臭（chòu）氧發生器在純淨水、礦泉水消毒方（fāng）麵的解決方案

臭氧發生器在純淨水、礦泉水消毒方麵的解決方案  

  一、對臭氧在水處理中的應（yīng）用
    20世紀90年代起，由於懷疑的有機物和天然物（wù）質與氧發生反應形成的三鹵甲烷具（jù）有致癌，美國、日（rì）本和英國等國家（jiā）也逐漸對臭（chòu）氧在水處理中的應用產生了興趣，並逐步在一些飲（yǐn）用水處理係統中采用或增設了臭氧處理工藝。
    由於臭氧比氯有較高的氧化電位，因此它比氯消毒具有更（gèng）強的殺菌作用。對細菌的作用也比氯快，消耗量明顯較小（xiǎo），具在很大程度上不受PH值的影（yǐng）響。有（yǒu）關資料報道，在0.45mg/L臭氧作用（yòng）下，經過2min，脊（jǐ）髓灰質炎病毒即死亡；如用（yòng）氯（lǜ）消毒，則劑量為2mg/L時需經過3h。當1mL水中含有274~325個大腸菌，在臭氧劑量為1mg/L時可降（jiàng）低在腸菌數86%；劑量為2mg/L時，水幾乎可以完（wán）全被消毒。
    較之傳統的氯消毒方（fāng）法，臭氧消毒還有如下優點：
   （1）消毒的同時可改善水的性質，且較少產生附加的化（huà）學（xué）物質汙（wū）染；
   （2）不（bú）會產（chǎn）生如（rú）氯酚那樣（yàng）的臭味；
   （3）不（bú）會產生三鹵甲烷等氯消毒的消毒副產物；
   （4）臭氧可就地製造，獲（huò）得它隻需要電能；
   （5）某些特（tè）定的用水中，如食品加工，飲料生產以及（jí）微電子工業等，臭氧（yǎng）消毒不需（xū）要（yào）從已淨（jìng）化的水中除去過剩殺菌劑的附加工序，如用（yòng）氯消毒時的脫氯工序。

臭（chòu）氧發生器（qì）在純淨水、礦泉水消毒方麵的（de）解決方案

    由於臭氧在水中很不穩定，容易分解，如接觸（chù）池口處水中剩餘臭氧尚有0.4mg/L，但經過水廠清水池（chí）的停留後，水中的剩餘臭氧已完全（quán）分（fèn）解，沒有剩餘消毒劑的水將進入管網，因此經過臭氧消毒的自（zì）來（lái）水通常在其進入管網前還要加入少量的氯或氯胺，以維持水中一（yī）定的消毒劑剩餘（yú）水平。
    1、臭氧的主要我改和消毒機理
       1）臭氧的主要物理（lǐ）、化學特性
       臭氧是一種（zhǒng）高活性的氣體，通過氧（yǎng）氣的放電而形（xíng）成，其分子式是O3，是氧的同素異形體。臭氧（yǎng）最顯著的特（tè）性是具有強烈的氣味（wèi），臭氧的英文詞為”OZONE”，來源於希臘語，意為（wéi）“味道”。在常溫常壓下，臭氧是（shì）淡藍色的（de）具有強（qiáng）烈刺激性氣味的氣體。
      臭氧具有很高的氧化電位（2.076V），比氯（1.36V）高出50%以上，因此它具（jù）有比氯更（gèng）強的氧化能力。臭氧是由氧按以（yǐ）下熱化學方程式形成：
       3O3 — 2O3 — 69kcal
      由（yóu）上（shàng）式可見臭氧的形成是吸熱過（guò）程，因此，臭氧（yǎng）分子極不穩定，可（kě）自行（háng）分解，伴隨著分解過程全放出能量因此，臭氧比氧（yǎng）具有更高的活性的氧化能力。
      2）臭氧氣體向水中的傳遞能力也可表示為：
     單位時間內的傳遞（dì）能力=傳遞係數（shù）X交換麵積（jī）X交換電位
     這裏所指的（de）交換電位不僅與氣（qì）液的濃度差有關，而且與臭氧和水中特質（zhì）發生直接化學反應的活性有關。
     許（xǔ）多實驗表明（míng），臭氧氣體要溶解在（zài）水中，首先必須在與之接觸的液體表麵上完全擴（kuò）散進而溶解（jiě）在（zài）表麵的液體（tǐ）中，最終擴散到液體的內部，因（yīn）此（cǐ），氣液兩相間的傳遞率主要由下列（liè）因素所決定：
     （1）氣液兩相（xiàng）的物理特性；
     （2）氣體通過氣液（yè）界（jiè）麵的深（shēn）度差；
     （3）氣體湍流的程度；
     （4）臭氧在水中的溶解深度大於（yú）氧。臭氧在水（shuǐ）中的溶解一般遵循亨利定律。對臭氧（yǎng）在水中（zhōng）的溶解度的主要影響因素是溫（wēn）度和供氣（qì）壓力。溫度對（duì）臭氧在水中溶解度的影響。
     由於臭氧采（cǎi）用在使用現（xiàn）場利用空（kōng）氣（qì）或氧氣就地（dì）製備，製備出來的臭氧氣體中含臭氧濃度（dù）通常（cháng）很低，一般重（chóng）量濃度在2%—10%之間。，製備（bèi）出來的臭氧氣體實際上是一種氧氧（yǎng）化氣體，屬於混合氣體，其中含有大量的空氣和氧氣。而（ér）亨利定律表示（shì）的是某一單純氣體在（zài）水中的溶解規律，所以，臭氧在水中的溶解特性除了與上述的溫度和供氣壓力有關外，還與供氣中含臭氧的濃度（dù）有關。在一定的溫度下，向水中添加不同濃度的臭氧化（huà）氣（qì）體時，臭氧在水中的（de）溶解度隨空氣壓力的變化（huà）而（ér）變化。
     此外，在一定的大氣壓力下，臭氧（yǎng）在水中的濃度與供氣中的臭氧濃度的關係可用。
     雖然臭（chòu）氧在水中的溶解度大（dà）於氧，但賞玩水中的臭氧極不穩定，很容易分解，在一定溫度（dù）下，PH值對水中剩餘臭（chòu）氧分解速度也有影響。
     2、臭氧的氧化反應和（hé）消（xiāo）毒機理
     臭（chòu）氧一經溶解在水裏，會出現下列兩種（zhǒng）反應：一種（zhǒng）是直接氧化，它（tā）是較緩（huǎn）慢的且有（yǒu）明顯選擇性的反應；另一種則是在水中羥基，過氧化氫（qīng）、有機物、腐植質和高濃度的氫氧根（gēn）誘（yòu）發下自行分解成羥基自由基，間接（jiē）地氧化有機物、微生物或氨等。後一種反（fǎn）應相當快，且沒有選擇（zé）性，另外還能將（jiāng）重碳酸根氧化成重碳酸和碳酸。這兩種反應中（zhōng）後一（yī）種反應更強烈，氧化能力更強。
     由於氫氧根和有機物等能（néng）誘（yòu）發臭（chòu）氧自行分（fèn）解成羥基自由基，所以低PH條件下有利於（yú）臭氧直接氧化反應，而高PH值（zhí）和有機（jī）物含一高的條件下（xià）則有（yǒu）利於羥（qiǎng）基自由基的間接氧化反應。
     臭氧的自行分解（jiě）率在很大程度上取決下PH值、溫度（dù）、UV值、臭氧濃（nóng）度以及水（shuǐ）中存在的其它可去除（chú）物（wù）。其分解（jiě）速率可由餘臭氧的含（hán）量來間接表示 。由於重碳酸鹽和碳酸鹽（尤其是碳酸鹽）具有較強的緩衝性能，因此在低PH和高（gāo）緩衝性能的餘臭氧可維持較長時間。
     臭氧可殺菌消毒的作用主要與它的高氧化（huà）電位和容易他通過微生物細胞膜擴散有關，臭氧能氧化生物細胞的有機物或破壞有機體鏈狀結構而導致細胞死（sǐ）亡。因此，臭（chòu）氧對頑強的微生物如病毒、芽孢等有強大的殺傷力。
     此外，臭氧在（zài）殺傷微生（shēng）物的同時，還能氧化水中的各（gè）種有機物，去除水中的包、嗅、味和酚（fēn）等。
     

二、臭氧消毒係統

臭（chòu）氧發生器在（zài）純淨水（shuǐ）、礦泉（quán）水消毒（dú）方麵的解決方案（àn）

     臭氧消（xiāo）毒係統通常有四部分組成，包括氣源製備、臭氧發生、接觸反應和尾氣（qì）處理，
     1、氣源製備、臭氧發（fā）生
     按照臭氧消毒係統的（de）運行特點，氣源製備部分是臭氧消毒係統中的（de）前置係統，它的作用（yòng）是為（wéi）臭氧發生（shēng）器提供所需的質量（liàng）適宜和數量足夠的氣體。氣源製（zhì）備部分有各種形（xíng）式可供選擇。對不同形式的氣源製備部分的選擇（zé）主（zhǔ）要考慮的因素是供氣的規模、現（xiàn）場條件以及運行能耗。
     臭氧發生部（bù）分是臭氧消毒（dú）係統中的核心，它的作用是（shì）生產消毒工藝所需的數量足夠臭氧氣體。它的投資約占整個（gè）臭氧消毒（dú）的60%以上，運行能耗約占60%~80%。臭氧發生部分因臭氧發生器的形式不同而有所差異，選擇臭氧發生部分要考慮的因素主要臭氧（yǎng）產量、設備投資以及運行能（néng）耗。
     接觸反應是臭氧消毒係統生（shēng）產運（yùn）行的核心，它的作用是將由臭氧氣體迅速有效的擴散到處理水中，並穩定可靠地完成預定工藝所要求的反應。接觸反（fǎn）應形式的確定主要依賴於工藝目標及其相應（yīng）的反應。
     相對（duì）臭氧消毒係統其它部分而言，尾氣處理部（bù）分（fèn）是相對獨立的子係統，它的作用是及時有效地消除臭氧消毒係統 均應包括上述四個部分。
     由（yóu）於臭氧的強氧化能力，因（yīn）此它具（jù）有（yǒu）高腐蝕性能（néng）。通常橡膠（jiāo）、大多數塑料、EPDM（乙烯、丙烯（xī）共聚）、普通的鋼和鐵、銅、鋁等材料不能用於臭氧係統（tǒng）的。可用的（de）材（cái）料主要包括316和305不鏽鋼、玻璃、HYPLAON（氯磺烯化聚乙烯（xī）合成橡膠）TELON（聚四氟乙烯）以及混凝土。
     2、臭氧接觸
     臭氧接觸是通過一定的方式使（shǐ）氧氣擴散到液體中並使之與也液體全麵（miàn）接觸（chù）和（hé）完成預期反應的過程，這一過程（chéng）一般通過臭氧接（jiē）觸器來（lái）完成。不同的工藝目標和相同的反應決定了接角器的形式的接觸時間。
     臭氧接觸器的主要形式有：傳統的（de）微氣泡擴散接（jiē）觸（chù）器、吸（xī）氣式（shì）渦輪擴散接（jiē）觸器、帶有接（jiē）觸填料的密閉（bì）式接觸柱以及吸氣（qì）式水射器擴散接觸器。對於（yú）淨水消毒而言，采用的形式主（zhǔ）要是微氣泡擴散和吸氣式渦輪擴散型（xíng）。
     抽氧（yǎng）接觸時間對於不同的反應通常在1到12min之間。在需要有可靠滅病毒的場（chǎng）合，通常（cháng）需要維持剩餘臭氧達0.4mg/L的4min接觸時間。由於水（shuǐ）中細菌外通常還會含有與（yǔ）臭氧發生快速反應的物質（如構成水中色度和嗅味等（děng）物質）。因此，消毒接觸時間一般采（cǎi）用10min。
     采用微起泡擴散消毒接觸器時（shí），通（tōng）常布置成雙格間和三（sān）格間接觸室。第一間是為了水的化學需臭氧量（降低色（sè）和味）通常以0.4~1.0mg/L的用量（liàng）和4~6min的接觸時間為基礎。而後（hòu）續格間的功能主要是殺滅病毒，在此格間的進口處剩餘臭氧的水平至少必須（xū）有0.4mg/L，而且此格間的低部應注入足夠的（de）臭氧以保持這一（yī）水（shuǐ）平達到4min的時間。後續格間臭氧的注入量通常為0.4~0.6mg/L.
     采用吸氣式渦輪擴散接觸（chù）器時，由（yóu）於這（zhè）種形式的接觸（chù）器尤如一個完整的快速混合器，為了（le）滿足消毒所需要的時間和（hé）剩餘臭（chòu）氧（yǎng）的水平，通常需要設置停留池或采用多級（jí）布置方式，由於渦輪機具有使臭氧氣體與水高效混合的（de）優點，因此，這種接觸器的設計（jì）水深不需要很深。
     3、尾氣處理
     當臭氧與水在接觸器內接觸（chù）後，從接（jiē）觸器排氣管排出的氣體中仍含有一定的殘餘（yú）臭氧，這些含有（yǒu）殘（cán）餘的臭氧的（de）氣體稱之臭（chòu）氧尾氣。尾氣中殘餘臭氧的量隨臭氧同水的接觸方法和處理（lǐ）水中維持的臭氧濃度有關，一般約占臭氧總投量的1%~5~。
     空氣中一定濃度的臭氧（yǎng）對人的機體有害。人在含臭氧1/100萬的空氣中長期停（tíng）留，會引起易怒、感覺疲勞（láo）和頭疼等不良症狀。而（ér）在較高的溫度下，除這些症狀外還會增加惡心、鼻子出血和眼粘液膜炎。經（jīng）常受臭氧的毒害會導致嚴（yán）重（chóng）的疾病。為了保護環境空氣，要求空氣中臭氧的極限允許濃度為0.1mg/m3因此，除了少數（shù）特（tè）定場合允許利用大氣和稀釋能力解決尾氣外置，一般情況富含臭氧的尾氣是不得（dé）直接排放，必（bì）須通過剩餘臭氧的破壞來加 處置。
     尾氣處置的方（fāng）法通常有回用法 ，加熱分解（jiě）法，化學消減法，催化分解法以及稱釋法。