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殺菌的基本原理是利用電場的物理作用和電解產物的化學作用進行殺菌,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胞膜,造成微生物細胞質外流致死,或通過電極與微生物細胞之間的電子傳遞,擾亂其呼吸系統致死。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、細菌,殺菌率99.99%。水經照射后,不會改變其物理、化學性質,也不會引起污染。操作簡單,使用方便,有不同流量的定型產品供用戶選用,只需要定期更換紫外線殺菌燈和清洗石英套管即可。此類裝置的吸附區為導電性吸附材料如活性炭、活性炭纖維等,對水中微生物進行吸附,吸附區兩端為電極,施加電壓進行殺菌。
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。前人發明的“三明治”結構電極組件:金剛石陽極/固體聚合物/陰極,類似于質子交換膜燃料電池的三合一膜電極組件,電極結構緊湊,電流效率高,可用于電導率極低的水(如去離子水)電解產生O3。通過采用BDD/Nafion324/BDD電極結構(BDD基體為金屬Nb),研究了電流密度、水流速、電導率等因素對電解O3產率和電流效率的影響,當電流密度為153mA/cm2,水的流速為95L/h,電導率為1 μS/cm時,電解水生成O3的電流效率達到24%。前人采用類似的“三明治”電極結構,以多孔BDD為陰、陽極材料,研究了孔直徑、孔數、極板厚度以及總邊緣長度對電解水產生O3效率的影響。采用厚度為0.54mm的D10HN410電極(孔徑為1mm,孔數為410),在適宜的工藝條件下電解水產生O3的電流效率可達到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。研究發現叔丁醇的加入可明顯抑制O3的生成,OH在BDD電解水生成O3的過程中起關鍵作用,O3可由O2和?O生成(式9,10)。