-4)比例混合装置A:选用液体流量计LC椭圆齿轮流量计两台,分别计量浓度为 200ppm超氧化水和原饮用水供给猪舍喷雾,超氧化水与原饮用水流量比例1:10,使喷雾的混合水中超氧化剂浓度为20ppm;
(实例1-4-1)在猪场的猪舍外,安装意大利产的XW30.25N型高压柱塞泵,该高压柱塞泵泵量30l/min,泵压25MPa,电机功率14.1KW,该高压柱塞泵共全场猪舍喷雾的动力源,通过高压管道和高压阀门调节将超氧化水输送至各个猪舍;
(实例1-4-2)在猪场的猪舍内,布置直径9.52mm高压PE喷雾管道、由270套快装9.52mm 的120°的双喷嘴座和3/16的540只1510型陶瓷高压喷嘴组成的喷嘴系统,雾化颗粒直径 3~10μm;
(实例1-4-3)在各个猪舍内,在控制系统的控制下定时间间隔定时间喷雾,控制系统设定的喷雾的时间间隔5h,每次喷雾时间10min;
(实例1-5)比例混合装置B:选用液体流量计LC椭圆齿轮流量计两台,分别计量200ppm 超氧化水和原饮用水,用以供给猪舍猪只饮用;超氧化水与原饮用水的流量比例1:40,新猪只饮用水的超氧化剂浓度达到5ppm;
(实例1-6)项目正式实施后,猪场的疫情达到有效控制,死亡率从每天的72余头迅速降至5头,五天后达到正常水平;猪舍的空间的细菌和病毒降低90%,同时有效改善猪场的异味,提高了卫生等级;这是首次实现带猪消毒的操作,为绿色养猪奠定基础。见图2所示。
实施实例2:
某新建猪场:养殖规模年出栏量8万头生猪,正常生产母猪3200头,猪场日用水量280t/d,猪场定员63人,再进猪苗初期检测,发现非洲猪瘟病毒呈阳性,经排查发现是员工用餐购买的蔬菜携带的非洲猪瘟病毒,正常情况下蔬菜消毒采用戊二醛或过硫酸氢钾复合物清洗,长时间使用,员工出现胃部不适、恶心、呕吐等不良反应。拟实施使用小型超氧化水机制备超氧化水解决。
该小型超氧化水制备机器制水流程包括水泵、超级过滤、软化器、电解槽、100升储水罐和控制系统组成,同时电解槽和储水罐之间循环电解,经过30分钟后储罐中的超氧化水的浓度达到25ppm,已被餐厅洗消使用。
该超氧化水用于蔬菜瓜果洗涤、餐具厨具洗涤和餐厅厨房的空间消毒,经检测,非洲猪瘟病毒呈阴性,而且就餐人员的感觉很好,没有异样的感觉,身体不适也逐渐恢复,同时厨房餐厅的异味也消除。
实施实例3
某传染病医院,ICU病房,面积30m2,床位3张,要求房间内各种器具、床及床头柜、门和墙壁的细菌和病毒含量达到标准值以下,以往的消毒剂主要以次氯酸钠为主,对病患和医护人员的呼吸道伤害大
设备配置:超声雾化加湿器1台,智能恒湿控制,雾化能力3kg/h,储水能力16kg;超氧化水制水机,制超氧化水能力50l/h,浓度30ppm;将超氧化水注入超声雾化加湿器储水罐中,开启超声雾化加湿器,30分钟后分别在门把手、床栏、床头板和空气取样,检测结果各菌种均符合标准要求,详见表2。并且医护人员和患者在此期间,感觉舒适,无不良感受。
实施实例4:
(一)关于多次完整皮肤刺激实验:
一、材料和动物:
1.受试样品:超氧化水,30mg/L,透明液体,产品批号20191112,由杭州清薇科技有限公司提供,受试物为产品原形。
2、动物:日本大耳白兔,雄性,体重2.0~2.5kg,由黑龙江省哈尔滨市松北区万乐家兔养殖基地提供,合格证号:SCXK(黑)2015-003。
3、饲养环境:Ⅰ级动物房,温度23±2℃,湿度55±10%,SYXK(黑)2017-001。
二、方法:
1、检测依据:《消毒技术规范》(2002年版)第二部分2.3.3.3.3。
2、检测方法:试验前24小时,将3只试验动物背部脊柱两侧毛剪掉,去毛范围左、右各约 3cm×3cm。次日取受试物0.5mL涂抹于面积为2.5cm×2.5cm大小的一侧剪毛皮肤表面,另一侧剪毛作为对照。在涂抹后4小时,用温水清洗,除去残留物。每天一次,连续14天。在每次涂抹后24小时观察结果,判定皮肤刺激强度。必要时应剪毛。
三、结果:
经观察,在受试的14天中,实验动物未出现红斑、水肿现象,皮肤刺激指数为0。
四、结论:
超氧化水对家兔的皮肤刺激性反应(每天每只动物)积分均值为0,刺激强度属无刺激性。
(二)关于急性眼刺激实验:
一、材料和动物:
1.受试样品:超氧化水,30mg/L,透明液体,产品批号20191112,由杭州清薇科技有限公司提供,受试物为产品原形。
2、动物:日本大耳白兔,雄性,体重2.0~2.5kg,由黑龙江省哈尔滨市松北区万乐家兔养殖基地提供,合格证号:SCXK(黑)2015-003。
3、饲养环境:Ⅰ级动物房,温度23±2℃,湿度55±10%,SYXK(黑)2017-001。
二、方法:
1、检测依据:卫生部《消毒技术规范》(2002年版)2.3.4。
2、检测方法:试验前24h检查家兔双眼无异常后方可用于试验,将0.1mL受试样品滴入家兔左眼结膜囊内,被动闭合4s,30s后用生理盐水冲洗。右眼作为正常对照,用生理盐水冲洗。于滴眼后1h、24h、48h、72h用肉眼观察眼结膜、虹膜和角膜的损伤和恢复情况。并进行眼刺激强度评价。
三、结果:
每只家兔三个时间点角膜损伤等四方面的“平均积分”为:角膜损害<1、虹膜损害<1、结膜充血<2和结膜水肿<2。
四、结论:
该样品对家兔的眼刺激强度属无刺激性。
(三)关于急性经口毒性试验:
一、材料和动物:
1.受试样品:超氧化水,30mg/L,透明液体,产品批号20191112,由杭州清薇科技有限公司提供,受试物为产品原形。
2、动物:ICR小白鼠,由北京维通利华实验动物技术有限公司提供,体重18~22g,雌雄各半,合格证号:SCXK(京)2016-0006。
3、饲养环境:Ⅱ级动物房,温度23±2℃,湿度55±10%,SYXK(黑)2017-001。
二、方法:
1、检测依据:卫生部《消毒技术规范》(2002年版)2.3.1。
2、检测方法:试验前禁食16小时,不禁水。采用一次限量法。取受试样品15g加蒸馏水至 20mL,经口一次灌胃,按20mL/kg·BW给予受试物,染毒剂量为15000mg/kg·BW。连续观察14天,注意观察动物中毒的表现和死亡情况。
三、结果:
染毒经14天观察,试验动物无明显中毒表现和死亡。
四、结论:
该样品对试验动物小鼠急性经口半数致死量,雌、雄均为LD50>5000mg/kg·BW,属实际无毒。

Claims (9)

1.一种用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法,其特征在于所述该制备方法包括如下步骤:
(1-1)水预处理:将原水通过软化调整电导率:该流程是原水输送至反渗透超滤软化系统,并在线电导率检测仪连续测量经过超滤软化后水的电导率,通过比例控制系统控制加电解液系统使经过软化的水的电导率达到设定值;所述该设定值是原水经过该系统后成为电导率小于400μs/cm纯净水,软化水硬度降至200ppm以下,尤其是软化后水的电导率40μs/cm,硬度小于20ppm,这样能够有效去除水中的钙镁离子,有利于电解电极的长期、高效工作;
(1-2)电解水的处理:经过反渗透超滤软化具有上述硬度的水,经电导率在线检测仪检测和控制添加电解液使电导率达到300~1200μs/cm,所述该添加电解液使软化后的水的电导率500~800μs/cm;所述的调节电导率的电解液为卤化物、硫酸盐、硝酸盐、碱液中的至少一种溶液,
(1-3)电解制备超氧化水:所述经过步骤1后的软化水,按照一定的流速流经具有析氧功能的电极的电解槽,在低压直流电3~36V作用下,制得具有一定的氧化能力的水,该水利用碘量法测定其氧化能力应在2~600ppm,并且PH值范围在3.5~9.0内。
2.根据权利要求1所述的所述的用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法,其特征在于所述步骤(1-2)中电解液为卤化物,该卤化物为饱和的氯化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的所述的用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法,其特征在于所述步骤(1-3)中软化水的流速范围为2~1500l/h。
4.根据权利要求1所述的所述的用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法,其特征在于所述步骤(1-3)中电解槽中的低电压直流电电压范围2~36V,电流2~1200A。
5.根据权利要求4所述的所述的用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法,其特征在于所述电压参数2~12V和电流参数2~800A。
6.根据权利要求1所述的用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法,其特征在于所述步骤(1-3)中具有析氧功能的电极的阳极是一种具有涂层的电极,该涂层是在钛板上镀制烧结而成的多种氧化物组成的膜层,该膜层主要有以下的金属和氧化物,主要由Pt、MnO2、RuO、TiO2、PbO、SnO2、Sb2O3、CeO2、TaO2、Ir2O3、VO2等两种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求6所述的所述的用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法,其特征在于所述膜层为TiO2\TaO2\Ir2O3或SnO2\Sb2O3\Ir2O3两组,并且通过往复刷涂二十余次,并在温度580℃烧结而成。
8.根据权利可1所述的用于改善水质和环境用的超氧化水制备方法,其特征在于所述的方法制得的超氧化水机理如下:
阳极反应:
2Cl-+2e→Cl2↑ (1)
12OH-+12e→2O3↑+6H2O (2)
40H-+4e→O2↑+2H2O (3)
4OH-+4e→2O*+2H2O (4)
阴极反应:
2H+-2e→H2↑ (5)
中间反应:
O2+2H++2e→H2O2 (6)
Cl2+H2O→H++Cl-+HClO (7)
Cl2+2O*→2ClO2↑ (8)
Cl2+2O2→2ClO2↑ (9)
O2+O*→O3↑ (10)
所述上述反应机理可知,反应水溶液中存在O3、O2、H2O2、HClO、ClO2、ClO-、Cl-,而反应所产生的O3、O2、ClO2部分溢出水外,H2则全部溢出水外,上述溶解在水中的物质的氧化电位O3=2.07V,H2O2=1.77V,HClO/Cl2(H+)=1.63V,O2=1.229V,ClO2=0.95V,ClO-/Cl-(H2O)=0.89V,所述上述溶解在水中的物质都是具有很强的氧化能力的氧化物。
9.一种权利要求1-7之一所述的方法制备的超氧化水在环境空间净化和饮用水净化方面的应用。
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