酸性氧化电位水制备机理

氧化电位水及其应用氧化电位水发展历史日本是电解水机的发源地，也是目前发展较好的国家1931年，根据长寿地区的水质特点，日本研制出世界上第一台电解水机；1932年，日本开始电解水对动植物影响的研究；1954年，民用电解装置研制成功。

农业用电解装置开始销售；1960年，饮用电解水装置开始申请成为医疗器械；1966年，日本签发饮用装置的第1号药械认证《医疗用电解水生成器械》；1974年，电解水机引入韩国；1976年，电解水机引入美国；1979年，在日本，新一代连续式饮用装置认证通过；1982年，日本开始研究强酸性水；1989年，日本成立“水设计研究会”和“水科学研究会”。

会员企业达600多家，主要研究强酸性水的杀菌效果；1993年，日本厚生省管辖的“功能水研究振兴财团”设立了约5亿日元的基金，着重研究强酸性水在医学、牙科领域的应用；1994年，日本厚生省（相当于国家卫生部）成立“电解水研究委员会”；1994年，中国开始涉足电解水领域；1999年，中国功能水研究促进会在北京成立；1995年，以科学角度，再次对电解水装置认证；1996年，在医学领域“手部的清洁杀菌用途”发布；1997年，“使用酸水消毒内试镜清洗用途”，被认可用于医疗用具；2002年，中国被指定为安全的食品添加物，并广泛地利用在医疗器械物体表面的杀菌和消毒，以及食品消毒、食品加工设施除菌和食物洗涤等方面；2002年，卫生部颁发《消毒技术规范》用于餐饮具、瓜果蔬菜的消毒和物品表面的消毒以及内镜的冲洗消毒。

2009年，卫生部发布WS310.2-2009《医院消毒供应中心》第2部分清洗消毒及灭菌技术操作规范，用于手工清洗后不锈钢和其它非金属材质的器械、器具和物品灭菌前的消毒。

氧化电位水的由来在自来水中加入少量的食盐经过特殊装置，以电解方式所生成的酸性氧化电位水(electrolized strong acid water)和碱性氧化电位水(electrolized strong alkaline water)，统称为氧化电位水。

新型环保消毒水系统的产业化--- 酸性氧化电位水（Electrolyzed Oxidizi ng Water ）生成系统酸性氧化电位水系普通自然原水（如自来水等）中加入少量氯化钠（低于0.2%），经过带有离子交换隔膜的电解装置进行微电解处理，在阳极区产生的具有高氧化还原电位（Oxidation Reduction Potential ，ORP 和低pH值的机能水。

酸性氧化电位水生成系统主要包括两部分，软水处理器和酸性氧化电位水生成器，即主机部分。

加入稀盐的自来水，在设有阳离子交换隔膜（设在阴阳电极之间）的电解槽中进行电解，阳极侧生成具有酸性的酸性氧化电位水，阴极侧生成碱性水。

主要电极反应式如下：阳极侧电极及化学反应：2CT-2e 二Cl aCl a+H20 = HC1+HC10阴极侧电极及化学反应：2比0-2e^H；t 十20ET酸性氧化电位水的主要成分为次氯酸和盐酸，碱性水的成分主要为氢氧化钠。

本项目采用软水处理器的目的是延长生成器中离子隔膜的寿命，特别是对于水硬度较高的地区。

生成器由离子隔膜隔开，分成两个槽，有阳极电极的一侧，电解出来的水呈酸性，称为酸性电解槽，有阴极电极的一侧，电解出来的水呈碱性，称为碱性槽。

系统工作时，自来水经过软水处理器软化后，经加盐系统加入少量溶解的食盐水后分两路分别进入到生成器中的酸性和碱性槽中，在低压直流电的作用下，氯离子在阳极电极上失去电荷，与水作用生成次氯酸和盐酸，同时有少量活性氧产生，钠离子通过离膜进入到碱性电解槽生成氢氧化钠稀溶液。

最后分别经两个管道排出，酸性槽排出的即为酸性氧化电位水，碱性槽排出的即为碱性水，或称碱性电位水。

二、性能指标：1、本项目系统关键性能指标指标本项目测试值标准PH制 2.5 - 2.7< 2.7氧化还原电位> 1100mv1100mv以上有效氯55 ±5mg/L20 - 60mg/L出水升温<3C国内尚无标准本项目系统生成消毒水关键性能指标2、本项目设备与生成水与国内外现有产品比较3、本项目系统生成水对常见病菌杀灭效果测试病原菌ORP直作用不同时间（s ）的平均杀灭率（％）平均对照菌种类PH 值(mV3060120300数(cfu/ml)金黄色葡萄球2.6011271001001001003.88 X 106菌大肠杆 菌2.701120 100 100 100 1001.5 X 106本项目系统生成消毒水对常见病菌杀灭测试结果1、专利名： 次氯酸消毒水的制备方法专利号：ZL200510023765.8 发明人：郑国生，周家春 、经测试，关键性能指标测试值:出水盐残余量<1%。

酸性氧化电位水●酸性氧化电位水概念酸性氧化电位水由自来水中加入少量氯化钠溶液经过钛铂合金电极在特殊离子交换隔膜的点解槽中进行点解，在阴阳电极分别产生酸性氧化电位水和碱性氧化电位水。

酸性氧化电位水遇空气、阳光、有机物或加温至40度以上还原成水及少量氯化物等。

●酸性氧化电位水理化特征：性状:无色、无毒性、基本无刺激性液体有效氯浓度为:30-50(mg/L) Ph值为:2.3-3.0氧化还原电位（ORP）为:1100mV-1150mV●酸性氧化电位水的消毒及抗感染机理酸性氧化电位水是将普通的自来水加少量氯化钠由酸性氧化电位水生成器经过处理生成一种酸性消毒剂。

普通的自来水加高纯度（99.9%）氯化钠配成1‰—5‰浓度（根据各地水质不同而调节），在带有隔膜（正离子膜）的多连体电解发槽中，通过特殊电极（钛合金）电解而成。

从电极的正极流出强酸性离水。

酸性氧化电位水的氧化还原电位＞1100mV、pH 值＜2.7、次氯酸为20-30ppm，这种环境不适合任何病原微生物生存。

微生物由于菌种的不同，生长繁殖所需要的pH值一般在4～9之间，但大多数微生物其生长繁殖最适宜的pH范围都较狭。

细菌最适pH值为4～6，少数细菌如醋酸菌和某些硫酸菌的最适pH值为2～4，一般放线菌适合弱碱条件下生长。

而氧化还原电位对微生物生长的影响也很大，各种微生物生长的氧化还原电位是不同的，适合厌氧微生物生长的氧化还原电位在＜100mV，适合一般需氧微生物生长的氧化还原电位为300～400mV。

另外，酸性氧化电位水中的有效氯成分即次氯酸，过氧化氢和OH基与担负中性粒细胞杀菌作用的活性氧的组成相同，因此，高电位、低pH值、有效氯构成了酸性氧化电位水强大的消毒杀菌基础。

经实验证明：酸性氧化电位水可在30s使乙肝病毒表面抗原灭活，20～30s杀灭大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌，30min杀灭细菌芽胞。

酸性氧化电位水与光和空气接触一段时间后可还原成普通水，排放后对环境无污染。

阐述酸性氧化电位水生成器自动控制系统酸性氧化电位水（E1ectrolyzed Oxidizing Water，E0W）是将加入低浓度食盐（0.1%以下）的自来水在生成器的电解槽中进行电解、在阳极一侧生成的电位水。

它是一种无色、透明、无刺激性异味的液体，pH值为2.3～2.7，溶解氯浓度仅为50～70ppm，氧化还原电位（ORP）为+1100mV，接触空气、光线、有机物，可逐渐还原成普通水。

它不仅具有良好的杀灭病原微生物的作用，还具有对机体和组织无刺激性、无残留性酸性、富含游离氧、对创面有轻度的麻醉作用等优点。

氧化电位水及其电解仪于20世纪80年代在日本研制成功，后被广泛应用到医学领域，用于医院消毒以及一些感染性疾病的预防与治疗。

本文根据公司要求，采用了欧姆龙的CP1H可编程控制器，设计了酸性氧化电位水生成器的控制系统，包括硬件接线、I/O地址分配和程序设计，其中采用的PID调节实现了制水的全自动化。

1 酸性氧化电位水生成器的硬件设计酸性氧化电位水生成器是根据酸性氧化电位水的制备原理设计的，整个生成器由四部分组成。

进软水部分：由于各个国家和不同地区的水的硬度不同，在电解过程中会影响酸性氧化电位水的质量，减少电极寿命，影响消毒效果。

所以在自来水超过硬度50mg/L时应在自来水与酸性氧化电位水之间加一个软水处理装置，以保证酸性氧化电位水的质量和消毒质量。

混合盐水部分：为了达到电解槽制备酸性氧化电位水的所需的盐水浓度和盐水的量，在混合盐水阶段需要用PLC的PID调节控制软水泵和盐泵的转速，以便控制软水的流量与盐水流量，保证所需的盐水的浓度和量合格。

电解盐水部分：为了使电解槽使用寿命延长，在电解盐水时每过一段时间进行电解槽的换向电解。

在换向时为保证酸性氧化电位水的质量，必须进行电解槽的清洗。

出酸水部分：为了实现在酸水箱的水位在酸水下位开关以上时，打开酸水龙头就能出水，设计了在酸水龙头打开时，酸水箱中的水流出冲开流量开关，触发PLC控制酸水泵运转使酸性氧化电位水可以从酸水的水龙头流出。

酸性氧化电位水（EOW)的杀菌机理.许氏集团—许氏集团.天津伊康生物-董事长：许哲铭a.杀菌液准备(1)酸性氧化电位水（EOW）原液酸性氧化电位水（EOW）的制备，选用3.1.2 中以NaCl 为电解质制备酸性氧化电位水（EOW）的工艺条件。

a 杀菌液：在电解槽中加入5 g/L NaCl 溶液，电解15 min 生成酸性氧化电位水（EOW），对其主要理化参数指标进行分析测定，pH=2.44，ORP=1175 mV，AC=227 mg/L，DO=13 mg/L，装瓶待用；b 杀菌液：电解5 g/L NaCl 溶液3h 生成酸性氧化电位水（EOW），pH=1.80，ORP=1207 mV，AC=202 mg/L，DO=18 mg/L，装瓶待用。

(2)老化实验后的酸性氧化电位水（EOW）c 杀菌液：电解15 min 的NaCl 溶液产生的酸性氧化电位水（EOW），密闭在棕色塑料瓶中，恒温54℃保存14d，14 天后，取出放置常温后测量酸性氧化电位水（EOW）得pH=2.29，ORP=1167 mV，AC=23.14 mg/L，DO=3 mg/L，待用；(3)稀盐酸溶液e 杀菌液：配制pH2-3 的稀盐酸溶液，取2-3 滴36%浓盐酸加入1L 水中，得到稀盐酸杀菌液，酸度计测量得pH2.58。

(4)处理后的酸性氧化电位水（EOW）f 杀菌液：中和NaOH 的酸性氧化电位水（EOW），用0.1 mol/L 的NaOH 溶液（称量20g NaOH 固体，溶于小烧杯中，冷却后转以后到500 mL 容量瓶中）调配新制得酸性氧化电位水（EOW）获得pH=3.95，ORP=1010mV，AC=211.48 mg/L 的杀菌液。

表3-26 杀菌液性质Tab.3-26 Parameters of disinfection liquid杀菌液编号pH ORP/mV AC/mg·L-1NO.1 2.44 1175 227.54NO.2 2.01 1207 195.24NO.3 2.29 1167 23.14NO.4 2.32 1162 1028NO.5 2.58 546 --NO.6 3.95 1010 211.47b.杀菌结果以所制备的上述a-f 杀菌作为杀毒剂，在用接种环涂金色葡萄球菌的牛肉膏蛋白胨培养基平板上，滴下2-3 滴，培养48h，取出后用十字交叉法测量抑菌圈大小，通过杀菌剂在培养基固体平板上的扩散大小定性探讨杀菌剂能力。

酸性氧化电位水生成器设备工艺原理酸性氧化电位水生成器是一种利用电力和物理化学原理改变水的性质的设备。

它能够将普通自来水中的水分子分解为含氧及阴离子的酸性水和富含电子及阴阳离子的烧碱水，这样的水不仅能够滋养人体，还能够应用于许多领域中，如清洁卫生、植物种植等。

设备工艺原理酸性氧化电位水生成器设备的工艺原理主要指设备内部反应发生的原理和水分子的结构变化原理。

在设备内部，电极板通过电力的作用对自来水进行分解，进而发生氧化还原反应。

随着电力被输入至水中，水的结构随之发生变化，其中的水分子受到电压的作用而被分解，产生相应的氧化和还原反应。

经过反应，水分子中的氧化反应所得的氧化剂与还原反应所得的还原剂，又可以相互促进反应，使水分子结构的改变更加显著。

所以整个反应过程中的氧化还原和水分子结构变化都是在电极板的作用和持续电流的存在下发生的。

工艺流程酸性氧化电位水生成器设备的工艺流程包括自来水进水、电极板分解、氧化还原及取水等步骤。

自来水进水首先，将自来水通过导流管进入酸性氧化电位水生成器的水箱中。

在水箱内，水需要经过过滤、杀菌等处理，确保水质符合生产要求。

电极板分解在设备内部的电极板通过电力的作用对自来水进行分解，使水分子逐步发生分解。

经过连续长时间的电解作用，水分子中的正负离子开始发生平衡，这时的水被称为活水。

氧化还原在酸性氧化电位水生成器的水箱中，酸性水和烧碱水得以分离。

通常情况下，酸性水PH值小于7，富含氢离子，具有一定的抗菌消毒作用，它可以作为清洁剂或消毒剂使用。

而烧碱水PH值大于7，含有大量的负离子及电子，可以用作肥料、杀菌剂等。

取水最后，根据需要取出相应的水进行使用，如需要清洗房间或清洗食物，就需要取出酸性水进行清洗，如需要浇花和水果树，就需要取出烧碱水进行浇灌。

设备分类目前，市场上酸性氧化电位水生成器的设备大体上分为两种类型：家用型和商用型。

家用型一般适用于家庭使用，它的设计结构相对较小，重量轻便，比较简单易懂，方便灵活。

酸性氧化电位水（EOW)理化特性酸性氧化电位水（EOW)为近年来新出现的绿色低碳消毒剂，广泛应用于卫生领域、公共场所和食品安全领域消毒杀菌。

感染性疾病治疗时，细菌变异耐药性问题，使得人类可选的抗生素寥寥可数，酸性氧化电位水（EOW)与传统化学类消毒剂相比：酸性氧化电位水（EOW)具有高ORP值易被还原，在应用时务必使用EOW原液进行消毒，并且不可稀释配比、重复利用。

酸性氧化电位水（EOW)除了其高ORP、低pH外，还具有以下理化特性：富含活性氧（主要成分为·OH、[O]、H2O2、O3），通过分析酸性氧化电位水（EOW)电解槽中基本及中间反应、副反应可知，阳极区产物酸性氧化电位水（EOW)中含有多种活性物种，如新生态氧[O]、活性原子态氧O、羟基氧·OH以及O3等，具有一定有效氯含量。

在通常的制备工艺下，酸性氧化电位水（EOW)中AC≈70 mg·L-1。

在AC不高的情况，如此“微量”，酸性氧化电位水（EOW)的低pH和高ORP的特性不容忽视，决定了仍具有杀菌消毒广谱、高效快速的效果。

活性水分子团簇，普通水中，由于H2O之间的氢键作用下，结合成约12个水分子活性团簇。

通过分析可知，在NMR图中17O半峰宽值，表明电解后离子水的水分子团比自然原水的要小的多。

水分子活泼性（如渗透和溶解能力等）是伴随水分子团减小而增大的。

所以，阳极区产物酸性氧化电位水（EOW)的水分子团簇，具有很强的活泼性，故酸性氧化电位水（EOW)可以用来保鲜、美容等。

杀菌效果显著，酸性氧化电位水（EOW)可杀灭病原微生物，包括金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）、绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）、白癣菌（trichomonad）、念珠菌（Candida）、大肠杆菌（Enterobacter）、变形菌（Gammaproteobacteria）、大肠埃希菌（Escherichia coli）、肺炎链球菌（S.pn）、梅毒（Syphilis）、淋球菌（gonococcus）、细菌芽胞（Bacterial spore）和乙肝病毒（HBV）、艾滋病毒（HIV）。

电解水的安全性特征及畜禽行业使用方法说明睿安德环保设备（北京）有限公司孔祥兵一电解水的制备原理及安全性氧化电位水是通过将经过软化处理的自来水中加入微量的氯化钠（溶液浓度低于0.05%），在专门的电解槽中电解，从阳极一侧生成的具有较高氧化还原电位、低浓度有效氯的微酸性水溶液，俗称氧化电位水或电解水、酸性电解水、酸性氧化电位水等名称。

图1所示为微酸性电位水的制备原理图：图1 微酸性电位水的制备原理由于产生的酸性水溶液具有较低pH值（5.0～6.8）、较高的氧化还原电位（≥900mV）和一定浓度有效氯（30～80ppm），其含有HClO、·OH、O、H2O2等活性成分和较高电位，能迅速破坏膜的通透性和膜内外的渗透压，引起细胞膜的破裂，同时氧化各种酶系统或抑制蛋白质的合成，或穿过病毒的衣壳蛋白，与其中的RNA反应，破坏其基因合成RNA的能力，最终导致各类微生物的死亡，而达到杀菌消毒的目的。

由于氧化电位水生产的原料仅为自来水和氯化钠，它们不会对人体和环境带来任何伤害，生产过程也仅通过电解，而电解所使用的极板为高稳定性的惰性金属（主要铂钛电极），而电解水在储存或排放过程中若与光线、空气及有机物的接触会逐渐还原成普通水。

因此氧化电位水符合绿色环保、无毒副作用消毒剂的时代要求。

国内外专家学者对氧化电位水的安全性进行了长期详细的研究和试验，按照国际上通行的做法以及我们国家的消毒技术规范要求，主要进行了以下试验研究并发布报告和报道：（1）急性口服毒性：以50ml/kg体重的酸性氧化电位水对小鼠口服用药未见毒性症状，属实际无毒。

（2）皮肤一次刺激和皮肤累积刺激性：对家兔皮肤上的伤口1日1次连续5日滴下未见伤口发生变化，以老鼠的足部为对象进行1日30次（一次浸泡15或30s）的反复用药试验（3个月），对皮肤的变化进行血液学、生物化学、病理组织学方面的观察，未见老鼠皮肤及全身有异状。

（3）急性眼刺激性：滴下酸性氧化电位水72h后观察，家兔角膜、虹膜、结膜等未见变化。