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臭氧的制备方法及臭氧消毒的优缺点
添加时间:2018-10-29
臭氧的相对密度是氧的1.5倍,在水中的溶解度比氧大10倍,比空气大25倍。臭氧颜色呈淡蓝色,具有特殊气味,少量吸入使人感到清爽,过量会闻到特殊臭味,而且有毒。
以空气为原料的臭氧发生器生产的臭氧化空气,臭氧的含量只占0.6%-1.2%,因此当水温为25℃时,臭氧在水中的溶解度为3-7mg/L。
臭氧浓度在25%以上会发生爆炸,但是一般臭氧浓度都10%以下。
臭氧在空气中会慢慢分解成氧气。1%含量的臭氧在空气中的半衰期为16个小时,温度达到270℃摄氏度时会立刻分解为氧气。臭氧在水中的分解速度比空气中快,水中臭氧浓度为3mg/L时,大概5-30min就会分解,所以在水中用臭氧消毒杀菌需要边产边用。
臭氧的制备方法主要有无声放电法、放射法、紫外线法、电解法、等离子射流法等。
紫外线法是最早的臭氧制备方法,产量少,一般用于除臭。
等离子射流法是把氧气分子激发分解为氧原子,再用液氧收集产生臭氧,产量少,能耗大。
电解法制备臭氧设备复杂,能耗大,臭氧浓度高,但是少。
放射法是用放射线辐射含氧气流,激发氧气生成臭氧。设备复杂,投资大,适用于大规模生产臭氧的场合。
无声放电法是工业上常用的方法。通过一对高压交流电之间形成放电电场,氧气或空气经过时,在高速电子流的轰击下生成臭氧。空气产生的臭氧约0.6%-1.2%,纯氧气产生的臭氧约为空气的两倍。无声放电法制备臭氧过程中会产生大量的热能,热能加速臭氧分解,降低生产率,所以需要冷却。
臭氧属于强氧化剂,可以氧化水中的各种杂质以达到净水的目的:有机物,如蛋白质、氨基酸、有机胺、链型不饱和化合物、芳香族、木质素、腐殖质等。在有机物浓度较低的水处理中,例如废水的三级处理以及受有机物污染的水源的给水处理,采用臭氧氧化法不仅可以有效地去除水中有机物,且反应快,设备体积小。尤其水中含有酚类化合物时,臭氧处理可以去除酚所产生的恶臭。其次,某些有机物,如表面活性剂(ABS等),微生物无法使其分解,而臭氧却很容易氧化分解这些物质。
臭氧消毒杀菌的效果也十分好而且速度快。杀菌效果取决于设备出口处的剩余量和接触时间。其中绿霉菌和青霉菌对臭氧具有一定的抗性,需要较长时间去除。
与氯消毒相比,臭氧消毒的优缺点对比: