臭氧发生器原理及基础知识说明指导书.doc

臭氧发生器原理及基本知识阐明书1.什么是臭氧 臭氧，又名三原子氧，因其类似鱼腥味臭味而得名。其分子式为 O3，是氧气同素异形体，具备它自身独特性质： 在自然条件下，它是淡蓝色气体； 它有一种类似雷电后腥臭味； 在原则压力和常温下，它在水中溶解度是氧气 13 倍； 臭氧比空气重，是空气 1.658 倍； 臭氧有很强氧化力，是已知最强氧化剂之一（仅次于氟）； 臭氧密度是 2.14g·l(0°C,0.1MP)。沸点是-111°C,熔点是-192°C，正常状况下，臭氧极不稳定，容易分解成氧气； 臭氧分子是逆磁性，易结合一种电子成为负离子分子； 臭氧在空气中半衰期普通为 20-50 分钟，随温度与湿度增高而加快； 臭氧在水中半衰期约为 35 分钟随水质与水温不同而异； 臭氧在冰中极为稳定，其半衰期为  年。 2.臭氧制取 臭氧是一种不稳定气体，不能储存运送，普通臭氧采用现场制作。依照制取工作原理和原料不同，分类如表一： 表一：臭氧制取办法分类 产生办法 工作原理 原料 应用范畴 放电法 放电电解（ED） 空气或氧气 实验室到实际工程 电化学法 电解 高纯度水 需要纯水实验室和小型工程 光化学法 辐射（吸取电子） 空气（氧气）饮用水或高纯水 新技术，合用于实验室到实际工程 辐射化学法 X光，线 高纯水 不惯用，仅用于实验 热法 光电弧电离 水 不惯用，仅用于实验 电晕放电合成臭氧是当前世界上应用最多臭氧制取技术，此技术可以使臭氧产量单台达500kg/h以上。它重要分类如下： 表二：电晕放电合成臭氧技术分类 分类方式 类别 构成及特点 构造 板式（亦称奥托托板式） 由平板式电机和介电体，仅用于少数小型臭氧发生器 管式 卧管式（内玻璃管式、外玻璃管式） 由特种玻璃管为介电体和不锈钢管作电极构成放电单元重要用在医院污水解决臭氧发生器 立管式（水冷立管式、油水双立管式） 网格式（劳泽板式） 陶瓷材料作介电体，采用高频电源，空气冷却，效率高 电源 工频电源（50/60 Hz） 固定频率，电压可调 中频电源（400-600 Hz） 固定频率，电压可调 高频电源（>1000Hz） 频率可调，电压固定 电晕放电技术中管式构造臭氧发生器是当前臭氧市场广泛采用、最为成熟技术，占据国内大某些臭氧市场。管式臭氧发生器普通采用玻璃和非玻璃两种介质。 图一：管式构造构造  臭氧发生器臭氧量与供应电压、空气压力、空气流量、湿度、空气湿度等因素关于。一台臭氧发生器重要是调节电压和空气流量来变化臭氧发生量。其净产率依众多因素而变，涉及：原料气氧气含量和温度、原料气含污染物、达到臭氧浓度、电晕中功率密度、冷却剂温度和流量及冷却系统效率。 3.消毒反映机理  臭氧、氯和二氧化氢氧化势（还原电位）分别是 2.07、1.36、1.28 伏特，在解决水中是氧化力量最强一种。臭氧氧化作用导致不饱和有机分子破裂，使臭氧分子结合在有机分子双键上，生成臭氧化物。臭氧化物自发性分裂产生一种羧基化合物和带有酸性和碱性基两性离子，后者不稳定，可分解成酸和醛。  3.1臭氧与无机物反映 除铂、金、铱、氟以外，臭氧几乎可与元素周期表中所有元素反映。臭氧可与 K、Na 反映生成氧化物或过氧化物，在臭氧化物中阴离子O3 实质上是游离基。臭氧可以将过渡金属元素氧化到较高或最高氧化态，形成更难溶氧化物，人们常运用此性质把污水中 Fe2+、Mn2+及 Pb、Ag、Cd、 Hg、Ni 等重金属离子除去。此外，可燃物在臭氧中燃烧比在氧气中燃烧更加剧烈，可获得更高温度。 3.2臭氧与有机物反映 臭氧与有机物以三种不同方式反映：一是普通化学反映；二是生成过氧化物；三是发生臭氧分解或生成臭氧化物。如有害物质二甲苯与臭氧反映后，生成无毒水及二氧化碳。所谓臭氧分解是指臭氧在与极性有机化合物反映，是在有机化合物本来双键位置上发生反映，把其分子分裂为二。由于臭氧氧化力极强，不但可以杀菌，并且还可以除去水中色味等有机物。  3.3臭氧与水中腐殖质反映 腐殖酸构造具有诸多孔穴，它们能截留或固定有机分子。其反映机理与有机物反映类似。 3.4臭氧消毒 与其她消毒剂同样，当保证臭氧达到足够剂量，作用一定期间，就能能达到抱负消毒杀菌效果。 例如当臭氧浓度为0.080.6ppm 时，对空气中细菌繁殖体中大肠杆菌作 30min，其平均杀灭率达84.6099.9%，而空气中臭氧浓度为0.340.85ppm时，作用  1030min，其杀灭率可达99.4799.97%。又如臭氧对空气消毒时，当浓度为0.21mg/L 时，作用10min对金黄色葡萄球菌杀灭率达90.81%，如提高浓度为0.72mg/L 时，作用时间仍为  10min，杀灭率可达99.99% 。普通讲臭氧浓度愈高其杀菌效果愈好。如下是国家环保总局关于发布医院污水解决技术指南告知中对医院污水采用臭氧消毒一种参照原则， 表三：医院污水解决技术指南臭氧投加原则及去除率登记表 项目 一级解决水 二级解决水 臭氧投加量/ppm 3050 1020 接触时间/min 30 515 大肠杆菌去除率/% 99.99 99.99 4.臭氧应用 随着水源污染加剧和水质原则提高，针对常规解决工艺局限性，臭氧技术正逐渐引起人们关注，并逐渐得到应用。 4.1臭氧重要作用 重要作用涉及：消毒、氧化有机物、去除气味和颜色、去除颗粒。各方面资料表白，当前国内使用臭氧技术已经广泛应用在饮用水消毒、游泳池水消毒、医疗业。  表四：臭氧重要应用领域 行业 应用 饮用水 自来水杀菌消毒；瓶装、桶装纯净水、矿泉水等饮用水消毒；高楼屋顶水箱水质解决 都市污水解决 都市污水解决厂深度解决 娱乐业 游泳池水质消毒；营业场合空气净化、环境消毒 医疗业 病房、手术间空气消毒，医疗器械消毒，医疗废水灭菌消毒解决、衣物消毒 化工业 工业废水、废气解决；能迅速分解废水中氰铬盐、酚等；有机染料脱色 家电业 臭氧消毒洗涤器、臭氧洗衣机、臭氧消毒碗柜、臭氧洗碗机等 医院是治疗疾病地方，但是由于到医院就诊人很大某些是危重患者，其炎症正处在高峰时期，来自病人身上有害病菌极易散发于空气中。因而，医院又是容易感染疾病场合。当前，由于到医院就诊引起交叉感染事已司空见惯。医院手术和护理操作前大夫或护士双手及手术器具消毒问题也是亟待解决课题之一。具备高效、迅速杀菌作用臭氧在医院环境消毒、术前消毒等方面大有用武之地。例如，日本科学家就研究过用于医院臭氧水消毒法。据其研究成果，用臭氧水对医院手术前医生、护士双手消毒，可杀死所有细菌，不但时间极短，并且其消毒效果也是其她碘类消毒剂无法比拟。老式进行同样消毒操作至少需要 10 分钟。在医院中最易引起感染黄色葡萄球菌和绿脓杆菌等在臭氧水中只需 5 秒钟即可所有杀死，其杀菌力远远超过酒精和氯。并且臭氧水具备可靠安全性，经常使用不会伤及肌肤，虽然误喝也不会中毒。 臭氧还可以用于治疗。如俄罗斯研究出一种特殊液压液来治愈伤口，其基本办法就是在高压下用雾状富含臭氧生理溶液冲洗伤口，水流就象手术刀同样将伤口中脓血、坏死组织及细菌分解物清除，同步杀死伤口表面致病微生物。然后变换“臭氧刀”构造，继续增大液体压力，使臭氧化溶液渗进发炎组织几毫米至 3 厘米深，并增长氧气，杀死更深层致病细菌。据报道，用这种办法已治疗过 200 例病人，她们都是某些糖尿病、脓毒病、血管动脉硬化及不适当施行普通外科手术患者，成果这些病人伤口全都完全愈合。 4.2臭氧与其他消毒技术比较 当前采用消毒技术重要有：液氯、臭氧、二氧化氯、紫外线。由于液氯消毒带来二次污染、以及余氯对人体刺激使得没有类似问题其他消毒办法得到应用。各种消毒杀菌办法效果和优缺陷比较如表所示。 表五：各种消毒技术比较表 项目 液氯 二氧化氯 紫外线 臭氧 需要解决时间 1030min 比液氯稍快 最小 510min 对细菌有效性 有 有 有 有 对病毒有效性 有某些 弱 较强 很强 设备投资 最低 比液氯高，低于其她 比臭氧高 液氯5倍 运营费用 最低 比液氯高，低于其她 与臭氧类似 比液氯高 长处 1 价廉 2 技术成熟 3 有保护性余氯 4 有持续杀菌能力 1 价廉 2 可现场制造，技术成熟 3 有持续杀菌能力 与臭氧类似杀菌效应快 1 除色臭味快 2 广谱杀菌消毒，消毒效率是氯消毒 15 倍 3 无二次污染 缺陷 1 对病毒无效 2其氧化性对人体有害 3有刺激性气味并损害人体皮肤 1 对病毒无效 2气态二氧化氯是剧毒化合物，对人体有害，且与液氯同样会有致癌二次污染物产生 1 价格贵 2 无持续杀菌能力 3 对水前解决规定高 4 穿透力弱 1 价格贵 2 无持续杀菌能力 3 安全规定高 适合类型 所有类型污水解决或给水解决 1所有类型污水处理 2所有类型给水处理  1 不适合污水解决 2 简朴空气杀菌 3纯水或高纯水消毒 1、适合所有场合水解决杀菌和消毒 2、空气消毒 3、器械表面消毒 6.原则臭氧发生系统 原则臭氧发生器由四大系统构成：空气解决系统、冷却系统、电源系统、臭氧合成系统。                6.1 气源解决系统 空气源臭氧发生器系统是指以空气为原料，通过多道工艺干燥解决后空气送入臭氧合成系统产生臭氧装置。 压缩机  冷凝器  贮气罐  水过滤器  油过滤器  冷干机水过滤器  油过滤器  干燥机  粉尘过滤器  换热器  减压阀流量计  臭氧合成 技术指标：空气露点 -45  粉尘 >0.01ppm  6.2 冷却系统 臭氧合成过程中大概90%电功率被转换成热能，具备稳定高效冷却系统是发生器长期运营主线保障。冷却系统重要对放电单元外电极进行冷却和对进入放电单元气体进行调节以保证臭氧产量稳定。冷却系统通用分为开路循环和闭路循环两种。 6.3 电源系统 电源系统是臭氧合成过程中最关健某些，电源系统不但与臭氧系统稳定可靠工作关于，并且与臭氧合成效率运营成本关于。臭氧电源当前运营有：工频电源、中频电源、高频电源三种。 6.4 控制系统 臭氧电源控制是一项较为复杂、技术含量很高系统它既能保电源主电路可以在任何状况下恒流恒压运营又能实现系列化在线检测控制详细特点如下： a. 可实现远近程控制； b. 可实现臭氧气体浓度在线检测和控制； c. 可实现水溶度在线检测和控制； d. 可实现气体流量压力自动检测和调节； e. 可实现进气出气进水出水温度在线检测和报警。