電解水消毒設備及工藝在規(guī)模化豬場的應用

丁玉春，劉 文，林保忠，葛良鵬，郝曉霞

（1.重慶市畜牧科學院，重慶 402460；2.四川農(nóng)業(yè)大學，成都 611130）

消毒工藝

電解水消毒設備及工藝在規(guī)模化豬場的應用

丁玉春1，劉 文1，林保忠1，葛良鵬1，郝曉霞2

（1.重慶市畜牧科學院，重慶 402460；2.四川農(nóng)業(yè)大學，成都 611130）

微酸性電解水是一種新型的畜禽場消毒劑，其具有殺菌高效廣譜、無污染無殘留等優(yōu)點。市場上存在很多種類的微酸性電解水機，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的應用工藝。

微酸性電解水；消毒劑；設備；消毒工藝

隨著我國養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，規(guī)?；B(yǎng)殖場內(nèi)的環(huán)境衛(wèi)生成為了養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的一大短板，其導致的動物疾病給產(chǎn)業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失。電解水是一種新型的消毒劑，其在保持較強消毒特性的前提條件下還具有綠色環(huán)保、無污染、無殘留的優(yōu)點，因此被應用于規(guī)?；B(yǎng)殖場內(nèi)，具體設備介紹及使用工藝如下。

圖1　有隔膜強酸性電解水（a）和無隔膜微酸性電解水（b）生成原理圖

1　電解水種類及其設備

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），是指利用電化學技術方法，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，電解槽的陽極和陰極會分別產(chǎn)生強酸性和強堿性的電解水，當制取的目標溶液為強酸性電解水時，強堿性水就會被當成廢液排放掉造成浪費，相應的，當目標溶液為強堿性電解水時，也會有廢液的產(chǎn)生。而強酸性電解水的極端pH具有一定的腐蝕性，施用后對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：強酸性電解水、微酸性電解水、中性電解水、弱堿性和強堿性電解水。在直接制取時，多用NaCl作為電解質(zhì)制備強酸性和強堿性水，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。無隔膜條件下電解，陰、陽兩極溶液會發(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)保的特點使其成為目前推廣使用的主流，被廣泛應用于食品、醫(yī)院、種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)等領域［4-6］。另外，不管以何種物質(zhì)為電解質(zhì)，隨著電解過程的進行，溶液的pH總是呈上升趨勢，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備的不同，設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備被簡稱為“微酸性電解水機”。

2　豬場消毒工藝

2.1 豬場場區(qū)入口消毒通道

車輛消毒通道是規(guī)?；i場為進出車輛設置的專用通道，通常會在道路中間建設一個消毒池，池內(nèi)注入化學消毒劑的稀釋液，車輛經(jīng)過消毒池時其會被消毒，其輪胎表面的污物會被清洗，微生物會被殺滅，從而起到預防疾病被帶入或帶出養(yǎng)殖場的作用。微酸性電解水可代替化學消毒劑被注入消毒池進行輪胎消毒，有效氯應保持在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)殖場會在消毒通道旁加沖水設置，這時最好利用堿性電解水的強去污性能沖洗輪胎和部分車體，使大量污物脫落，然后進入消毒池消毒，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，豬場入口一般還會設置進出人員消毒通道。通道內(nèi)可采用微酸性電解水噴霧消毒，在約3 m長1 m寬的通道內(nèi)安裝2～3個微滴噴霧器，內(nèi)含濃度為10～30 mg/L的微酸性電解水，噴霧器啟動后1 min內(nèi)電解水的霧滴便可充滿整個空間，進而對人員的頭發(fā)、衣物和鞋子表面進行消毒，且無刺激性，不會打濕衣物。

2.2沖洗圈舍

在日常的圈舍衛(wèi)生保潔中，畜場工作人員常常用自來水沖洗圈舍的地面、欄桿等來處理污物，特別是清糞溝的清潔要用大量的自來水。因為電解水的制取成本低廉，在圈舍沖洗時可用電解水代替，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，到一定程度時改用微酸性電解水（200 mg/L左右）沖洗去殘余臟污，同時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也可以用微酸性電解水，在進行熱調(diào)節(jié)的同時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)預防性噴霧消毒是常見的消毒方式，用微酸性電解水代替化學消毒劑噴霧可以取得更好的微生物去除效果。使用時微酸性電解水的濃度可以為80～120 mg/L，最好使用自動噴霧系統(tǒng)進行噴霧消毒，沒有該設施的舍內(nèi)可采用人工噴霧消毒，在冬季豬舍內(nèi)一次標準噴霧量不超過100 mL/ m3，噴霧操作盡可能在10 min 之內(nèi)完成，噴霧后門窗關閉20 min 后再進行通風，平均一周消毒2～3次［7］。在夏天或者天氣較暖和時可以帶豬噴霧消毒，消毒的范圍包括空氣、設施設備表面和動物體表。

圖2　豬場現(xiàn)場消毒

3　結(jié)論

因電解水的制備和使用特性，設備占據(jù)了成本的大部分，在推廣過程中一次性投入成為了其在豬場應用的制約因素，國內(nèi)對相應設備的開發(fā)已經(jīng)進入了高峰期，各種功能和不同成本的電解水機不斷在市場中涌現(xiàn)，其設備質(zhì)量參差不齊，所生產(chǎn)電解水的特性也不能得到有效驗證，相關的規(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.電解水對植物病害的防治效果及其在芽苗菜生產(chǎn)中的應用［D］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學，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.微酸性電解水對豬場空氣消毒效果的研究［J］.豬業(yè)科學，2015，32（02）： 88-90.

2015-12-09）

重慶市農(nóng)發(fā)資金項目（15433）

郝曉霞，（1986-）女，博士，主要研究方向為畜禽環(huán)境控制。Email：xiaoxia6363@126.com.