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环保界的新宠——臭氧

2018-12-06 来源: 中链企通环保网 浏览量:580

环保界的新宠——臭氧

1、臭氧的简介
    臭氧自1875年问世以来,臭氧发生器的研制及应用得到了很大的提高和发展,被列为*家重点推广高科技项目。
臭氧(O3)是氧(O2)的同素异形体,分子式O3是一种较为不稳定的、活泼气体。
    臭氧是一种具有刺激性特殊气味的不稳定气体。在常温下,臭氧为蓝色气体,为已知*强的氧化剂之一,密度为1.658(空气=1),溶点为-192.5±0.4℃,沸点为-111.9±0.3℃,臭氧略溶于水,其溶解度比氧大13倍,比空气大25倍。臭氧的化学性质极不稳定,在空气和水中都会慢慢分解为氧气。在270℃高温下可立即转化为氧。1%水溶液在常温半衰期为16分钟,所以臭氧不能象其它常用工业气体那样用瓶装贮存,一般为现场生产,立即使用。
    臭氧的毒性:空气中臭氧浓度达(6.25-62.5)×10-5mol/L(3-30mg/m3)时,出现头疼及呼吸器官局部麻痹等症;浓度为3.125×10-4-1.25×10-3mol/L(15-60mg/m3)时,则对人体有危害。其毒性还和接触时间有关,例如长期接触1.748×10-7mol/L(4ppm)以下的臭氧会引起永久性心脏障碍,但接触20ppm以下的臭氧不超过2h,对人体无永久性危害。因此,臭氧的臭味很浓,浓度为4.46×10-9mol/L(0.1ppm)时,人们就能感觉到,因此世界上使用臭氧已有一百多年的历史,至今也没有发现一例因臭氧中毒而导致死亡的报道。
    臭氧的腐蚀性:臭氧具有很强的氧化性,除了金和铂外,臭氧几乎对所有的金属都有腐蚀作用。铝、锌与臭氧接触会被强烈氧化,但不含铬铁合金基本上不受臭氧腐蚀。基于这一点,生产上常使用含25%Cr的铬铁合金(不锈钢)来制造臭氧发生设备和加注设备中与臭氧直接接触的部件。
    臭氧对非金属材料也有强烈的腐蚀作用,即使是在别处使用得相当稳定的聚氯乙烯滤板等在臭氧加注设备中使用不久便见疏松、开裂和穿孔。在臭氧发生设备和计量设备中,不能用普通橡胶作密封材料,必须采用耐腐蚀能力强的硅橡胶或耐酸橡胶等。
臭氧的应用:臭氧可杀灭细菌繁殖体和芽胞、病毒、真菌等,并可破坏内毒杆菌毒素。广泛应用于:废水处理厂、饮用水、游泳池、浴池、饮用水、瓶装水、医院无菌室、流动水消毒、水柜植物、冷却塔、动物园和湖泊、水产养殖、小规模试验性工厂、去色、去味、石油化工、食品生产、大气细菌控制、除化学药物、实验室、果蔬保鲜、冰鲜鱼、虾。
    臭氧消毒的好处:经过臭氧处理后水中的细菌去除率为99.985%-99.998%。有机物减少了40%,色度去除率为77%,亚硝酸盐类去除率为79.5%,类蛋白氨去除率为11.9%。
2、臭氧产生的方式
    臭氧的产生有两种:一种是高压放电产生臭氧;一种是采用波长185nm紫外线产生臭氧。在185nm紫外光波长的辐射下,空气中的氧气分子分离,重新结合为有三个氧原子的臭氧分子,地球臭氧层的形成就是由于太阳的光辐射中强烈的185nm紫外光照射到大气层,使大气层中的氧气变成臭氧。
 
 高压放电[CD] 臭氧发生器:当高压电流经空气, 会把部分氧分子分裂再聚合成臭氧[3O2>>>2O3]。 自然界中闪电时会产生臭氧。高压放电管是用不透钢管外包上一层绝缘体如陶瓷,再放在石英管中,石英管与陶瓷绝缘层间有小许空隙,让氧气或空气流过,在不锈钢管与石英管间加上高电压,使电流通过空隙放电,产生臭氧。
    高压放电[CD]产生臭氧的特点:产量是10-600/h;相对产量高、电耗低[按单位臭氧产量比UV-O3高]、浓度高、维修较复杂,需特别气源。如只用压缩 空气作气源,有可能产生有毒氮-氧化合物。
    紫外线 UV-O3臭氧发生器:185nm波长紫外线能产O3。产O3及杀菌的UV灯结构一样,只是杀菌灯在石英管中加入杂质吸收185nm,剩下254nmUV。其理论产臭氧克数可参照太平洋紫外线产臭氧表作为理论值,但实际紫外线灯管产生臭氧受到许多因素的影响:O2浓度、压力、温度、水份、空气流量等因素影响臭氧的浓度、产量,O3浓度高,相同体积的水便可以溶解更多的臭氧。反之、相反。紫外线灯管的连接方式为串联式,增加O3浓度.紫外线 UV-O3臭氧发生器产量在0.5-12 g/h.对进气要求较低,只需把空气过滤,如能降水份和增压,产量和浓度可提高。
    UV产生臭氧的特点:产量是0.5-12g/h;相对产量低、电耗高[按单位臭氧产量比CD高]、浓度低、 维修简单。
3、臭氧与氯消毒对比(泳池水处理方面)
    臭氧与氯溶在水中后无色、无味。它们都有较强的氧化杀菌能力。然而,氯在氧化消毒过程中会产生氯化物(三次氯酸钠和三氯异氰尿酸等),这些氯化物含不能溶解的杂质,使水质变得混浊。臭氧消毒与氯消毒对水质影响*主要的区别在于氯消毒产生使水质混浊的副产品氯化物,而臭氧消毒的副产品为水和二氧化碳气体。
                    消毒
臭氧    +    细菌       死去细菌    +    水    +    二氧化碳
    另外,氯消毒产生氯胺和使人体致癌的THM和MX。氯胺化合物不溶于水,使水变混浊,并产生刺激人的气味。
            消毒
氯 + 细菌       死去细菌  + 氯化物 + 致癌物质THM + 致癌物质MX
    氯胺会导致:水体混浊,刺激人眼睛变红,产生异味,使头发枯干/发黄,导致皮肤病。
    使用臭氧消毒设备后泳池所需化学药品的减少量:氯/溴减少60%,PH调节剂减少60%,初始调试投药量减少90%,杀藻剂减少90%,澄清剂减少90%,脱脂剂减少95%,除垢剂减少95%,阻垢剂减少95%,臭味减少95%,助滤剂减少95%。                       
4、臭氧泳池消毒设备:
    安力斯采用美*21世纪*新技术UV臭氧发生管,产生大量高浓度的臭氧气体,UV臭氧发生管的使用寿命在10000小时以上,能够使用长达3年之久。
    安力斯高效臭氧发生器单元采用高技术含量的低压高能紫外灯,并由特制的集成式电子镇流器驱动,能保灯的寿命及有效输出。每一臭氧发生器单元长度不到一米,但能产0.4-0.75克/小时(39W)到1.0-2.0克/小时(105W灯)的臭氧气体。
    紫外线产臭氧的*大优点是不用空气预处理,高压放电产臭氧需要把空气干燥到-60℃露点,或需用分子筛把空气中的氧、氮分离,或需用氧气罐供纯氧;成本增加,维修管道难度高,设备使用率低。
    安力斯的UV臭氧发生器只需对空气除尘,既可产生臭氧。
传统紫外线灯能量低,臭氧产量低,在大型的泳池上很难采用。但安力斯采用*新高效低能的UV臭氧发生器,单台设备(1700高1500宽600深)可产15克/小时的臭氧,几台机组和起来,可以满足高达6000M3泳池的消毒。
    泳池对臭氧消毒剂的需求取决于两个因素:泳池容积和泳池的日使用人次:
    每100m3泳池水量每天需12克臭氧[0.5g/h],
    每1使用人次需1.5克每天臭氧[0.0625g/h]。
    臭氧逐渐被大家所熟知,在环保领域越来越起到举足轻重的地位。

信息来源:北京安力斯科技发展有限公司 卢建*

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