臭氧發(fā)生器原理及基礎(chǔ)知識說明書

1、臭氧發(fā)生器原理及基礎(chǔ)知識說明書1.什么是臭氧 臭氧，又名三原子氧，因其類似魚腥味的臭味而得名。其分子式為 O3，是氧氣的同素異形體，具有它自身的獨(dú)特性質(zhì)： 在自然條件下，它是淡藍(lán)色的氣體； 它有一種類似雷電后的腥臭味； 在標(biāo)準(zhǔn)壓力和常溫下，它在水中的溶解度是氧氣的 13 倍； 臭氧比空氣重，是空氣的 1.658 倍； 臭氧有很強(qiáng)的氧化力，是已知最強(qiáng)的氧化劑之一（僅次于氟）； 臭氧的密度是 2.14g·l(0°C,0.1MP)。沸點(diǎn)是-111

2、76;C,熔點(diǎn)是-192°C，正常情況下，臭氧極不穩(wěn)定，容易分解成氧氣； 臭氧分子是逆磁性的，易結(jié)合一個電子成為負(fù)離子分子； 臭氧在空氣中的半衰期一般為 20-50 分鐘，隨溫度與濕度的增高而加快； 臭氧在水中半衰期約為 35 分鐘隨水質(zhì)與水溫的不同而異； 臭氧在冰中極為穩(wěn)定，其半衰期為 2000 年。 2.臭氧的制取 臭氧是一種不穩(wěn)定的氣體，不能儲存運(yùn)輸，一般臭氧采用現(xiàn)場制作。根據(jù)制取的工作原理和原料的不同，分類如表一： 表一：臭氧制取方法分類 

3、;產(chǎn)生方法 工作原理 原料 應(yīng)用范圍 放電法 放電電解（ED） 空氣或氧氣 實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際工程 電化學(xué)法 電解 高純度水 需要純水的實(shí)驗(yàn)室和小型工程 光化學(xué)法 輻射（吸收電子） 空氣（氧氣）飲用水或高純水 新技術(shù)，適用于實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際工程 輻射化學(xué)法 X光，線 高純水 不常用，僅用于實(shí)驗(yàn) 熱法 光電弧電離 水 不常用，僅用于實(shí)驗(yàn) 電暈放電合成臭氧是目前世界上應(yīng)用

4、最多的臭氧制取技術(shù)，此技術(shù)能夠使臭氧產(chǎn)量單臺達(dá)500kg/h以上。它的主要分類如下： 表二：電暈放電合成臭氧技術(shù)分類 分類方式 類別 組成及特點(diǎn) 構(gòu)造 板式（亦稱奧托托板式） 由平板式電機(jī)和介電體，僅用于少數(shù)小型臭氧發(fā)生器 管式 臥管式（內(nèi)玻璃管式、外玻璃管式） 由特種玻璃管為介電體和不銹鋼管作電極組成放電單元主要用在醫(yī)院污水處理的臭氧發(fā)生器 立管式（水冷立管式、油水雙立管式） 網(wǎng)格式（勞澤板式） 陶瓷材料作介電體，采用高頻電源，空氣冷卻，效率高 電源&#

5、160;工頻電源（50/60 Hz） 固定頻率，電壓可調(diào) 中頻電源（400-600 Hz） 固定頻率，電壓可調(diào) 高頻電源（>1000Hz） 頻率可調(diào)，電壓固定 電暈放電技術(shù)中管式結(jié)構(gòu)臭氧發(fā)生器是目前臭氧市場廣泛采用、最為成熟的技術(shù)，占據(jù)我國大部分臭氧市場。管式臭氧發(fā)生器一般采用玻璃和非玻璃兩種介質(zhì)。 圖一：管式構(gòu)造結(jié)構(gòu)  臭氧發(fā)生器臭氧量與供給電壓、空氣壓力、空氣流量、濕度、空氣濕度等因素有關(guān)。一臺臭氧發(fā)生器主要是調(diào)節(jié)電壓和空氣流量來改變臭氧發(fā)生量的。其凈產(chǎn)率依眾多因素而變，包括

6、：原料氣的氧氣含量和溫度、原料氣含的污染物、達(dá)到的臭氧濃度、電暈中的功率密度、冷卻劑的溫度和流量及冷卻系統(tǒng)的效率。 3.消毒反應(yīng)機(jī)理  臭氧、氯和二氧化氫的氧化勢（還原電位）分別是 2.07、1.36、1.28 伏特，在處理水中是氧化力量最強(qiáng)的一種。臭氧的氧化作用導(dǎo)致不飽和的有機(jī)分子的破裂，使臭氧分子結(jié)合在有機(jī)分子的雙鍵上，生成臭氧化物。臭氧化物的自發(fā)性分裂產(chǎn)生一個羧基化合物和帶有酸性和堿性基的兩性離子，后者不穩(wěn)定，可分解成酸和醛。  3.1臭氧與無機(jī)物反應(yīng) 除鉑、金、銥、氟以外，臭氧幾乎可與元素周期表中的所有元素

7、反應(yīng)。臭氧可與 K、Na 反應(yīng)生成氧化物或過氧化物，在臭氧化物中的陰離子O3 實(shí)質(zhì)上是游離基。臭氧可以將過渡金屬元素氧化到較高或最高氧化態(tài)，形成更難溶的氧化物，人們常利用此性質(zhì)把污水中 Fe2+、Mn2+及 Pb、Ag、Cd、 Hg、Ni 等重金屬離子除去。此外，可燃物在臭氧中燃燒比在氧氣中燃燒更加猛烈，可獲得更高的溫度。 3.2臭氧與有機(jī)物反應(yīng) 臭氧與有機(jī)物以三種不同的方式反應(yīng)：一是普通化學(xué)反應(yīng)；二是生成過氧化物；三是發(fā)生臭氧分解或生成臭氧化物。如有害物質(zhì)二甲苯與臭氧反應(yīng)后，生成無毒的水及二氧化碳。所謂

8、臭氧分解是指臭氧在與極性有機(jī)化合物的反應(yīng)，是在有機(jī)化合物原來的雙鍵的位置上發(fā)生反應(yīng)，把其分子分裂為二。由于臭氧的氧化力極強(qiáng)，不但可以殺菌，而且還可以除去水中的色味等有機(jī)物。  3.3臭氧與水中腐殖質(zhì)反應(yīng) 腐殖酸的結(jié)構(gòu)含有很多孔穴，它們能截留或固定有機(jī)分子。其反應(yīng)機(jī)理與有機(jī)物反應(yīng)類似。 3.4臭氧的消毒 與其他消毒劑一樣，當(dāng)保證臭氧達(dá)到足夠的劑量，作用一定時間，就能能達(dá)到理想的消毒殺菌效果。 例如當(dāng)臭氧濃度為0.080.6ppm 時，對空氣中細(xì)菌繁殖體中的大腸桿菌作 30min，其平均殺滅率達(dá)84.6099.9%，而

9、空氣中臭氧濃度為0.340.85ppm時，作用  1030min，其殺滅率可達(dá)99.4799.97%。又如臭氧對空氣消毒時，當(dāng)濃度為0.21mg/L 時，作用10min對金黃色葡萄球菌殺滅率達(dá)90.81%，如提高濃度為0.72mg/L 時，作用時間仍為  10min，殺滅率可達(dá)99.99% 。一般講臭氧的濃度愈高其殺菌效果愈好。以下是2004年國家環(huán)?？偩株P(guān)于發(fā)布醫(yī)院污水處理技術(shù)指南的通知中對醫(yī)院污水采用臭氧消毒的一個參考標(biāo)準(zhǔn)， 表三：醫(yī)院污水處理技術(shù)指南臭氧投加標(biāo)準(zhǔn)及去除率登記表 項(xiàng)目 一級處

10、理水 二級處理水 臭氧投加量/ppm 3050 1020 接觸時間/min 30 515 大腸桿菌去除率/% 99.99 99.99 4.臭氧的應(yīng)用 隨著水源污染的加劇和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，針對常規(guī)處理工藝的不足，臭氧技術(shù)正逐漸引起人們的關(guān)注，并逐步得到應(yīng)用。 4.1臭氧的主要作用 主要作用包括：消毒、氧化有機(jī)物、去除氣味和顏色、去除顆粒。各方面資料表明，目前我國使用臭氧技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在飲用水消毒、游泳池水消毒、醫(yī)療業(yè)。  表四：臭氧的主

11、要應(yīng)用領(lǐng)域 行業(yè) 應(yīng)用 飲用水 自來水殺菌消毒；瓶裝、桶裝純凈水、礦泉水等飲用水消毒；高樓屋頂水箱的水質(zhì)處理 城市污水處理 城市污水處理廠的深度處理 娛樂業(yè) 游泳池水質(zhì)消毒；營業(yè)場所空氣凈化、環(huán)境的消毒 醫(yī)療業(yè) 病房、手術(shù)間的空氣消毒，醫(yī)療器械消毒，醫(yī)療廢水滅菌消毒處理、衣物的消毒 化工業(yè) 工業(yè)廢水、廢氣處理；能迅速分解廢水中的氰鉻鹽、酚等；有機(jī)染料的脫色 家電業(yè) 臭氧消毒洗滌器、臭氧洗衣機(jī)、臭氧消毒碗柜、臭氧洗碗機(jī)等 醫(yī)院是治療疾病的地方，但是

12、由于到醫(yī)院就診的人很大部分是危重患者，其炎癥正處于高峰時期，來自病人身上的有害病菌極易散發(fā)于空氣中。因此，醫(yī)院又是容易感染疾病的場所?，F(xiàn)在，由于到醫(yī)院就診引起交叉感染的事已司空見慣。醫(yī)院手術(shù)和護(hù)理操作前大夫或護(hù)士的雙手及手術(shù)器具的消毒問題也是亟待解決的課題之一。具有高效、迅速殺菌作用的臭氧在醫(yī)院環(huán)境消毒、術(shù)前消毒等方面大有用武之地。比如，日本科學(xué)家就研究過用于醫(yī)院的臭氧水消毒法。據(jù)其研究結(jié)果，用臭氧水對醫(yī)院手術(shù)前醫(yī)生、護(hù)士的雙手消毒，可殺死所有細(xì)菌，不僅時間極短，而且其消毒效果也是其他碘類消毒劑無法比擬的。傳統(tǒng)進(jìn)行同樣的消毒操作至少需要 10 分鐘。在醫(yī)院中最易引起感染的黃

13、色葡萄球菌和綠膿桿菌等在臭氧水中只需 5 秒鐘即可全部殺死，其殺菌力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過酒精和氯。而且臭氧水具有可靠的安全性，經(jīng)常使用不會傷及肌膚，即使誤喝也不會中毒。 臭氧還可以用于治療。如俄羅斯研究出一種特殊的液壓液來治愈傷口，其基本方法就是在高壓下用霧狀富含臭氧的生理溶液沖洗傷口，水流就象手術(shù)刀一樣將傷口中的膿血、壞死組織及細(xì)菌分解物清除，同時殺死傷口表面的致病微生物。然后變換“臭氧刀”的結(jié)構(gòu)，繼續(xù)增大液體的壓力，使臭氧化的溶液滲進(jìn)發(fā)炎組織幾毫米至 3 厘米深，并增加氧氣，殺死更深層的致病細(xì)菌。據(jù)報道，用這種方法已治療過 200 

14、例病人，他們都是一些糖尿病、膿毒病、血管動脈硬化及不宜施行通常外科手術(shù)的患者，結(jié)果這些病人的傷口全都完全愈合。 4.2臭氧與其它消毒技術(shù)的比較 目前采用的消毒技術(shù)主要有：液氯、臭氧、二氧化氯、紫外線。由于液氯消毒帶來的二次污染、以及余氯對人體的刺激使得沒有類似問題的其它消毒方法得到應(yīng)用。各種消毒殺菌方法的效果和優(yōu)缺點(diǎn)的比較如表所示。 表五：各種消毒技術(shù)比較表 項(xiàng)目 液氯 二氧化氯 紫外線 臭氧 需要處理時間 1030min 比液氯稍快 最小 510min 

15、對細(xì)菌的有效性 有 有 有 有 對病毒的有效性 有一些 弱 較強(qiáng) 很強(qiáng) 設(shè)備投資 最低 比液氯高，低于其他 比臭氧高 液氯的5倍 運(yùn)行費(fèi)用 最低 比液氯高，低于其他 與臭氧類似 比液氯高 優(yōu)點(diǎn) 1 價廉 2 技術(shù)成熟 3 有保護(hù)性余氯 4 有持續(xù)殺菌的能力 1 價廉 2 可現(xiàn)場制

16、造，技術(shù)成熟 3 有持續(xù)殺菌能力 與臭氧類似殺菌效應(yīng)快 1 除色臭味快 2 廣譜殺菌消毒，消毒效率是氯消毒的 15 倍 3 無二次污染 缺點(diǎn) 1 對病毒無效 2其氧化性對人體有害 3有刺激性氣味并損害人體皮膚 1 對病毒無效 2氣態(tài)的二氧化氯是劇毒的化合物，對人體有害，且與液氯一樣會有致癌的二次污染物的產(chǎn)生 1 價格貴 2 無持續(xù)殺菌能力 3 對水

17、的前處理要求高 4 穿透力弱 1 價格貴 2 無持續(xù)殺菌能力 3 安全要求高 適合類型 所有類型的污水處理或給水處理 1所有類型的污水處理 2所有類型的給水處理  1 不適合污水處理 2 簡單空氣殺菌 3純水或高純水消毒 1、適合所有場合水處理的殺菌和消毒 2、空氣消毒 3、器械表面消毒 6.標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)臭氧發(fā)生器由四大系統(tǒng)組成：空氣處理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電源

18、系統(tǒng)、臭氧合成系統(tǒng)。                6.1 氣源處理系統(tǒng) 空氣源臭氧發(fā)生器系統(tǒng)是指以空氣為原料，經(jīng)過多道工藝干燥處理后的空氣送入臭氧合成系統(tǒng)產(chǎn)生臭氧的裝置。 壓縮機(jī)  冷凝器  貯氣罐  水過濾器  油過濾器  冷干機(jī)水過濾器  油過濾器  干燥機(jī)  粉塵過濾器  換熱器  減壓閥流量計  臭氧合成 技術(shù)指標(biāo)：空氣露點(diǎn) -45&#