丁玉春,劉 文,林保忠,葛良鵬,郝曉霞
(1.重慶市畜牧科學(xué)院,重慶 402460;2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué),成都 611130)
消毒工藝
電解水消毒設(shè)備及工藝在規(guī)?;i場(chǎng)的應(yīng)用
丁玉春1,劉 文1,林保忠1,葛良鵬1,郝曉霞2
(1.重慶市畜牧科學(xué)院,重慶 402460;2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué),成都 611130)
微酸性電解水是一種新型的畜禽場(chǎng)消毒劑,其具有殺菌高效廣譜、無(wú)污染無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn)。市場(chǎng)上存在很多種類的微酸性電解水機(jī),其制備原理、電解方式和所用原料存在一定的差異,文章主要介紹電解水在豬場(chǎng)的應(yīng)用工藝。
微酸性電解水;消毒劑;設(shè)備;消毒工藝
隨著我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,規(guī)?;B(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的環(huán)境衛(wèi)生成為了養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的一大短板,其導(dǎo)致的動(dòng)物疾病給產(chǎn)業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。電解水是一種新型的消毒劑,其在保持較強(qiáng)消毒特性的前提條件下還具有綠色環(huán)保、無(wú)污染、無(wú)殘留的優(yōu)點(diǎn),因此被應(yīng)用于規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi),具體設(shè)備介紹及使用工藝如下。
圖1 有隔膜強(qiáng)酸性電解水(a)和無(wú)隔膜微酸性電解水(b)生成原理圖
電解水(Electrolyzed Water,EW),又名氧化電位水(Electrolyzed Oxidizing Water,EOW) 或 電 生功能水(Electrolyzed functional water,EFW),是指利用電化學(xué)技術(shù)方法,將低濃度的NaCl溶液、稀鹽酸溶液或兩者的混合溶液在電解槽內(nèi)進(jìn)行電解,使水的pH、氧化還原電位(ORP)、有效氯濃度(ACC)、活性氧等因素產(chǎn)生變化,從而擁有殺菌功能的消毒溶液[1]。
其制備原理如圖1所示,在有隔膜電解條件下,電解槽的陽(yáng)極和陰極會(huì)分別產(chǎn)生強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性的電解水,當(dāng)制取的目標(biāo)溶液為強(qiáng)酸性電解水時(shí),強(qiáng)堿性水就會(huì)被當(dāng)成廢液排放掉造成浪費(fèi),相應(yīng)的,當(dāng)目標(biāo)溶液為強(qiáng)堿性電解水時(shí),也會(huì)有廢液的產(chǎn)生。而強(qiáng)酸性電解水的極端pH具有一定的腐蝕性,施用后對(duì)被消毒物體和工作人員有危害,因此其使用逐漸被微酸性電解水代替。
如表1所示,根據(jù)電解水制備原理和pH的不同,可以將其分為以下5類:強(qiáng)酸性電解水、微酸性電解水、中性電解水、弱堿性和強(qiáng)堿性電解水。在直接制取時(shí),多用NaCl作為電解質(zhì)制備強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性水,而完全電解后的NaCl溶液多呈中性或堿性,因此在添加稀HCl溶液的條件下無(wú)隔膜電解可呈現(xiàn)微酸性,純的稀HCl溶液也作為電解質(zhì)用于微酸性電解水的制備。無(wú)隔膜條件下電解,陰、陽(yáng)兩極溶液會(huì)發(fā)生混合,最終的水溶液呈現(xiàn)微酸性。微酸性電解水的高殺菌性能[2,3]和綠色環(huán)保的特點(diǎn)使其成為目前推廣使用的主流,被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)院、種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)等領(lǐng)域[4-6]。另外,不管以何種物質(zhì)為電解質(zhì),隨著電解過(guò)程的進(jìn)行,溶液的pH總是呈上升趨勢(shì),因此,稀HCl溶液也被用于中性和弱堿性電解水的制取。
電解水種類的不同決定了其制取設(shè)備的不同,設(shè)備種類多以電解水的種類命名,如目前常用的微酸性電解水制取設(shè)備被簡(jiǎn)稱為“微酸性電解水機(jī)”。
2.1 豬場(chǎng)場(chǎng)區(qū)入口消毒通道
車輛消毒通道是規(guī)?;i場(chǎng)為進(jìn)出車輛設(shè)置的專用通道,通常會(huì)在道路中間建設(shè)一個(gè)消毒池,池內(nèi)注入化學(xué)消毒劑的稀釋液,車輛經(jīng)過(guò)消毒池時(shí)其會(huì)被消毒,其輪胎表面的污物會(huì)被清洗,微生物會(huì)被殺滅,從而起到預(yù)防疾病被帶入或帶出養(yǎng)殖場(chǎng)的作用。微酸性電解水可代替化學(xué)消毒劑被注入消毒池進(jìn)行輪胎消毒,有效氯應(yīng)保持在200~300 mg/L范圍內(nèi)[6],每周更新一回消毒劑,以防止溶液中含有大量的污物或者電解水中的有效氯被揮發(fā)和消耗而喪失消毒活性。某些養(yǎng)殖場(chǎng)會(huì)在消毒通道旁加沖水設(shè)置,這時(shí)最好利用堿性電解水的強(qiáng)去污性能沖洗輪胎和部分車體,使大量污物脫落,然后進(jìn)入消毒池消毒,可使消毒效果最大化。堿性電解水的濃度可為20~200 mg/L。
表1 電解水的種類及其制備
除了車輛消毒通道,豬場(chǎng)入口一般還會(huì)設(shè)置進(jìn)出人員消毒通道。通道內(nèi)可采用微酸性電解水噴霧消毒,在約3 m長(zhǎng)1 m寬的通道內(nèi)安裝2~3個(gè)微滴噴霧器,內(nèi)含濃度為10~30 mg/L的微酸性電解水,噴霧器啟動(dòng)后1 min內(nèi)電解水的霧滴便可充滿整個(gè)空間,進(jìn)而對(duì)人員的頭發(fā)、衣物和鞋子表面進(jìn)行消毒,且無(wú)刺激性,不會(huì)打濕衣物。
2.2沖洗圈舍
在日常的圈舍衛(wèi)生保潔中,畜場(chǎng)工作人員常常用自來(lái)水沖洗圈舍的地面、欄桿等來(lái)處理污物,特別是清糞溝的清潔要用大量的自來(lái)水。因?yàn)殡娊馑闹迫〕杀镜土?,在圈舍沖洗時(shí)可用電解水代替,操作工藝為:先用高濃度(200 mg/L左右)的堿性電解水沖洗處理大量臟污,到一定程度時(shí)改用微酸性電解水(200 mg/L左右)沖洗去殘余臟污,同時(shí)還可以起到消毒的作用。在夏天天氣炎熱,需要給豬洗浴降溫時(shí)也可以用微酸性電解水,在進(jìn)行熱調(diào)節(jié)的同時(shí)還能防止病原微生物傳播感染。
2.3帶豬噴霧消毒
豬舍內(nèi)預(yù)防性噴霧消毒是常見(jiàn)的消毒方式,用微酸性電解水代替化學(xué)消毒劑噴霧可以取得更好的微生物去除效果。使用時(shí)微酸性電解水的濃度可以為80~120 mg/L,最好使用自動(dòng)噴霧系統(tǒng)進(jìn)行噴霧消毒,沒(méi)有該設(shè)施的舍內(nèi)可采用人工噴霧消毒,在冬季豬舍內(nèi)一次標(biāo)準(zhǔn)噴霧量不超過(guò)100 mL/ m3,噴霧操作盡可能在10 min 之內(nèi)完成,噴霧后門(mén)窗關(guān)閉20 min 后再進(jìn)行通風(fēng),平均一周消毒2~3次[7]。在夏天或者天氣較暖和時(shí)可以帶豬噴霧消毒,消毒的范圍包括空氣、設(shè)施設(shè)備表面和動(dòng)物體表。
圖2 豬場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)消毒
因電解水的制備和使用特性,設(shè)備占據(jù)了成本的大部分,在推廣過(guò)程中一次性投入成為了其在豬場(chǎng)應(yīng)用的制約因素,國(guó)內(nèi)對(duì)相應(yīng)設(shè)備的開(kāi)發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了高峰期,各種功能和不同成本的電解水機(jī)不斷在市場(chǎng)中涌現(xiàn),其設(shè)備質(zhì)量參差不齊,所生產(chǎn)電解水的特性也不能得到有效驗(yàn)證,相關(guān)的規(guī)章制度還有待制訂。
[1] Krstajic N., Nakic V.,Spasojevic M. Hypochlorite Production ll.Direct electrolysis in a cell Divided by an anionic membrane[J].Journal of Applied Electrochemistry,1991,21(7):637-641.
[2] Honda Y.Improvement of the electrolysis equipment and application of slightly acidic electrolyzed water for dairy farming[J].Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery,2003,(65):27-29.
[3] Rah m a n S M E.,D i n g T.,Oh D-H. Effectiveness of low concentration electrolyzed water to inactivate foodborne pathogens under different environmental conditions[J]. International Journal of Food Microbiology, 2010,(139):147-153.
[4] 冀盈盈.電解水對(duì)植物病害的防治效果及其在芽苗菜生產(chǎn)中的應(yīng)用[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.
[5] Izumi H.Electrolyzed water as a disinfectant for fresh-cut vegetables[J].Journal of Food Science,1999,64(3):536-539.
[6] Hao X., Li B., Zhang Q.,et al. Disinfection efficiency of slightly acidic electrolyzed water in swine barns[J]. Journal of Applied Microbiology, 2013, 115,703-710.
[7] 劉文,蒲施樺,林保忠,等.微酸性電解水對(duì)豬場(chǎng)空氣消毒效果的研究[J].豬業(yè)科學(xué),2015,32(02): 88-90.
2015-12-09)
重慶市農(nóng)發(fā)資金項(xiàng)目(15433)
郝曉霞,(1986-)女,博士,主要研究方向?yàn)樾笄莪h(huán)境控制。Email:xiaoxia6363@126.com.