CN113652702A - 微酸性电解水消毒液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微酸性电解水消毒液及其制备方法。先向有隔膜电解槽的阳极室和阴极室分别通入氯化钠溶液，进行一级电解，得pH值为3.0～4.5的阳极电解液；再将所述阳极电解液和水通入到无隔膜电解槽，进行二级电解。得到的微酸性电解水消毒液的pH值可在4.0～6.5之间调节，有效氯浓度为可在10mg/L～500mg/L之间调节，具有优异的杀菌效果，对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀灭率高达99.9999％，对于白色念珠菌的杀灭率高达99.99％，低氯高效，且对人体安全。该制备方法仅使用非常容易获得而且极为安全的氯化钠溶液作为电解促进液，无需使用盐酸、操作简单，适合放大化生产。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，特别是涉及一种微酸性电解水消毒液及其制备方法。
背景技术
微酸性电解水，又称微酸性次氯酸水，是一种新型的环保消毒剂，于1995年引进中国，具有杀菌谱广、迅速、使用方便、成本低，对人体无毒副作用、腐蚀性小等优势，同时符合我国资源节约型、环境友好型的产业政策要求，在日本、韩国、美国、欧洲等国家，酸性氧化电位水也得到了广泛的应用。
当微酸性电解水的pH值为4～6.5时，溶液中的有效氯主要以次氯酸形式存在，杀菌能力很强。特别是当微酸性电解水的pH值接近中性(5.0～6.5)时，有效氯几乎完全以具有极强杀菌效果的次氯酸分子(HClO)存在，其杀菌能力是次氯酸根(ClO-)的80倍左右，对细菌的核酸、蛋白质或细胞膜具有极强的破坏作用。研究表明微酸性电解水具有与强酸性电解水和其他含氯消毒剂同等以上的杀菌能力，且贮存过程中有效氯浓度几乎不变化，杀菌效果稳定。相较于传统使用的消毒剂，如84、臭氧水、次氯酸钠或酒精，微酸性电解水有以下几个特征：不会引起食品中氯素(Cl2)残留的问题、不需再以清水冲洗而有节水效果、也不需担心错误的操作使用，不需要在意是否误食或皮肤接触，使用非常安全；最重要的是，不需要像次氯酸钠那样必须稀释到特定的浓度才能安全使用。
微酸性电解水要求达到以下的理化指标才能有优秀的杀菌效果：①pH值范围：4～6.5，优选为5.0～6.5，其中又以pH值在5.5～6.0范围最佳。②有效氯浓度：10～100mg/L，其中又以30mg/L～60mg/L的范围最佳。③残留氯离子：要求小于1000mg/L，这样确保消毒水没有腐蚀性。④保存期：大于6个月，具备长期稳定杀菌的效果。⑤无色无臭。
行业中制备次氯酸钠的方法是，直接将广泛价廉的工业盐或海水稀溶液通入次氯酸钠的发生器(一种无隔膜电解槽)中进行电解，通过如下反应得到产物。
(1)NaCl＝Na++C1-；(2)H2O＝H++OH-；
(3)阳极：2Cl--2e＝Cl2；(4)阴极：2H++2e＝H2；
在两个电极之间无离子交换隔膜时，生成物发生二次反应：
Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+2H2O。
如果采用类似次氯酸钠的发生器的方式，仅使用氯化钠溶液作为电解促进液，将氯化钠溶液通入无隔膜电解槽中进行电解，电解后的溶液，pH值会上升到8～10，达不到微酸性的指标。
而如果使用有隔膜电解槽电解氯化钠溶液，隔膜将有隔膜电解槽的槽体一分为二，分别为阳极室和阴极室。理论上氯气溶于水生成等摩尔的盐酸和次氯酸，氯离子仅有50％生成需要的次氯酸。在有隔膜电解槽的阳极室生成的氯在不同酸度下会以氯气、次氯酸分子或次氯酸盐共三种形态存在于溶液中，在pH值为4～6.5时溶液中主要以次氯酸形式存在，在pH值为2时溶液中次氯酸形态的氯降到80％以下，在pH值为1时仅有30％，此时生成的氯大部分以气态形式存在，当气态氯在水中的浓度超过其饱和浓度时便会从溶液中大量析出。在隔膜的作用下，阳极室中的氢离子浓度增大，往往会使得阳极室流出的溶液的pH值大大下降至4以下(一般为2～2.7)，远低于微酸性电解水的使用标准，形成一定的腐蚀性，使得酸性电解水无法安全应用。同时，有氯气析出，呈现明显氯味，以及保存期也会大大降低缩短至1周。这种情况下，若想避免出现pH大大下降，就需在阳极侧的电解液pH值为4～6.5时就停止电解。但是仅使用普通的有隔膜电解槽装置进行电解，当阳极侧的电解液pH值4～6.5时，得到的消毒液含有的有效氯浓度很低，远达不到实际消毒需要浓度。也就是说，仅以现有的普通有隔膜电解的方式生产消毒液，很难同时达到有效氯浓度为10～100mg/L和pH值为4～6.5的效果。
为了解决上述问题，日本和国内很多厂家采用无隔膜的电解技术，开发了专门生成电解微酸水的装置，原理如图1所示。采用的“电解促进液”为盐酸和氯化钠的混合溶液，这样电解出的微酸水可以满足所有理化指标。但是这样的电解促进液酸性极强，有一定的腐蚀性，对设备不利，在大量生产时消耗较多；而且，盐酸是国家禁止运输的液体，在生产过程中存在很大的危险性；盐酸的生产也会带来很大的环境问题，如何避免使用盐酸成为行业中的一个难题。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种无需使用盐酸、操作简单、安全的微酸性电解水消毒液的制备方法，得到低氯高效的微酸性电解水消毒液。
技术方案如下：
一种微酸性电解水消毒液的制备方法，包括如下步骤：
向有隔膜电解槽的阳极室和阴极室分别通入氯化钠溶液，进行一级电解，得pH值为3.0～4.5的阳极电解液；
向无隔膜电解槽中通入水和所述阳极电解液，进行二级电解。
在其中一个实施例中，所述向有隔膜电解槽的阳极室和阴极室分别通入氯化钠溶液的方法为：
向所述阳极室通入含有氯化钠的电解促进液I和水I；向所述阴极室通入含有氯化钠的电解促进液II和水II；
在所述含有氯化钠的电解促进液I中，所述氯化钠占所述电解促进液I的质量百分数为9％～27％；
在所述含有氯化钠的电解促进液II中，所述氯化钠占所述电解促进液II的质量百分数为9％～27％；
所述电解促进液I中氯化钠的质量百分数和所述电解促进液II中氯化钠的质量百分数相同。
在其中一个实施例中，在所述含有氯化钠的电解促进液I中，所述氯化钠占所述电解促进液I的质量百分数为15％～27％；
在所述含有氯化钠的电解促进液II中，所述氯化钠占所述电解促进液II的质量百分数为15％～27％。
在其中一个实施例中，控制所述含有氯化钠的电解促进液I和水I、所述含有氯化钠的电解促进液II和水II的流速，使所述阳极电解液的pH值为3.0～4.5。
在其中一个实施例中，所述电解促进液I的流速为所述水I的流速的0.15％～0.8％；
所述电解促进液II的流速为所述水II的流速的0.2％～0.9％；
所述水I和所述水II的流速比为1.5:1～3:1。
在其中一个实施例中，所述电解促进液I的流速为所述水I的流速的0.3％～0.7％；所述电解促进液II的流速为所述水II的流速的0.35％～0.8％。
在其中一个实施例中，所述水I和所述水II的流速比为1.5:1～2:1。
在其中一个实施例中，在向无隔膜电解槽中通入水和所述阳极电解液，进行二级电解的步骤中，所述阳极电解液的流速为水的流速的0.15％～0.8％。
在其中一个实施例中，所述一级电解的工艺参数为直流电压2V～10V，电流4A～10A；
所述二级电解的工艺参数为直流电压2V～10V，电流4A～10A。
本发明还提供一种由上述的微酸性电解水消毒液的制备方法得到的微酸性电解水消毒液。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的微酸性电解水消毒液的制备方法，采用二级电解方式，第一级使用一个有隔膜电解槽，对氯化钠溶液进行电解，在有隔膜电解槽阳极室得到pH为3.0～4.5的电解水，再将该电解水通入到无隔膜电解槽中，进行二次电解。该制备方法仅仅使用非常容易获得而且极为安全的氯化钠溶液作为电解促进液，无需使用盐酸、操作简单、安全，就可得到指标优异的微酸性电解水消毒液。
按照本发明的方法，得到的微酸性电解水消毒液的pH值可在4.0～6.5之间调节，有效氯浓度可在10mg/L～500mg/L之间调节，且表现出优异的杀菌效果，对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀灭率高达99.9999％，对于白色念珠菌的杀灭率高达99.99％，真正的低氯高效，且对人体安全。
附图说明
图1是背景技术中无隔膜电解盐酸和氯化钠的混合溶液制备微酸性电解水消毒液的流程图，
图2是本发明中采用二级电解方式制备微酸性电解水消毒液的流程图，
图3为实施例1得到的微酸性电解水消毒液的杀菌效果检测报告。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
微酸性电解水具有杀菌谱广、迅速、使用方便、成本低，对人体无毒副作用、腐蚀性小等优势，同时符合我国资源节约型、环境友好型的产业政策要求，在日本、韩国、美国、欧洲等国家，酸性氧化电位水也得到了广泛的应用。
微酸性电解水的关键指标是：①pH范围：4～6.5；②有效氯浓度：10～100mg/L。仅使用氯化钠溶液作为电解促进液，将氯化钠溶液通入无隔膜电解槽中进行电解，电解后的溶液，pH值会上升到8～10，达不到微酸性的指标。而仅以现有的普通有隔膜电解槽电解氯化钠溶液的方式生产消毒液，也很难同时达到有效氯浓度为10～100mg/L和pH值为4～6.5的效果。本发明提供了一种微酸性电解水消毒液pH值可在4.0～6.5之间调节，有效氯浓度可在10mg/L～500mg/L之间调节的微酸性电解水消毒液的制备方法。
技术方案如下：
一种微酸性电解水消毒液的制备方法，包括如下步骤：
向有隔膜电解槽的阳极室和阴极室分别通入氯化钠溶液，进行一级电解，得pH值为3.0～4.5的阳极电解液；
向无隔膜电解槽中通入水和所述阳极电解液，进行二级电解。
本发明提供的微酸性电解水消毒液的制备方法，采用二级电解方式，第一级使用一个有隔膜电解槽，对氯化钠溶液进行电解，在有隔膜电解槽阳极室得到pH为3.0～4.5的电解水，再将该电解水通入到无隔膜电解槽中，进行二次电解。该制备方法仅仅使用非常容易获得而且极为安全的氯化钠溶液作为电解促进液，无需使用盐酸、操作简单、安全，就可得到指标优异的微酸性电解水消毒液。
在其中一个实施例中，所述向有隔膜电解槽的阳极室和阴极室分别通入氯化钠溶液的方法为：
向所述阳极室通入含有氯化钠的电解促进液I和水I；向所述阴极室通入含有氯化钠的电解促进液II和水II；
在所述含有氯化钠的电解促进液I中，所述氯化钠占所述电解促进液I的质量百分数为9％～27％；
在所述含有氯化钠的电解促进液II中，所述氯化钠占所述电解促进液II的质量百分数为9％～27％；
所述电解促进液I中氯化钠的质量百分数和所述电解促进液II中氯化钠的质量百分数相同。
优选地，在所述含有氯化钠的电解促进液I中，所述氯化钠占所述电解促进液I的质量百分数为15％～27％；
在所述含有氯化钠的电解促进液II中，所述氯化钠占所述电解促进液II的质量百分数为15％～27％。
更为优选地，所述电解促进液I和电解促进液II均为饱和氯化钠溶液。若是采用饱和氯化钠溶液(例如20℃时，氯化钠在水中的溶解度为35.9g/100g水)这样既可以方便生产，又可以保证微酸性电解水消毒液的有效氯浓度和pH值在适宜范围内。
优选地，本发明所述微酸性电解水消毒液的制备方法，过程如图2所示：
整个生成装置采用二级电解方式。第一级电解：使用非常容易获得而且极为安全的氯化钠溶液作为电解促进液，向所述阳极室通入含有氯化钠的电解促进液I和水I，向所述阴极室通入含有氯化钠的电解促进液II和水II，进行以及电解，得到pH值为3.0～4.5的阳极电解液，有隔膜电解槽阴极室的排水口排出的水为碱性水，pH为7.0～12。第二级电解：将水和有隔膜电解槽阳极室中的流出的电解水通入无隔膜电解槽进行第二级电解，得到的电解水可达到微酸性电解水消毒液所有的理化指标。
其中，有隔膜电解槽阳极主反应(1)阴极主反应(2)，
阳极发生的副反应为(3)(4)：
(1)H2O+Cl-→Cl2↑+O2↑+HCl
(2)H2O+Na+→H2↑+NaOH
(3)Cl2+H2O+Na++Cl-→HClO+HCl+NaCLO
(4)NaClO+HCl
HClO+NaCl(可逆反应)
在本发明中，所述有隔膜电解槽的中间有一隔膜，所述隔膜将所述有隔膜电解槽的槽体分为阳极室和阴极室；所述阴极室、阳极室内分别安装了阴极板和阳极板；所述阴极板、阳极板通电；所述阴极室和阳极室底部各有一排水口。
阳极生成的次氯酸在pH值小于4和大于6.5的环境下很不稳定。具体地，在有隔膜电解槽的阳极室生成的氯在不同酸度下会以氯气、次氯酸分子或次氯酸盐共三种形态存在于溶液中，在pH值为4～6.5时溶液中主要以次氯酸形式存在，在pH值为2时溶液中次氯酸形态的氯降到80％以下，在pH值为1时仅有30％，此时生成的氯大部分以气态形式存在，当气态氯在水中的浓度超过其饱和浓度时便会从溶液中大量析出。
将水和有隔膜电解槽阳极室的电解水通入无隔膜电解槽中，进行二级电解。无隔膜电解槽中发生的反应就是普通有隔膜电解方式中阴极、阳极反应的总和，因为电解过程中产生了NaOH属于强碱，所以无隔膜电解液的pH值会上升；同时，根据强酸制弱酸的原则：ClO-+HCl＝HClO+Cl-；无隔膜电解槽中氢离子浓度降低，使次氯酸根离子尽可能多地生成次氯酸。
按照本发明的方法，得到的微酸性电解水消毒液的pH可在4.0～6.5之间调节，有效氯浓度可在10mg/L～500mg/L之间调节，表现出优异的杀菌效果，对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀灭率高达99.9999％，对于白色念珠菌的杀灭率高达99.99％，真正的低氯高效，且对人体安全。
在本发明中，进入有隔膜电解槽的水分为两路，分别进入有隔膜电解槽的阳极室和阴极室，使用两个独立的泵将预先调配好的含有氯化钠的电解促进液泵入阳极室和阴极室。
进一步地，两个泵采用带有流速和强度调节功能的计量泵或者蠕动泵，两个泵分别独立调节进入有隔膜电解槽阴极室和阳极室的氯化钠溶液的流速，以此达到控制电解槽生成次氯酸和氢离子的浓度的目的，从而达到调节微酸性电解水消毒液的有效氯浓度和pH的目的。即控制所述含有氯化钠的电解促进液I和水I、所述含有氯化钠的电解促进液II和水II的流速，使所述阳极电解液的pH值为3.0～4.5。
在其中一个较为优选的实施例中，所述电解促进液I的流速为所述水I的流速的0.15％～0.8％；
所述电解促进液II的流速为所述水II的流速的0.2％～0.9％；
所述水I和所述水II的流速比为1.5:1～3:1。
可以理解，在本发明中，通入所述阳极室的所述电解促进液I的流速可设为但不限于设为通入所述阳极室的所述水I的流速的0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.2％、0.21％、0.23％、0.25％、0.3％、0.34％、0.36％、0.39％、0.4％、0.43％、0.45％、0.48％、0.5％、0.52％、0.55％、0.57％、0.6％、0.65％、0.68％、0.70％、0.72％、0.75％和0.8％。优选地，通入所述阳极室的所述电解促进液I的流速为通入所述阳极室的所述水I的流速的0.3％～0.7％。更为优选地，通入所述阳极室的所述电解促进液I的流速为通入所述阳极室的所述水I的流速的0.4％～0.6％。特别优选地，通入所述阳极室的所述电解促进液I的流速为通入所述阳极室的所述水I的流速的0.42％～0.5％。
可以理解，在本发明中，通入所述阴极室的所述电解促进液II的流速可设为但不限于设为通入所述阴极室的所述水II的流速的0.20％、0.22％、0.25％、0.28％、0.3％、0.32％、0.34％、0.36％、0.39％、0.4％、0.43％、0.45％、0.463％、0.48％、0.5％、0.52％、0.55％、0.57％、0.6％、0.65％、0.68％、0.7％、0.715％、0.73％、0.74％、0.76％、0.80％、0.82％、0.85％、0.88％和0.90％。优选地，通入所述阴极室的所述氯化钠溶液的流速为通入所述阴极室的所述水II的流速的0.35％～0.8％。更为优选地，通入所述阴极室的所述电解促进液II的流速为通入所述阴极室的所述水II的流速的0.4％～0.6％。特别优选地，通入所述阴极室的所述电解促进液II的流速为通入所述阴极室的所述水II的流速的0.42％～0.5％。
可以理解，在本发明中，所述水I和所述水II的流速比为可设为但不限于1.5:1、1.53:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2:1、2.1:1、2.2:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1和3:1。优选地，所述水I和所述水II的流速比为1.5:1～2:1。
在其中一个较为优选的实施例中，所述电解促进液I的流速为所述水I的流速的0.3％～0.7％；所述电解促进液II的流速为所述水II的流速的0.35％～0.8％。
在其中一个特别优选的实施例中，所述电解促进液I的流速为所述水I的流速的0.4％～0.5％；所述电解促进液II的流速为所述水II的流速的0.4％～0.6％；所述水I和所述水II的流速比为1.53:1。
在其中一个实施例中，在向无隔膜电解槽中通入水和所述阳极电解液，进行二级电解的步骤中，所述阳极电解液的流速为水的流速的0.15％～0.8％。
可以理解，在本发明中，所述阳极电解液的流速可设为但不限于设为通入所述无隔膜电解槽的水的流速的0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.2％、0.21％、0.23％、0.25％、0.3％、0.34％、0.36％、0.39％、0.4％、0.43％、0.45％、0.48％、0.5％、0.52％、0.55％、0.57％、0.6％、0.65％、0.68％、0.70％、0.72％、0.75％和0.8％。优选地，所述阳极电解液的流速为通入所述无隔膜电解槽的水的流速的0.3％～0.7％。更为优选地，所述阳极电解液的流速为通入所述无隔膜电解槽的水的流速的0.4％～0.6％。特别优选地，所述阳极电解液的流速为通入所述无隔膜电解槽的水的流速的0.42％～0.5％。
在其中一个实施例中，所述一级电解的工艺参数为直流电压2V～10V，电流4A～10A；
所述二级电解的工艺参数为直流电压2V～10V，电流4A～10A。
本发明还提供上述的微酸性电解水消毒液的制备方法得到的微酸性电解水消毒液。
以下为具体实施例部分。
实施例1～6和对比例1～2所用的电解促进液(包括电解促进液I、电解促进液II)均为饱和氯化钠溶液；在实施例7所用的电解促进液I中，氯化钠占所述电解促进液I的质量百分数为10％；在电解促进液II中，氯化钠占所述电解促进液I的质量百分数为10％。
实施例1～7和对比例1～2中一级电解的工艺参数为直流电压2V～10V，电流4A～10A；
二级电解的工艺参数为直流电压2V～10V，电流4A～10A。
实施例1
本实施例提供一种微酸性电解水消毒液及其制备方法
(1)第一级电解
分别将原水以2.3L/min的流速通入有隔膜电解槽的阳极室，和以1.5L/min的流速通入有隔膜电解槽的阴极室。同时，使用两个独立的泵将饱和氯化钠溶液以10.3mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阳极室和以6.5mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阴极室。进行第一级电解操作，在有隔膜电解槽阳极室得到pH值为3.23的阳极电解液，有效氯浓度为9mg/L；有隔膜电解槽阴极室中排出的碱性水pH为11.2，有效氯浓度为0mg/L。
(2)第二级电解
将步骤(1)得到pH值为3.23的阳极电解液加入到无隔膜电解槽中，同时，原水以2.3L/min的流速通入无隔膜电解槽，进行第二级电解，电解后，得到pH为5.34，有效氯浓度为59mg/L的微酸性电解水消毒液。
实施例2
本实施例提供一种微酸性电解水消毒液及其制备方法
(1)第一级电解
分别将原水以2.3L/min的流速通入有隔膜电解槽的阳极室，和以1.5L/min的流速通入有隔膜电解槽的阴极室。同时，使用两个独立的泵将饱和氯化钠溶液以12.65mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阳极室和以10.5mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阴极室。进行第一级电解操作，在有隔膜电解槽阳极室得到pH值为3.12的阳极电解液，有效氯浓度为7mg/L；有隔膜电解槽阴极室中排出的碱性水pH为11.1，有效氯浓度为0mg/L。
(2)第二级电解
将步骤(1)得到的pH值为3.12的阳极电解液加入到无隔膜电解槽中，同时，原水以2.1L/min的流速通入无隔膜电解槽，进行第二级电解，电解后，得到pH为4.9，有效氯浓度为32mg/L的微酸性电解水消毒液。
实施例3
本实施例提供一种微酸性电解水消毒液及其制备方法
(1)第一级电解
分别将原水以2.3L/min的流速通入有隔膜电解槽的阳极室，和以1.5L/min的流速通入有隔膜电解槽的阴极室。同时，使用两个独立的泵将饱和氯化钠溶液以8.05mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阳极室和以5.7mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阴极室。进行第一级电解操作，在有隔膜电解槽阳极室得到pH值为4.0的阳极电解液，有效氯浓度为5mg/L；有隔膜电解槽阴极室中排出的碱性水pH为10.9，有效氯浓度为0mg/L。
(2)第二级电解
将步骤(1)得到的pH值为4.0的阳极电解液加入到无隔膜电解槽中，同时，原水以L/min的流速通入无隔膜电解槽，进行第二级电解，电解后，得到pH为6.4，有效氯浓度为39mg/L的微酸性电解水消毒液。
实施例4
本实施例提供一种微酸性电解水消毒液及其制备方法
(1)第一级电解
分别将原水以2.3L/min的流速通入有隔膜电解槽的阳极室，和以1.5L/min的流速通入有隔膜电解槽的阴极室。同时，使用两个独立的泵将饱和氯化钠溶液以5.75mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阳极室和以4.5mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阴极室。进行第一级电解操作，在有隔膜电解槽阳极室得到pH值为4.5的阳极电解液，有效氯浓度为4mg/L；有隔膜电解槽阴极室中排出的碱性水pH为10.8，有效氯浓度为0mg/L。
(2)第二级电解
将步骤(1)得到的pH值为4.5的阳极电解液加入到无隔膜电解槽中，同时，原水以L/min的流速通入无隔膜电解槽，进行第二级电解，电解后，得到pH为6.7，有效氯浓度为28mg/L的微酸性电解水消毒液。
实施例5
本实施例提供一种微酸性电解水消毒液及其制备方法
(1)第一级电解
分别将原水以2.3L/min的流速通入有隔膜电解槽的阳极室，和以1.5L/min的流速通入有隔膜电解槽的阴极室。同时，使用两个独立的泵将饱和氯化钠溶液以16.1mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阳极室和以12mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阴极室。进行第一级电解操作，在有隔膜电解槽阳极室得到pH值为3.5的阳极电解液，有效氯浓度为8mg/L；有隔膜电解槽阴极室中排出的碱性水pH为11.2，有效氯浓度为0mg/L。
(2)第二级电解
将步骤(1)得到的pH值为3.5的阳极电解液加入到无隔膜电解槽中，同时，原水以1.5L/min的流速通入无隔膜电解槽，进行第二级电解，电解后，得到pH为4.6，有效氯浓度为40mg/L的微酸性电解水消毒液。
实施例6
本实施例提供一种微酸性电解水消毒液及其制备方法
(1)第一级电解
分别将原水以2.3L/min的流速通入有隔膜电解槽的阳极室，和以1.5L/min的流速通入有隔膜电解槽的阴极室。同时，使用两个独立的泵将饱和氯化钠溶液以3.45mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阳极室和以3mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阴极室。进行第一级电解操作，在有隔膜电解槽阳极室得到pH值为3.9的阳极电解液，有效氯浓度为7mg/L；有隔膜电解槽阴极室中排出的弱性水pH为11.3，有效氯浓度为0mg/L。
(2)第二级电解
将步骤(1)得到的pH值为3.9的阳极电解液加入到无隔膜电解槽中，同时，原水以1.5L/min的流速通入无隔膜电解槽，进行第二级电解，电解后，得到pH为6.9，有效氯浓度为18mg/L的微酸性电解水消毒液。
实施例7
本实施例提供一种微酸性电解水消毒液及其制备方法
(1)第一级电解
分别将原水以2.3L/min的流速通入有隔膜电解槽的阳极室，和以1.5L/min的流速通入有隔膜电解槽的阴极室。同时，使用两个独立的泵将饱和氯化钠溶液以16.1mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阳极室和以12mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阴极室。进行第一级电解操作，在有隔膜电解槽阳极室得到pH值为3.5的阳极电解液，有效氯浓度为3mg/L；有隔膜电解槽阴极室中排出的碱性水pH为10.8，有效氯浓度为0mg/L。
(2)第二级电解
将步骤(1)得到的pH值为3.5的阳极电解液加入到无隔膜电解槽中，同时，原水以1.5L/min的流速通入无隔膜电解槽，进行第二级电解，电解后，得到pH为6.2，有效氯浓度为20mg/L的微酸性电解水消毒液。
对比例1
本对比例提供一种微酸性电解水消毒液及其制备方法
分别将原水以2.3L/min的流速通入有隔膜电解槽的阳极室，和以1.5L/min的流速通入有隔膜电解槽的阴极室。同时，使用两个独立的泵将饱和氯化钠溶液以10.3mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阳极室和以6.5mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阴极室。进行第一级电解操作，电解后，有隔膜电解槽阳极室中的电解水的pH为3.23，有效氯浓度为9mg/L；有隔膜电解槽阴极室中排出的碱性水pH为11.2，有效氯浓度为0mg/L。
对比例2
本对比例提供一种微酸性电解水消毒液及其制备方法
(1)无隔膜电解
分别将原水和饱和氯化钠溶液通入无隔膜电解槽，对氯化钠溶液进行无隔膜电解；电解后，无隔膜电解槽电解水的pH为8.5，有效氯浓度为45mg/L；
(2)有隔膜电解
分别将原水以2.3L/min的流速通入有隔膜电解槽的阳极室，和以1.5L/min的流速通入有隔膜电解槽的阴极室。同时，使用两个独立的泵将0.1％的氯化钠溶液以10.3mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阳极室和以6.5mL/min的流速泵入有隔膜电解槽的阴极室。进行有隔膜电解操作，电解后，有隔膜电解槽阳极室中的电解液的pH为3.6，有效氯浓度为5mg/L；有隔膜电解槽阴极室中排出的碱性水pH为11.1，有效氯浓度为0mg/L。
(3)混合
将步骤(1)和步骤(2)中阳极侧得到的电解液按体积比1:5的比例混合，得到pH为6.8，有效氯浓度为43mg/L的微酸性电解水消毒液。
实施例1～7和对比例1～2中的微酸性电解水消毒液的理化指标如表1所示。
表1
试验例1
对实施例1～7和对比例1～2中的微酸性电解水消毒液的杀菌效果进行测试。
测试方法：将微酸性电解水消毒液送到广东微生物检测中心进行检测。
各实施例和对比例中微酸性电解水消毒液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的杀灭率如表2所示：
表2
结合表1和表2可知，实施例1～7采用二级电解方式，先将水和饱和氯化钠溶液通入有隔膜电解槽中进行电解操作，使有隔膜电解槽阳极室中的电解水pH为3.0～4.5。再将水和有隔膜电解槽阳极室中的电解水通入无隔膜电解槽进行第二级电解。无需使用盐酸，就得到了pH为4.0～6.5，有效氯浓度为30mg/L～60mg/L的微酸性电解水消毒液；该微酸性电解水消毒液表现出优异的杀菌效果，尤其是对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的杀菌效果很好，杀灭率高达99.99％，低氯高效。结合对比例1可知，仅仅采用有隔膜电解的方式，阳极侧的电解水酸性过强，有效氯浓度很低，杀菌效果一般尤其对于真菌类别的白色念球菌效果比较差。结合对比例2可知，将无隔膜电解和有隔膜电解中阳极侧的电解水混合，得到的微酸性电解水消毒液pH为6.8，有效氯浓度为43mg/L，杀菌效果也比使用连续双重电解得到的微酸性电解水消毒液的杀菌效果更差。
图3为实施例1得到微酸性电解水消毒液的杀菌下效果检测报告。从图3中可看出，该微酸性电解水消毒液表现出优异的杀菌效果很好，对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀灭率高达99.9999％，对于白色念珠菌的杀灭率高达99.99％。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种微酸性电解水消毒液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
向有隔膜电解槽的阳极室和阴极室分别通入氯化钠溶液，进行一级电解，得pH值为3.0～4.5的阳极电解液；
向无隔膜电解槽中通入水和所述阳极电解液，进行二级电解。
2.根据权利要求1所述的微酸性电解水消毒液的制备方法，其特征在于，所述向有隔膜电解槽的阳极室和阴极室分别通入氯化钠溶液的方法为：
向所述阳极室通入含有氯化钠的电解促进液I和水I；向所述阴极室通入含有氯化钠的电解促进液II和水II；
在所述含有氯化钠的电解促进液I中，所述氯化钠占所述电解促进液I的质量百分数为9％～27％；
在所述含有氯化钠的电解促进液II中，所述氯化钠占所述电解促进液II的质量百分数为9％～27％；
所述电解促进液I中氯化钠的质量百分数和所述电解促进液II中氯化钠的质量百分数相同。
3.根据权利要求2所述的微酸性电解水消毒液的制备方法，其特征在于，在所述含有氯化钠的电解促进液I中，所述氯化钠占所述电解促进液I的质量百分数为15％～27％；
在所述含有氯化钠的电解促进液II中，所述氯化钠占所述电解促进液II的质量百分数为15％～27％。
4.根据权利要求1至3任一项所述的微酸性电解水消毒液的制备方法，其特征在于，控制所述含有氯化钠的电解促进液I和水I、所述含有氯化钠的电解促进液II和水II的流速，使所述阳极电解液的pH值为3.0～4.5。
5.根据权利要求4所述的微酸性电解水消毒液的制备方法，其特征在于，所述电解促进液I的流速为所述水I的流速的0.15％～0.8％；
所述电解促进液II的流速为所述水II的流速的0.2％～0.9％；
所述水I和所述水II的流速比为1.5:1～3:1。
6.根据权利要求5所述的微酸性电解水消毒液的制备方法，其特征在于，所述电解促进液I的流速为所述水I的流速的0.3％～0.7％；所述电解促进液II的流速为所述水II的流速的0.35％～0.8％。
7.根据权利要求5所述的微酸性电解水消毒液的制备方法，其特征在于，所述水I和所述水II的流速比为1.5:1～2:1。
8.根据权利要求5所述的微酸性电解水消毒液的制备方法，其特征在于，在向无隔膜电解槽中通入水和所述阳极电解液，进行二级电解的步骤中，所述阳极电解液的流速为水的流速的0.15％～0.8％。
9.根据权利要求1至3任一项所述的微酸性电解水消毒液的制备方法，其特征在于，所述一级电解的工艺参数为直流电压2V～10V，电流4A～10A；
所述二级电解的工艺参数为直流电压2V～10V，电流4A～10A。
10.根据权利要求1至9任一项所述的微酸性电解水消毒液的制备方法得到的微酸性电解水消毒液。
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