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關于臭氧發生器的常用基礎知識和數據

臭氧常用數據:

1、臭氧發生器的大小是按照臭氧產量劃分的。臭氧產量的單位是g/h(克/小時),即臭氧發生器工作1小時能夠產生多少克的臭氧。

2、臭氧在空氣中的以ppm或mg/m3為單位;臭氧在水中的濃度單位是ppm或mg/L。換算公式:空氣中:1ppm﹦2 .14mg/m3;水中:1ppm﹦1mg/L。

3、臭氧在大氣中達到一定的濃度時就會造成環境污染。我國規定:在居住環境,臭氧濃度超過0.1mg/m3為空氣污染;在作業場所,臭氧濃度超過0.2mg/m3時就構成污染。

臭氧安全濃度:

◎臭氧工業衛生標準: 國際臭氧協會: 0.1 ppm,接觸10小時 美 國: 0.1 ppm,接觸 8小時 德、法、日 本: 0.1 ppm
◎家用臭氧消毒柜外臭氧泄漏量不得超過0.2mg/m3(指1.5米以外),消毒一個周期后殘留濃度不得大于0.3mg/m?。
◎動物試驗表明,臭氧毒性的起點濃度為0.3ppm,而人對空氣中臭氧可嗅知的濃度為0.02~0.04ppm,根據臭氧對肺功能毒性的試驗結果,提出1.5~2.0ppm為臭氧允許濃度的上限。衛生部規定臭氧最高允許濃度為0.3mg/m³(0.15ppm)。
空氣應用濃度
◎作為空氣除味與殺菌,要求臭氧濃度較低,如0.25ppm(0.5mg/m³),而物品表面消毒(殺滅微生物和去除化學污染)則要求提高幾十倍的臭氧濃度。
◎空氣應用臭氧濃度在1mg/m³~10mg/m³之間。
◎溫度低,濕度大則殺滅效果好,尤其是濕度,相對濕度小于45%,臭氧對空氣中懸浮微生物幾乎沒有殺滅作用。在60%時才逐漸增強,在95%時達到最大值。
◎用臭氧消毒食品加工車間,0.5~1.0ppm即可殺滅空氣中的80%的自然菌。
◎冷庫消毒要求臭氧濃度6~10ppm,停機后封庫24小時以上細菌殺滅率90%左右,霉菌殺滅率80%左右。
◎在水果貯藏期間,可用2~3ppm的臭氧可使霉菌的生長受到抑制,貯藏期可延長一倍。
水中應用濃度
◎水應用中臭氧溶解度在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。
◎自來水臭氧凈化,國際常規標準為0.4mg/L的溶解度值,保持4分鐘,即CT值為1.6。
◎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,消毒作用在瞬間發生。清水中臭氧濃度一旦達到,在0.5~1分鐘內就殺死細菌,在濃度達4mg/L,在1分鐘內乙肝病毒滅活率為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,即可滿足殺菌保質要求。合理的臭氧投放量為1.5~2.0mg/L。
◎瓶裝水處理應達0.3~0.5mg/L的臭氧溶解度值,要求投加臭氧應滿足 1m³水2g O?的發生量。根據實踐經驗,臭氧發生濃度高于8mg/L時容易達到濃度。

臭氧的性質:

1. 臭氧的化學性質極不穩定,在空氣和水中都會慢慢分解成氧氣,其反應式為: 

  2O3 →3O2 + 285kJ ( 1-2 ) 

  由于分解時放出大量熱量,故當其含量在 25 %以上時,很容易爆炸。但一般臭氧化空氣中臭氧的含量很難超過 10 %,在臭氧用于飲用水處理的較長歷史過程中,還沒有一例氧爆炸的事例。 

  含量為 1 %以下的臭氧,在常溫常壓的空氣中分解半衰期為 16h 左右。隨著溫度的升高,分解速度加快,溫度超過 100℃ 時,分解非常劇烈,達到 270℃ 高溫時,可立即轉化為氧氣。臭氧在水中的分解速度比空氣中快的多。在含有雜質的水溶液中臭氧迅速回復到形成它的氧氣。如水中臭氧濃度為 6.25×10 -5 mol/L(3mg/l) 時,其半衰期為 5 ~ 30min ,但在純水中分解速度較慢,如在蒸餾水或自來水中的半衰期大約是 20min ( 20℃ ),然而在二次蒸餾水中,經過 85min 后臭氧分解只有 10 %,若水溫接近 0℃ 時,臭氧會變得更加穩定。 

臭氧在水中的分解速度隨水溫和 PH 值的提高而加快。 

  為提高臭氧利用率,水處理過程中要求臭氧分解得慢一些,而為了減輕臭氧對環境的污染,則要求處理后尾氣中的臭氧分解快一些。 

臭氧的氧化能力 

  臭氧得氧化能力極強,其氧化還原電位僅次于 F 2 ,在其應用中主要用這一特性。 臭氧的標準電極電位除比氟低之外,比氧、氯、二氧化氯及高錳酸鉀等氧化劑都高。說明臭氧是常用氧化劑中氧化能力最強的。同時,臭氧反應后的生成物是氧氣,所以臭氧是高效的無二次污染的氧化劑。 

臭氧的毒性和腐蝕性 

  臭氧屬于有害氣體,濃度為 6.25×10 -6 mol/L(0.3mg/m3 ) 時,對眼、鼻、喉有刺激的感覺;濃度 (6.25-62.5)×10 -5 mol/L(3 ~ 30mg/m3 ) 時,出現頭疼及呼吸器官局部麻痹等癥 ; 臭氧濃度為 3.125×10 -4 ~ 1.25×10 -3 mol/L(15 ~ 60mg/m 3 ) 時 , 則對人體有危害。其毒性還和接觸時間有關,例如長期接觸 1.748×10 -7 mol/L(4ppm) 以下的臭氧會引起永久性心臟障礙,但接觸 20ppm 以下的臭氧不超過 2h ,對人體無永久性危害。因此,臭氧濃度的允許值定為 4.46×10 -9 mol/L(0.1ppm)8h. 由于臭氧的臭味很濃,濃度為 4.46×10 -9 mol/L(0.1ppm) 時,人們就感覺到,因此,世界上使用臭氧已有一百多年的歷史,至今也沒有發現一例因臭氧中毒而導致死亡的報道。 

  臭氧具有很強的氧化性,臭氧化空氣幾乎對部分金屬有腐蝕作用。鋁、鋅、鉛與臭氧接觸會被強烈氧化,但含鉻鐵合金基本上不受臭氧腐蝕。基于這一點,生產上常使用含 25 % Cr 的鉻鐵合金(不銹鋼)來制造臭氧發生設備和加注設備中與臭氧直接接觸的部件。 

  臭氧對天然橡膠也有腐蝕作用在臭氧發生設備和計量設備中,不能用普通橡膠作密封材料,必須采用耐腐蝕能力強的硅橡膠或耐酸橡膠等。

  臭氧的應用

  隨著水源污染的加劇和水質標準的提高,針對常規處理工藝的不足,臭氧技術正逐漸引起人們的關注,并逐步得到應用。臭氧的主要作用有:消毒、氧化有機物、去除氣味和顏色、去除顆粒。各方面資料表明,目前我國使用臭氧技術主要應用在飲用水消毒、游泳池水消毒、空間消毒,空氣凈化,污水處理等領域。

臭氧的主要應用領域 

食品廠、化妝品廠、制藥廠空間消毒凈化

禽畜養殖,水產養殖,食用菌種植消毒殺菌

飲用水 自來水殺菌消毒;瓶裝、桶裝純凈水、礦泉水等飲用水消毒;高樓屋頂水箱的水質處理

城市污水處理 城市污水處理廠的深度處理

娛樂業 游泳池水質消毒;營業場所空氣凈化、環境的消毒

醫療業 病房、手術間的空氣消毒,醫療器械消毒,醫療廢水滅菌消毒處理、衣物的消毒

化工業 工業廢水、廢氣處理;能迅速分解廢水中的氰鉻鹽、酚等;有機染料的脫色

家電業 臭氧消毒洗滌器、臭氧洗衣機、臭氧消毒碗柜、臭氧洗碗機等

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