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酸性氧化电位水(Electrolyzed Oxidizing Water,EOW)是通过电解低浓度氯化钠溶液产生的一种新型环保型消毒剂,具有广谱、高效、简便、无毒且无残留的优点。本课题对酸性氧化电位水生产条件和制备工艺进行研究,并研制出一台较大流量的制水机,实现设备一体化、可移动化和仪器材料国产化,为EOW的进一步研究及规模化生产提供参考和依据。 首先,自制间歇式电解槽(100mm×100mm×110mm)和电极,对比了三种不同铱含量的钌铱电极与常规铂钛电极的电解效果,发现钛基涂钌铱(铱含量20g/m2)电极电解效率较高,完全满足制水要求,且能耗、寿命、成本也较为合理,可以在一定范围内替代进口贵金属铂,运用前景广阔。同时,在此电解槽和电极体系下,通过试验得出,国产均相阴离子交换膜电解效果好于均相阳离子交换膜,体现在单位功耗有所降低,且总氧化物的产量较高;较为理想极板间距为15mm,比电极面积为1/4~1/6。 同时,采用正交试验,对电解电压、电解时间和电解质浓度进行方差分析、单因素变量分析,得到三者对本试验体系的影响程度为:电解时间>电解质浓度>电解电压,并优化得最佳制水工艺参数组合:电压24v、电解质浓度1.0g/L、电解时间7min,产水水质:pH=2.61,ORP=1192,TOSs=97.36mg/L。 其次,试制圆槽型连续式电解槽,壳体材料为ABS塑料,电极为钛基涂钌铱电极,比电极面积1/4,体积Φ260mm×100mm,同时,设计工艺流程并通过优化试验得出制水操作参数方程和最佳操作方案。电解槽最佳制水流量1.5L/min,此时产水pH=2.66,ORP=1192,TOSs=97.3mg/L;应急最大酸水产量可达2.5L/min,此时电流增大,电解质浓度增大,产热增加,产水pH值升高、ORP值降低、TOSs升高,但仍满足酸性氧化电位水水质标准。 最后,设计自动控制流程并试制了一体化制水机,具有一键控制、自动调节、纠错报警等功能,实现了较大流量制水机的箱组化和可移动化,同时实现了仪器材料的完全国产化。