簡介
電解水機(Water-Ionizer)是依據“
電化學”與“
電解”原理,採用
鈦白金(
鉑)素材或其它合金材質,做為
電解槽之電極板,其間配置陶瓷離子分離膜的透析與分離作用。依操作使用功能需要,電解槽使用“鈦白金電極板”的片數(或換算成電極板總面積),已經發展有“3極2槽”、“5極4槽”、“7極6槽”甚至“9極8槽”的設計使用。
電解水機電解槽之構造與材質,甚至套用於管路水道
自來水源之電解模式,都有別於傳統之電池與電解水操作實驗(製備
氫氣及
氧氣)。依電解水質之“機能性”需求,一般分為“飲用鹼性離子水”、“外用或環保殺菌用酸性離子水”以及“特別成分的離子水”。電解水機之功率輸出.操作面板及特殊設計都有相當成熟的技術產品推陳出新。
套用型飲用水電解水機
電解槽內電極板之間配置離子膜,在電解槽內電極板之負極可以製備出溶存水合陽離子的水溶液,通稱為電解鹼性離子水。
依據
法拉第電解定律:普通自來水之主要內溶物為中性鹽
硫酸鈣成分,經過一定直流電功率及時間電解,硫酸鈣成分相當比例被電解分離析出,陽(鈣)離子向負極析出並吸引氫氧根離子靠近,水溶液因此呈鹼性。
電解功率愈強,電解時間(電解板之面積愈大或流量愈小)愈長,及陽離子之
活性等因素影響,鹼性離子水之
pH值愈高,水合陽(鈣)離子之濃度則愈高。
同理,電解前水溶液如溶存氯鹽(
氯化鈉)成分,電解析出之陽離子則為水合鈉離子。
製備強酸性離子水之電解水機
電解前水質如改為氯化鈉當成主要
電解質成分,其濃度僅需約200mg/L,透過較強
電解模式,在電極之正極即可以製備出溶存次氯酸離子的較強酸性離子水溶液。
由於酸性在pH值約等於2.7附近,酸性水之正電位(
ORP)出現急劇拉升現象,可以達到+1000 mv以上,這種特殊的酸性離子水經過日本多方單位研究結果,證實具有相當能力的殺菌作用。
套用在農業蟲害防治、食品器具環境消毒、皮膚外傷消炎鎮痛殺菌等方面都有一定的功效,因此得到極力重視和發展。
電解水機電解水之電解率
電解標的-硫酸鈣/氯化鈉水溶液“電解率”是飲用電解水機電解水之。在特製的電解槽體中,二電極板間距僅約為3mm,並且在其中間配置“離子透析薄膜”;利用水流給水模式,施以相當電解功率,使得淨化自來水中之導電性溶質,例-硫酸鹽,一定比例被電解分離,這樣帶正負電荷離子,例-鈣離子/硫酸根離子…被電解分離的比例,稱之為“電解率”。
常見飲水中溶質的電解率
以
硫酸鹽為例,元素鈣與鈉的活性相當,硫酸鈣之電解率略大於氯化鈉。元素鉀之活性遠大於鈉,氯化鉀之電解率遠大於氯化鈉。
依據法拉第電解定律:同樣直流電壓,電解消耗電流愈強,電解率愈高。同樣電壓及電流,電解時間愈長,電解率愈高。如以電解生成之鹼性離子水為例,水溶液之pH值愈高,表示陽離子之析出濃度愈多,不過,實際上鈉離子析出濃度仍有上限,ph值是合併所有析出
陽離子的濃度反應的結果,其中當然包括
氫離子(巨觀來說並不存在),會以氫氣型態釋出。
電導性
電導性是指自來水中常見物質可以傳導電子的性質,水溶液中,類似名詞是“
電解質”,一般通稱
離子化合物,可以
TDSmeter測知。例如,硬度約為150mg/L的水質,其TDS值約為280ppm,主成分為“
硫酸鈣”及“
碳酸氫鈣”,詳見“
硬水”。
水按硬度分類
75mg/L 以下 “軟水”
75~140mg/L “中度硬水”
140~300mg/L “硬水”
300mg/L 以上 “極硬水”
常見飲水之電導率(以TDS計)
水別 | 電導率(ppm) | 註記 |
---|
| | 純水不導電或電導率以(ppb)計 |
雨水 | 10~20 | |
| 5~20 | |
| 40~90 | 通常指地面自然湧出,煮沸沒有沉澱物產生 |
| 50~380 | 依地區水源水質而定 |
影響電解水機電解水電解率的因素
電解極板(或離子膜)面積(或稱電解面積大小)。電解面積愈大,對電解槽內水量而言,電解率愈高;又或者意謂,電解時間愈長,電解率愈高
電解電流大小。以一般5片裝電解極板之電解槽為例,製備鹼性水之PH值=8.5~10.5;電解電流約為 1.5~ 2.5 安培。
離子膜或電解極板表面鈣附著。鈣附著嚴重,電解電流無法導通,將會造成電解率大幅下降情形。
流量因素。電解水時,給水流量由(2.0)降為(1.0)L/min,意謂著電解率將提升為2倍 。
元素活性因素。不同多種元素存在,水溶液之電解將會變得很複雜。當然電解率也就難以估算,僅能依電解水質之檢定,依據結果來計算。