电解式臭氧水：高效杀菌的“黑科技”

在日常生活中，我们经常听到“臭氧”这个词，它既被用于大气环境保护，也被应用于饮用水消毒。但你可能不知道，有一种名为“电解式臭氧水”的技术，正在悄然改变我们的消毒方式。今天，就让我们来深入了解一下这项神奇的“黑科技”。

图1：蓝钻芯电解技术一图源蓝钻科技

一、什么是电解式臭氧水？

臭氧（O₃）是一种强氧化剂，具有快速杀菌、分解迅速且无有害残留的优点。电解式臭氧水是通过电解技术将空气中的氧分子转化为臭氧，并溶解在水中形成的消毒水。这种臭氧水不仅杀菌能力强，而且使用后会迅速分解为氧气和水，对环境无污染。

二、电解式臭氧水的杀菌效果如何？

（一）ORP值与杀菌效果的关系

氧化还原电位（ORP）是衡量水溶液氧化能力的一个重要指标。实验表明，电解式臭氧水的ORP值越高，其杀菌能力越强。当ORP值达到700 mV以上时，臭氧水对大肠杆菌的杀菌率可以达到100%。例如，实验中ORP值为500 mV时，对大肠杆菌的杀灭率为18.98%；而当ORP值提升到600 mV时，杀灭率迅速上升到99.72%。当ORP值≥700 mV时，仅需1分钟就能完全杀灭大肠杆菌。

图2：数据来源于参考文献

（二）影响ORP值的因素

进水流速：实验发现，进水流速在190 ml/min到3000 ml/min范围内，对电解式臭氧水的ORP值影响不大。这意味着在较宽的流速范围内，臭氧水的杀菌能力可以保持稳定。

图3：数据来源于参考文献

进水水温：水温对臭氧水的ORP值稳定性影响明显。实验表明，当进水温度在14℃到30℃之间时，随着水温升高，ORP值的衰减时间会缩短。例如，在14℃时，臭氧水的ORP值可以在1小时内保持在700 mV以上；而在30℃时，ORP值在1小时内就会衰减到300 mV以下。这说明低温环境下臭氧水的杀菌能力更持久。

图4：数据来源于参考文献

过水量：实验还测试了过水量对ORP值的影响。结果显示，即使在过水14000升后，臭氧水的ORP值仅从950 mV下降到827 mV，衰减率仅为0.96%。这表明电解式臭氧水在长时间运行中仍能保持较高的杀菌能力。

图5：数据来源于参考文献

三、电解式臭氧水的应用前景

电解式臭氧水不仅杀菌效果显著，还具有环保、无残留的优点。它可以在短时间内杀灭水中的病原体，同时不会对环境造成污染。这种技术可以广泛应用于饮用水消毒、食品加工、医疗设备消毒等领域。例如，在饮用水消毒中，电解式臭氧水可以有效杀灭水中的细菌和病毒，确保水质安全；在食品加工中，它可以用于清洗和消毒设备，减少微生物污染。

四、BDD电极制备臭氧水

近年来，随着电化学技术的发展，BDD（硼掺杂金刚石）电极因其优异的电化学性能被广泛应用于臭氧水的制备。BDD电极能够在较低电压下高效电解水，生成高浓度的臭氧，同时具备稳定性好、使用寿命长等显著优势。通过BDD电极制备的臭氧水不仅臭氧含量高，还能实现臭氧的持续稳定供应，为肉类保鲜提供了更高效、更环保的解决方案。

BDD电极

BDD（Boron-doped Diamond）硼掺杂金刚石薄膜电极，除了具有金刚石的优异性能如高的物理、化学稳定性和良好的生物兼容性外，还拥有一系列突出的电化学特性：如超宽电化学窗口、低背景电流、高电化学稳定性和强抗电极表面玷污能力。以BDD电极作为阳极，通过输入低压直流电电解含氧电解液，使含氧电解液在特定的阳极─电解液界面上发生氧化反应而产生较高浓度的臭氧。

BDD电极制造臭氧水的优势

‌高效环保‌：BDD电极在电解过程中无需添加任何化学药剂。

低‌能耗‌：由于BDD电极的高析氧电位和低背景电流，电解过程中的能耗较低。

‌稳定性高‌：BDD电极具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性，能够在长时间内保持稳定的电化学性能。

蓝钻芯

蓝钻芯材料相较于目前为数不多的BDD材料的制备，具有更严苛的工艺流程及质量标准，是BDD中的佼佼者。受限于电极材料，一般的电解只能从水中分解出氢气和氧气，而蓝钻芯作为超级电极，得益于其超宽的电化学窗口，可以将水分子（H2O）瞬间电解并轻松重构出OH0（羟基自由基）、O3（三氧）、O0（氧原子）、H2（氢气）和O2（氧气）--Bluamec蓝钻水分子重构技术，而OH0、O3、O0这些因子均具有很强的氧化性，我们称之为“蓝钻富氧因子”，其作用是利用其强氧化性与细菌细胞壁中的脂类双键发生反应，渗透到细菌内部，作用于蛋白质和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细菌死亡，也就是具有广谱杀菌能力，其次蓝钻富氧因子还能够氧化分解产生臭味的物质，如氨、甲硫醇、硫化氢等，将其转化为无害的成分，从而消除异味。

图6：蓝钻芯水分子重构技术一图源蓝钻科技

除了杀菌、除味，蓝钻富氧因子还具有祛果蔬农残、食物保鲜等作用。尤为可贵的是，在圆满完成消毒除味去农残等使命之后，蓝钻富氧因子会分解为水和氧气，不会在物品表面残留丝毫痕迹，且安全无毒无有害副产物，这一特性是所有化学添加类消毒除味产品皆难以企及的。

五、总结

电解式臭氧水是一种高效、环保的消毒技术。通过控制ORP值，我们可以实现快速、稳定的杀菌效果。虽然水温对ORP值的稳定性有一定影响，但通过合理设计和运行条件的优化，电解式臭氧水在实际应用中具有广阔前景。未来，随着技术的不断进步，电解式臭氧水有望在更多领域发挥重要作用，为我们的生活和健康保驾护航。

图7：蓝钻芯技术广阔的应用前景一图源蓝钻科技

参考文献

陈天，姚欢，刘东亚 .电解式臭氧水杀菌效果及其 ORP 值影响因素研究［J］．中国消毒学杂志，2019,36（10）：721-723,727.