电解水消毒设备及工艺在规模化猪场的应用

丁玉春，刘 文，林保忠，葛良鹏，郝晓霞

（1.重庆市畜牧科学院，重庆 402460；2.四川农业大学，成都 611130）

消毒工艺

电解水消毒设备及工艺在规模化猪场的应用

丁玉春1，刘 文1，林保忠1，葛良鹏1，郝晓霞2

（1.重庆市畜牧科学院，重庆 402460；2.四川农业大学，成都 611130）

微酸性电解水是一种新型的畜禽场消毒剂，其具有杀菌高效广谱、无污染无残留等优点。市场上存在很多种类的微酸性电解水机，其制备原理、电解方式和所用原料存在一定的差异，文章主要介绍电解水在猪场的应用工艺。

微酸性电解水；消毒剂；设备；消毒工艺

随着我国养殖业的发展，规模化养殖场内的环境卫生成为了养殖业发展的一大短板，其导致的动物疾病给产业造成了巨大的经济损失。电解水是一种新型的消毒剂，其在保持较强消毒特性的前提条件下还具有绿色环保、无污染、无残留的优点，因此被应用于规模化养殖场内，具体设备介绍及使用工艺如下。

图1　有隔膜强酸性电解水（a）和无隔膜微酸性电解水（b）生成原理图

1　电解水种类及其设备

电解水（Electrolyzed Water，EW），又名氧化电位水（Electrolyzed Oxidizing Water，EOW） 或 电 生功能水（Electrolyzed functional water，EFW），是指利用电化学技术方法，将低浓度的NaCl溶液、稀盐酸溶液或两者的混合溶液在电解槽内进行电解，使水的pH、氧化还原电位（ORP）、有效氯浓度（ACC）、活性氧等因素产生变化，从而拥有杀菌功能的消毒溶液［1］。

其制备原理如图1所示，在有隔膜电解条件下，电解槽的阳极和阴极会分别产生强酸性和强碱性的电解水，当制取的目标溶液为强酸性电解水时，强碱性水就会被当成废液排放掉造成浪费，相应的，当目标溶液为强碱性电解水时，也会有废液的产生。而强酸性电解水的极端pH具有一定的腐蚀性，施用后对被消毒物体和工作人员有危害，因此其使用逐渐被微酸性电解水代替。

如表1所示，根据电解水制备原理和pH的不同，可以将其分为以下5类：强酸性电解水、微酸性电解水、中性电解水、弱碱性和强碱性电解水。在直接制取时，多用NaCl作为电解质制备强酸性和强碱性水，而完全电解后的NaCl溶液多呈中性或碱性，因此在添加稀HCl溶液的条件下无隔膜电解可呈现微酸性，纯的稀HCl溶液也作为电解质用于微酸性电解水的制备。无隔膜条件下电解，阴、阳两极溶液会发生混合，最终的水溶液呈现微酸性。微酸性电解水的高杀菌性能［2，3］和绿色环保的特点使其成为目前推广使用的主流，被广泛应用于食品、医院、种植业和养殖业等领域［4-6］。另外，不管以何种物质为电解质，随着电解过程的进行，溶液的pH总是呈上升趋势，因此，稀HCl溶液也被用于中性和弱碱性电解水的制取。

电解水种类的不同决定了其制取设备的不同，设备种类多以电解水的种类命名，如目前常用的微酸性电解水制取设备被简称为“微酸性电解水机”。

2　猪场消毒工艺

2.1 猪场场区入口消毒通道

车辆消毒通道是规模化猪场为进出车辆设置的专用通道，通常会在道路中间建设一个消毒池，池内注入化学消毒剂的稀释液，车辆经过消毒池时其会被消毒，其轮胎表面的污物会被清洗，微生物会被杀灭，从而起到预防疾病被带入或带出养殖场的作用。微酸性电解水可代替化学消毒剂被注入消毒池进行轮胎消毒，有效氯应保持在200～300 mg/L范围内［6］，每周更新一回消毒剂，以防止溶液中含有大量的污物或者电解水中的有效氯被挥发和消耗而丧失消毒活性。某些养殖场会在消毒通道旁加冲水设置，这时最好利用碱性电解水的强去污性能冲洗轮胎和部分车体，使大量污物脱落，然后进入消毒池消毒，可使消毒效果最大化。碱性电解水的浓度可为20～200 mg/L。

表1　电解水的种类及其制备

除了车辆消毒通道，猪场入口一般还会设置进出人员消毒通道。通道内可采用微酸性电解水喷雾消毒，在约3 m长1 m宽的通道内安装2～3个微滴喷雾器，内含浓度为10～30 mg/L的微酸性电解水，喷雾器启动后1 min内电解水的雾滴便可充满整个空间，进而对人员的头发、衣物和鞋子表面进行消毒，且无刺激性，不会打湿衣物。

2.2冲洗圈舍

在日常的圈舍卫生保洁中，畜场工作人员常常用自来水冲洗圈舍的地面、栏杆等来处理污物，特别是清粪沟的清洁要用大量的自来水。因为电解水的制取成本低廉，在圈舍冲洗时可用电解水代替，操作工艺为：先用高浓度（200 mg/L左右）的碱性电解水冲洗处理大量脏污，到一定程度时改用微酸性电解水（200 mg/L左右）冲洗去残余脏污，同时还可以起到消毒的作用。在夏天天气炎热，需要给猪洗浴降温时也可以用微酸性电解水，在进行热调节的同时还能防止病原微生物传播感染。

2.3带猪喷雾消毒

猪舍内预防性喷雾消毒是常见的消毒方式，用微酸性电解水代替化学消毒剂喷雾可以取得更好的微生物去除效果。使用时微酸性电解水的浓度可以为80～120 mg/L，最好使用自动喷雾系统进行喷雾消毒，没有该设施的舍内可采用人工喷雾消毒，在冬季猪舍内一次标准喷雾量不超过100 mL/ m3，喷雾操作尽可能在10 min 之内完成，喷雾后门窗关闭20 min 后再进行通风，平均一周消毒2～3次［7］。在夏天或者天气较暖和时可以带猪喷雾消毒，消毒的范围包括空气、设施设备表面和动物体表。

图2　猪场现场消毒

3　结论

因电解水的制备和使用特性，设备占据了成本的大部分，在推广过程中一次性投入成为了其在猪场应用的制约因素，国内对相应设备的开发已经进入了高峰期，各种功能和不同成本的电解水机不断在市场中涌现，其设备质量参差不齐，所生产电解水的特性也不能得到有效验证，相关的规章制度还有待制订。

［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.电解水对植物病害的防治效果及其在芽苗菜生产中的应用［D］.北京：中国农业大学，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］ 刘文，蒲施桦，林保忠，等.微酸性电解水对猪场空气消毒效果的研究［J］.猪业科学，2015，32（02）： 88-90.

2015-12-09）

重庆市农发资金项目（15433）

郝晓霞，（1986-）女，博士，主要研究方向为畜禽环境控制。Email：xiaoxia6363@126.com.