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臭氧發(fā)生器
作者：成都洪拓來源：成都洪拓發(fā)布時間：2015-04-27
一、概述：
臭氧（O3）是世界公認的廣譜高效殺菌消毒劑。采用空氣或氧氣為原料利用高頻高壓放電產(chǎn)生臭氧。臭氧比氧分子多了一活潑的氧原子臭氧，化學性質(zhì)特別活潑，是一種強氧化劑，在一定濃度下可迅速殺滅空氣、水中的細菌。沒有任何有毒殘留，不會形成二次污染，被譽為“最清潔的氧化劑和消毒劑”。
臭氧殺菌效率高、速度快，操作簡單。臭氧易分解，必須利用空氣中的氧氣或制氧機、氧氣瓶中的氧氣現(xiàn)場制備。 臭氧可以立即與不飽和有機化合物反應(yīng)，三個氧原子全部加成到雙鍵或三鍵上。
（O2 + O → O3 ）
二、臭氧發(fā)生器的工作原理：
電暈放式臭氧發(fā)生器：干燥的氧氣或含氧氣體流過由內(nèi)電和外電極組成的電暈放電區(qū)，放電區(qū)內(nèi)施加數(shù)千伏的高頻高壓電能，將流入放電區(qū)的原料氣體電離生成臭氧。這種臭氧發(fā)生器具有技術(shù)成熟、工作穩(wěn)定、使用壽命長、臭氧產(chǎn)量大（單機可達1Kg/h）等優(yōu)點，所以是國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)使用最廣泛的臭氧發(fā)生器。
在高壓放電式臭氧發(fā)生器中又分為以下幾種類型：
1）、按發(fā)生器的高壓電頻率劃分，有工頻(50-60Hz)、中頻(400-1000Hz)和高頻(＞1000Hz)三種。工頻發(fā)生器由于體積大、功耗高等缺點，目前已基本退出市場。中、高頻發(fā)生器具有體積小、功耗低、臭氧產(chǎn)量大等優(yōu)點，是現(xiàn)在最常用的產(chǎn)品。
2）、按使用的氣體原料劃分，有氧氣型和空氣型兩種。氧氣型通常是由氧氣瓶或制氧機供應(yīng)氧氣。空氣型通常是使用空氣（如壓縮空氣）作為原料。由于臭氧是靠氧氣來產(chǎn)生的，而空氣中氧氣的含量只有21%，所以空氣型發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度比較低，同時還會衍生氮化物。而瓶裝或制氧機的氧氣純度都在90%以上，所以氧氣型發(fā)生器的臭氧濃度較高。在環(huán)境消毒時，通常使用空氣型發(fā)生器。在水處理時，應(yīng)優(yōu)先考慮氧氣型發(fā)生器。但如果消毒飲用水時，發(fā)生器需要配合舊式臭氧混合塔使用，則只能選用空氣型。
3）、按冷卻方式劃分，有水冷型和風冷型。臭氧發(fā)生器工作時會產(chǎn)生大量的熱能，需要冷卻，否則臭氧會因高溫而邊產(chǎn)生邊分解。水冷型發(fā)生器冷卻效果好，工作穩(wěn)定，臭氧無衰減，并能長時間連續(xù)工作，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本稍高。風冷型冷卻效果不夠理想，臭氧衰減明顯。總體性能穩(wěn)定的高性能臭氧發(fā)生器通常都是水冷式的。風冷一般只用于臭氧產(chǎn)量較小的中低檔臭氧發(fā)生器。在選用發(fā)生器時，應(yīng)盡量選用水冷型的。需要提醒用戶的是，國內(nèi)某些廠家將本來是中低檔結(jié)構(gòu)的臭氧發(fā)生器，也簡單加裝了水冷卻系統(tǒng)。但由于這種臭氧發(fā)生器的根本結(jié)構(gòu)沒有改變，所以性能不會得到提高。
4）、按介電材料劃分，常見的有石英管、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等幾種類型。其中石英管由于具有介電常數(shù)高、壁厚均勻、橢圓度好、耐高溫、耐潮濕等特點而最常被一些高性能的臭氧發(fā)生器使用。陶瓷板易脆裂，只適用一些小型發(fā)生器。陶瓷管的壁厚和橢圓度不易控制，容易出現(xiàn)放電不均勻的問題，所以使用的不多。玻璃管和搪瓷管介電常數(shù)低，耐高溫性能差，易炸裂，只有在一些低端發(fā)生器上使用。
5）、按臭氧產(chǎn)生部件的結(jié)構(gòu)劃分，有密閉式和開放式兩種。密閉式發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點是密封體本身就是電極，臭氧能夠集中使用，如用于水處理。開放式發(fā)生器的電極是裸露在空氣中的，所產(chǎn)生的臭氧無法集中使用，通常只用于較小空間的空氣凈化或某些小型物品表面消毒。密閉式發(fā)生器可代替開放式發(fā)生器使用。密閉式發(fā)生器的成本遠高于開放式發(fā)生器。值得注意的是，現(xiàn)在有些人把開放式發(fā)生器硬性封裝起來，冒充密閉式發(fā)生器。這樣做的結(jié)果是由于大量的熱量無法及時散發(fā)，臭氧衰減嚴重，發(fā)生器也很快燒損。
三、臭氧發(fā)生器在凈水行業(yè)的應(yīng)用：
1)、除鐵除錳處理
采用臭氧代替曝氣池，加快曝氣速度：向含鐵、錳的地下水加入臭氧后，水中鐵、錳離子立即被氧化，當水流經(jīng)錳砂濾層時，在濾層中再發(fā)生接觸氧化反應(yīng)及濾料表面的生物化學作用和物理截留吸附作用，使水中鐵、錳離子沉淀去處，達到國家生活飲用水標準要求。
2)、純凈水消毒保鮮
瓶裝和桶裝純水最常見的微生物污染是細菌的霉菌，造成產(chǎn)品質(zhì)量事故而報廢，殺菌技術(shù)是控制瓶裝純水質(zhì)量的重要措施之一，而通過合理有效使用O3殺滅細菌和霉菌是一種較為理想的方法。
四、臭氧在水中應(yīng)用濃度：
◎水應(yīng)用中臭氧溶解度在0.1mg/L～10mg/L之間。低值作為水消毒凈化要求的最低濃度，高值作為“臭氧水消毒劑” 可達到的濃度值。
◎自來水臭氧睜化，國際常規(guī)標準為0.4mg/L的溶解度值，保持4分鐘。 ◎水中余臭氧濃度保持在0.1～0.5mg/L作用5～10min可達消毒目的。
◎臭氧水消毒滅菌是急速的，消毒作用在瞬間發(fā)生。清水中臭氧濃度一旦達到，在0.5～1分鐘內(nèi)就殺死細菌，在濃度達4mg/L，在1分鐘內(nèi)乙肝病毒滅活率為100%。
◎Herbold報道：20℃條件下，水中臭氧濃度達0.43mg/L時，可將大腸桿菌100%殺滅，10℃時僅需0.36mg/L即可全部殺滅。
◎臭氧濃度為0.25～38mg/L時，僅需幾秒或幾分鐘完全滅活甲型肝炎病毒（HAV）。
◎礦泉水中臭氧溶解度在0.4～0.5mg/L時，即可滿足殺菌保質(zhì)要求。合理的臭氧投放量為1.5～2.0mg/L。
◎瓶裝水處理應(yīng)達0.3～0.5mg/L的臭氧溶解度值，要求投加臭氧應(yīng)滿足 1m3水2gO3的發(fā)生量。根據(jù)實踐經(jīng)驗，臭氧發(fā)生濃度高于8mg/L時容易達到濃度。
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