臭氧作为一种强氧化剂,可杀灭细胞繁殖体和芽孢、病毒、真菌等,是全球公认的绿色广谱高效的消毒灭菌剂;另外,臭氧还可以氧化分解许多有毒有害物质,可用于脱色、除异味、降解有机物等,在饮用水、污水行业具有广泛的应用[1]。
(图片来源于网络)
臭氧发生器的结构
因臭氧性质很不稳定,极易分解,所以在应用中一般通过臭氧发生器现场发生生产。臭氧发生器由气源及处理系统、冷却系统、电源系统、臭氧发生系统等组成,根据原料气的不同可分为空气源发生器和氧气源发生器[1]。臭氧在发生器内产生的流程大致为:空气或氧气经过处理后进入臭氧放电室电解产生臭氧气体,通过混合设备与水体进行混合,起到氧化、杀菌作用。
(氧气源臭氧发生器)
(空气源臭氧发生器)
臭氧发生器的原理
在研究层面,产生臭氧的方法有很多,主要包括电解法、放射化学法、紫外照射法、电晕放电法等。其中电晕放电法因臭氧产生效率高,能耗低、产量大等特点,在国内外的臭氧现场制备中得到广泛的应用[2]。
电晕放电法产生臭氧是将高压电场施加在两个电极之间,当有气体通过时,就会产生电晕现象,使氧分子被电离成为两个氧原子,氧原子再和氧分子相结合,从而产生臭氧[1]。
(臭氧发生原理)
探讨臭氧浓度偏低的原因
在臭氧发生器日常使用中,我们有时会发现臭氧在正常投加,但检测到水体中臭氧含量却很低,出现这样的情况可能有以下几方面原因。
1、发生器运行工况不佳
电极是臭氧发生器的核心部件,臭氧发生的效率高低与电极性能有着密切的关系。臭氧发生器电极随之使用时间的增长,性能也随着下降,从而影响臭氧的产生效率。
(3)发生器冷却效果不佳
(4)其它工艺参数的影响
2、臭氧与水体混合不充分
臭氧发生器产生的臭氧为气态分子,需要与水体充分混合后才能更好地发挥作用。常见的气水混合方式包括鼓泡法、水射法和混合泵法等,当混合相关参数设置不当或循环泵、曝气头等相关部件损坏时,将影响到气水混合效果,导致水体中的臭氧含量偏低。
3、检测不规范
臭氧是一种化学性质活泼,稳定性较差的气体,在日常水质检测工作中,一般要求现场检测。如采样后未及时检测,臭氧可能从水中逸出或分解,从而导致检测结果偏低。
清时捷便携式臭氧快速测定仪,可现场快速检测水中臭氧浓度,帮助用户及时把控臭氧投加浓度,评估臭氧发生器运行效率,保证水处理工艺运行效果。
参考资料:
[1] 徐益平.臭氧发生器特性及臭氧浓度测量方法研究[D].华南师范大学,2009.
[2] 董润.DBD型高效臭氧发生器机理的研究[D].武汉工程大学,2014.
[3] 朱孟虎等.臭氧发生器的结构设计及性能评价[J].中国医学装备,2008.
[4] 吉泽迎等.臭氧发生器特性研究[J].工程建设与设计,2018.
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