技术简要描述
该技术采用微小电流进行电解,使水体处于微电解状态,电极上可产生一系列活性物质(如OH·、H2O2和O3等活性氧,以及C12、HClO和ClO-等活性氯),可有效杀灭细菌,从而达到消毒灭菌的目的。
技术信息
箱式设备容积为1.5立方米,每天可处理50方水,手持式可连续工作20min,2min内可处理5L水。
商业应用情况
案例1:2015年1月,该技术被应用于陕西省商洛市某区一处水量约50m3的蓄水池,对蓄水池中的水体进行消毒灭菌处理。设备安装于蓄水池进水口处,对于初始细菌总数约为800个/mL左右的原水,采用微电流电解处理25min,细菌总数和总大肠菌群数满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)。 案例2:2015年7-8月,该技术被应用于武汉市某区一处水量约30m3的蓄水池,对蓄水池中的水体进行消毒灭菌处理。设备安装于蓄水池进水口处,对于初始细菌总数约为500个/mL的原水,采用微电流电解处理30min后,已无细菌检出。
设备投资
该成熟技术包括箱式、地缸式、手持式等一系列微电流电解消毒灭菌设备,其中箱式消毒灭菌设备单价3 万元/台,地缸式消毒灭菌设备单价1万元/台,手持式消毒灭菌设备单价0.1万元/台。考虑向“一带一路”沿线发展中国家转移技术过程中其他有关费用(如运费、人员费等),一整套技术设备(包括箱式、地缸式、手持式消毒灭菌设备)的投资约为8万元。以转移技术设备100万套为例,则共需投资800万元。此外,可根据当地实际情况,确定是否建设辅助设施太阳能供电设备,为箱式消毒灭菌设备供电,相关投资另算。
年运行维护费用
利用微电流电解消毒灭菌设备对农村分散式供水进行消毒灭菌处理,其运行费用主要是电费,运行成本约0.3元/m3水。箱式和地缸式消毒灭菌设备每年维护2次,维护费用总计3620元/台·年,其中包括人工费1000元/台·年、修理费200元/台·年,设备折旧费1420元/台·年,管理费1000元/台·年。
投资回收期
本技术成果作为农村分散式饮水安全工程的重要配套设施,是农村民生工程的一部分,属于政府公益投资领域,其产生的效益主要以社会效益和环境效益为主,不适于计算投资回收期。
附加效益
该技术与常用的饮水消毒灭菌技术——加氯消毒技术相比: (1)建设加氯消毒设施至少需建设成本1000元/m3水,运行成本0.5元/m3水(数据来自市场调研); (2)箱式和地缸式消毒灭菌设备,建设成本600元/m3水,运行成本0.3元/m3水(数据来自本技术实际应用成本测算)。 可见,箱式和地缸式消毒灭菌设备比常用的加氯消毒设施明显节约成本,其中建设成本节约400元/ m3水,运行成本节约0.2元/m3水。
综合效益
农村饮水微电流电解消毒灭菌技术,适用于山区农村广泛存在的蓄水池、水窖、水缸、水桶等供水设施的消毒灭菌,对于解决山区农村人口饮水问题、提升农村饮水工程水质达标率至关重要,能够为实现让农民喝上放心水、安全水的美好愿景提供有效保障,是一项惠民工程,社会效益良好。另一方面,相比于常用的饮水消毒灭菌技术(如加氯消毒水厂,至少需建设成本1000元/m3水,运行成本0.5元/m3水),微电流电解消毒灭菌设备建设成本和运行维护成本均较低(箱式和地缸式消毒灭菌设备,建设成本600元/m3水,运行成本0.3元/m3水;手持式消毒灭菌设备,产品成本1000元/台,运行成本0.3元/m3水),且通过选取太阳能供电方式,进一步降低了技术运行成本。此外,由于蓄水池、水窖等供水设施在“一带一路”沿线发展中国家的山区农村广泛存在,对于该项消毒灭菌技术设备需求巨大,因此该项可持续发展技术成果具有良好的推广前景和较大的资源能源节约效益。
技术成熟度
目前,微电流电解消毒灭菌技术设备已在我国江西、陕西、重庆等省(市)的一些山区农村地区饮水工程中得以应用。该技术设备已完成工艺流程优化、产品制备和性能评价、多地应用测试与使用评价,设备性能稳定可靠,运行操作简单,后期维护成本低,所需设备体积小,无需额外建厂房及配套装置,无二次污染。总之,该技术设备在典型使用环境中性能稳定,技术系统成熟。
技术适用性
适用于村落分散、无大型集中供水设施、无法采用加氯等消毒设备的地区,尤其是“一带一路”沿线发展中国家的山区农村地区。通过电解过程产生的活性物质对细菌进行杀灭,装置可采用太阳能供电,灵活性强,能够适应山区农村无供电设施等恶劣的环境条件;无需额外投加化学药剂,避免了化学品存储和运输所带来的风险;装置可实现自动化控制,运行维护简单。因此,该技术基本不受特定条件限制,受地域、规模、环境、资源能源影响很小。
技术稳定性
该技术可采用太阳能供电,不受山区农村无供电等环境条件的限制和影响,无需其他配套设施,无需人工值守、自动化程度高。相关技术设备已在江西省宁都县、陕西省商洛市等多地的农村地区得以应用,工程运行过程中设备性能保持稳定,对环境干扰的敏感程度低。
技术安全性
该技术主要利用微电流电解产生一系列活性物质(如OH·、H2O2和O3等活性氧,以及C12、HClO和C1O-等活性氯)来杀灭水体中的大肠杆菌、隐孢子虫等细菌,无需额外投加化学药剂,避免了化学品存储导致的风险,也避免了在交通不发达的农村地区进行化学品运输所带来的不便。因此该技术在应用中不可能发生二次污染、易燃易爆高毒性物质泄露等环境、安全事故的风险。
知识产权转让
该技术已在国内获得4项实用新型专利证书。分别为: 林莉,李青云,黄茁,胡艳平. 一种分散式供水中饮用水的微电流电解灭菌设备:中国[P]. ZL 201620190753.8,2016-7-27. 林莉,陈进,赵良元,谢雯静. 微波强化微电流电解灭菌及去除悬浮物的水处理装置:中国[P]. ZL 201320500815.7,2014-1-22. 李青云,胡艳平,杨文俊,林莉,喻志强,王振华,周若. 一种手持式微电解饮用水灭菌装置:中国[P]. ZL 201720160639.5, 2017-10-10. 林莉,董磊,黄华伟,郦超. 一种移动式微电流电解抑藻设备:中国[P]. ZL 201821080579.7,2019-2-5.