臭氧發(fā)生設(shè)備及其在污水處理中的應(yīng)用

1、臭氧的氧化能力 臭氧的氧化性極強(qiáng)，其氧化還原電位僅次于氟，在其應(yīng)用中主要應(yīng)用這一特性。臭氧的標(biāo)準(zhǔn)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(shuō)明臭氧是常用氧化劑中氧化能力最強(qiáng)的。同時(shí)，臭氧反應(yīng)后的生成物是氧氣，所以臭氧是高效的無(wú)二次污染的氧化劑。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,臭氧的毒性和腐蝕性

2、 臭氧屬于有害氣體，由于臭氧的臭味很濃，濃度為0.1ppm時(shí)，人們就感覺(jué)到，因此，世界上使用臭氧已有一百多年的歷史，至今也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一例因臭氧中毒而導(dǎo)致死亡的報(bào)道。 臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，除了金和鉑外，臭氧化空氣幾乎對(duì)所有的金屬都有腐蝕作用。鋁、鋅、鉛與臭氧接觸會(huì)被強(qiáng)烈氧化，但鉻鐵合金基本不受臭氧腐蝕?；谶@一點(diǎn)，生產(chǎn)上常使用含25％cr的鉻鐵合金(不銹鋼)來(lái)制造臭氧發(fā)生設(shè)備和加注設(shè)備中與臭氧直

3、接接觸的部件。 臭氧對(duì)非金屬材料也有了強(qiáng)烈的腐蝕作用，即使是在別處使用得相當(dāng)穩(wěn)定的聚氯乙烯塑料扳等，在臭氧加注設(shè)備中使用不久便見(jiàn)開(kāi)裂和穿孔等。在臭氧發(fā)生設(shè)備和計(jì)量設(shè)備中，不能用普通橡膠作密封材料，必須采用耐腐蝕能力強(qiáng)的硅橡膠或耐酸橡膠等。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,二、臭氧產(chǎn)生的機(jī)理：,目前生產(chǎn)臭氧的方法大致有：無(wú)聲放電法、核輻射法、紫外線法、等離子體射流法和電解法等。工業(yè)上大量的臭氧是用專門設(shè)計(jì)的電暈放

4、電方法制造的。,電暈放電法(無(wú)聲放電或輝光發(fā)電法)就是一種干燥的含氧氣體流過(guò)電暈放電區(qū)產(chǎn)生臭氧的方法，常用的原料氣體有：氧氣、空氣以及含氧混合氣體。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,下圖是一種典型電暈放電，由充滿氣體的間隙和一塊介電體分開(kāi)的兩塊金屬扳電極組成。在對(duì)電極施加高電壓，同時(shí)，含氧氣體從放電間隙流過(guò)。輸入到電暈中的大部分電能，主要是以熱的形式被散失較小部分轉(zhuǎn)化為光、聲、化學(xué)等能量。,www.niuwk.com 牛牛

5、文庫(kù)文檔分享,增加發(fā)生器進(jìn)氣的流量，可以增加臭氧的產(chǎn)量，降低臭氧的濃度，從而抑制臭氧的分解，降低了電耗。但是在如水處理等方面應(yīng)用時(shí)，臭氧濃度越高效果越好，因此進(jìn)氣流量應(yīng)結(jié)合具體的需要及發(fā)生器的性能來(lái)確定。,1、 臭氧產(chǎn)量的影響因素,1）氣源的質(zhì)量和流量,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,2）空氣的露點(diǎn),3）電暈功率,(1)提高電源的輸出頻率 (2)提高電源電壓,,氣體干燥,,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔

6、分享,2、 臭氧發(fā)生器應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 臭氧發(fā)生器應(yīng)用于水處理工程等場(chǎng)合時(shí)，有很多因素可能影響發(fā)生器的效率及其可靠性，因此在設(shè)計(jì)臭氧發(fā)生器應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)必須注意下列問(wèn)題。 (1)發(fā)生器原料氣體絕對(duì)不得含烴類、腐蝕性氣體和任何其他能在氧/臭氧／電暈環(huán)境內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，從而對(duì)設(shè)備安全造成危害或損壞的物質(zhì)。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,2)臭氧發(fā)生器系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須能防止大量水進(jìn)入到發(fā)生器內(nèi)。,3)冷卻水的水質(zhì)要

7、好，防止結(jié)垢，以免影響發(fā)生器的散熱效果。,4)對(duì)于氣冷卻發(fā)生器來(lái)說(shuō)，冷卻空氣必須無(wú)潮氣、雜質(zhì)、腐蝕性、氣溶膠、雜質(zhì)或?qū)щ娢镔|(zhì)以及可見(jiàn)粉塵。正常情況下，除非處在一個(gè)極度多塵的工業(yè)大氣環(huán)境內(nèi)，空氣多半是不需要過(guò)濾處理的。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,目前，可用于工業(yè)規(guī)模電暈法的臭氧發(fā)生器種類繁多，其基本差別在于：電暈元件幾何形狀、電源形式、散熱工藝和運(yùn)行條件等。技其構(gòu)造可分為板式、管式和金屬格網(wǎng)式三種。管式臭氧發(fā)生管中又可

8、分為單管、多管式、臥式和立式等多種形式。,三、臭氧發(fā)生器,高頻脈沖沿面放電臭氧發(fā)生技術(shù) 已有的臭氧發(fā)生技術(shù)是把工業(yè)頻率的高壓電加在電暈極與接地間，放電是在空間氣體中進(jìn)行的，由于空氣導(dǎo)熱性能差，臭氧發(fā)生時(shí)產(chǎn)生大量熱量難以傳導(dǎo)出去，造成放電空間氣體溫度大幅度上升，加速了已生成具氧的分解，臭氧濃度、臭氧生成量、臭氧產(chǎn)生效率都難以提高，龐大的臭氧發(fā)生器體積減不下來(lái)。,,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,把空間放電型的臭氧

9、發(fā)生元件改成沿面放電型臭氧發(fā)生元件，沿面放電臭氧發(fā)生元件斷面如下圖所示。分水冷卻式、空氣冷卻式兩種。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,高壓電源的性能，特別是放電功率和穩(wěn)定性直接影響到臭氧產(chǎn)生的質(zhì)量和應(yīng)用效果。傳統(tǒng)的臭氧發(fā)生電源采用可控硅作為功率開(kāi)關(guān)器件。但是，用可控硅作為功率開(kāi)關(guān)器件有很多弊端，因此設(shè)計(jì)的臭氧發(fā)生電源應(yīng)采用種新型的功率開(kāi)關(guān)器件——IGBT，以取代傳統(tǒng)的可控硅電路。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分

10、享,四、臭氧與水的接觸,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,臭氧化法水處理站平面布置必須考慮到臭氧制造和利用的工藝操作順序，臭氧化氣的毒性及其不穩(wěn)定性。臭氧化法水處理裝置常根據(jù)其不同的功能分組進(jìn)行布置：空氣壓縮和空氣處理部分，臭氧制造部分，供電部分和水—臭氧接觸裝置部分。每一部分最好有自己?jiǎn)为?dú)房間。這樣的分組布置使得將有可能出現(xiàn)危害性的臭氧高濃度的房間分離開(kāi)來(lái)。各組房間相對(duì)位置雖無(wú)一定要求，但應(yīng)注意到臭氧的毒性和不穩(wěn)定性，即

11、臭氧制造間與臭氧接觸裝置間應(yīng)緊密相連(為了縮短輸氣管路)。,臭氧氧化系統(tǒng)的組成和平面布置,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,五、臭氧技術(shù)的應(yīng)用,臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑、消毒劑、精制劑、催化劑等被廣泛應(yīng)用于石油、化工、紡織、食品、制藥及香料等部門。1905年起臭氧開(kāi)始用于水處理，現(xiàn)在世界上已有3000余個(gè)水場(chǎng)使用臭氧處理水，它可以解決飲用水的一些質(zhì)量問(wèn)題。目前，日本及歐美的大部分國(guó)家已把臭氧技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療器械、餐具殺菌等。臭氧作

12、為氧化劑在紡織、印染、造紙、除臭脫色、漂白、老化技術(shù)處理、生物工程等領(lǐng)域中亦在逐步得到應(yīng)用。臭氧的最大特點(diǎn)是氣體，并具有較強(qiáng)的氧化能力。它的氧化能力僅次于氟而高于氯，效率高而無(wú)有害殘留物，因而具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,臭氧具有極強(qiáng)的氧化能力，因此具極強(qiáng)的殺菌作用、脫色、脫臭、脫味作用及分解作用。 殺菌可用于：上、下水，游泳池水，飲料水等的殺菌消毒；食品貯藏室內(nèi)殺菌消毒；醫(yī)院、學(xué)校、幼兒園

13、、辦公室、食品加工廠、制藥廠等空氣凈化；器具類殺菌消毒，醫(yī)院污水、生活污水的殺菌消毒等等。 脫色、脫臭、脫昧作用可用于：糞便處理、給排水的脫色除味、養(yǎng)殖場(chǎng)除臭等，下道水的凈化脫臭。 氧化：無(wú)機(jī)物的氧化，水中陳鐵、錳，含氰廢水的處理，礦石處理等。有機(jī)物氧化分解，工業(yè)廢水處理，微污染水處理，COD消除等，表面活性化，表面改性(炭黑表面改性，纖維表面改性、塑料表面改性)，香料的合成，改變構(gòu)造等。內(nèi)燃機(jī)燃燒劑，火箭氧化劉等。,w

14、ww.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,1、二次加壓給水臭氧消毒系統(tǒng),臭氧技術(shù)在水處理中應(yīng)用,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,2、中水回用,建設(shè)部《城市中水設(shè)施管理暫行辦法》中將中水定義為：部分生活優(yōu)質(zhì)雜排水經(jīng)處理凈化后達(dá)到《生活雜用水水指標(biāo)》（CJ25.1-89）,可以在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。中水其實(shí)就是再生水，之所以叫中水，是沿用了日本的說(shuō)法，通常人們把自來(lái)水叫

15、做"上水"，把污水叫做"下水"，而中水的水質(zhì)介于上水和下水之間，故名"中水"。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,3、礦泉水生產(chǎn)工藝中,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,自來(lái)水等飲用水在我國(guó)目前普遍使用氯劑消毒。而使用氯法有嚴(yán)重的二次污染問(wèn)題存在。1973年起，荷蘭、加拿大、美國(guó)等國(guó)相繼發(fā)現(xiàn)用氯消毒後的自來(lái)水中會(huì)產(chǎn)生鹵代有機(jī)物（氯仿、氯胺等），經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

16、證明有致癌危險(xiǎn)。況且氯消毒易受溫度和PH值影響。馀氯還會(huì)影響飲用水的口感，特別對(duì)於飲料用水，馀氯會(huì)使碳酸飲料等飲料制品產(chǎn)生氯的臭味?！　〔捎米贤庀緯r(shí)，不同的對(duì)像菌致死所需的照射能量差異較大，另一方面原水水質(zhì)對(duì)紫外殺菌效果也有影響，紫外線因在水中的穿透能力有限而難以達(dá)到理想效果。而且紫外消毒不能像馀氯那樣維持消毒效果?！　〕粞蹙哂斜嚷雀鼜?qiáng)的氧化消毒能力，不但可以較徹底地殺菌消毒，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金屬離子以及多種有

17、機(jī)物等雜質(zhì)，如鐵、錳、硫化物、苯、酚、有機(jī)磷、有機(jī)氯、氰化物等，還可以使水除臭脫色，從而達(dá)到凈化水的目的。臭氧適應(yīng)能力強(qiáng)，受水溫、PH值影響較小。臭氧適應(yīng)范圍廣，不受菌種限制，殺菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。與氯不同的是殘余臭氧可以自行分解為氧氣，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。臭氧處理後的水無(wú)色無(wú)臭，口感好，能改善飲用水品質(zhì)?！　」蚀?，為了提高瓶裝飲用水的質(zhì)量和延長(zhǎng)保質(zhì)期，國(guó)際瓶裝水協(xié)會(huì)（IBWA）建議采用臭氧處理。在臭氧處理前，瓶裝水一般用反

18、滲透、納濾、超濾去除天然水中99%的有機(jī)物，降低臭氧的用量。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,游泳者身體與池水直接接觸，池水會(huì)進(jìn)入人嘴內(nèi)，如果池水不衛(wèi)生，會(huì)引起眼、耳、鼻、喉、皮膚和消化器官等疾病。嚴(yán)重者會(huì)引起傷寒、霍亂、梅毒、赤痢等病的傳染。同時(shí)池水還會(huì)受到游泳者自身所帶細(xì)菌的污染，故必須設(shè)置池水消毒殺菌裝置。傳統(tǒng)的消毒方法有氯化消毒、臭氧消毒、照射消毒和碘化消毒。當(dāng)今常用的消毒方法通常為前兩者即氯化消毒和臭氧消毒?！?/p>

19、　氯化消毒常規(guī)消毒劑有氯（通常為液氯）、次氯酸鈉、二氧化氯、氯胺、漂白粉、漂白精和氯片等。　　氯化消毒的特點(diǎn)是：　　1） 殺菌效果好；　　2）有持續(xù)消毒功能?！　?缺點(diǎn)是：1） 有氣味并對(duì)眼和呼吸道有刺激作用；2） 對(duì)池子結(jié)構(gòu)、設(shè)備和管道有腐蝕作用；操作管理水平要求高，否則會(huì)發(fā)生安全事故；3） 長(zhǎng)期與池水接觸會(huì)使人的頭發(fā)變色發(fā)黃，影響美觀；　　4） 最為嚴(yán)重的、幾乎公認(rèn)的是，氯化消毒的氧化過(guò)程中產(chǎn)生的氯的衍生物可能是致癌物質(zhì)

20、，在談癌色變的今天，尤其令人畏懼。宜謹(jǐn)慎用之。,4、游泳池水處理,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,臭氧消毒的特點(diǎn)：　　1）反應(yīng)快、投量少，臭氧能迅速殺滅擴(kuò)散在水中的細(xì)菌、芽孢、病毒且在很低的濃度時(shí)既有殺菌滅活作用；　 2）適應(yīng)能力強(qiáng)，在PH5.6-9.8，水溫0-37℃的范圍內(nèi)，對(duì)臭氧的消毒性能影響很小；　3）在水中不產(chǎn)生持久性殘馀，無(wú)二次污染；　4）臭氧的半衰期很短，僅二十分鐘；　5）能破壞水中有機(jī)物，改善水的

21、物理性質(zhì)和器官感覺(jué)，進(jìn)行脫色和去嗅去味作用，使水呈蔚藍(lán)色，而又不改變水的自然性質(zhì)?！　〕粞跸镜娜秉c(diǎn)：　　1） 因臭氧不易溶於水中，且不穩(wěn)定，故其無(wú)持續(xù)消毒功能，應(yīng)設(shè)置氯消毒與其配合使用， 2）臭氧有毒性，池水中不允許超過(guò)0.01mg/l；空氣中不允許超過(guò)0.001mg/l；,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,游泳他水臭氧消毒應(yīng)用已得到廣泛，其處理效果和優(yōu)點(diǎn)已被公認(rèn)，國(guó)外

22、應(yīng)用極為普退。我國(guó)廣州天河游泳館、北京亞運(yùn)村游泳館等都采用臭氧消毒，池水清澈透明，徹底解決了氯消毒刺激眼睛皮膚及設(shè)施發(fā)黃的難題。,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,醫(yī)院污水用臭氧消毒與其它方式消毒的比較1．臭氧消毒克服了其它方式在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和處理過(guò)程中的危險(xiǎn)。2．臭氧消毒接觸時(shí)間短，能改善水質(zhì)，是一種優(yōu)良的消毒劑。3．臭氧能殺滅其它方式如氯等不能殺滅的病毒、芽孢等。4．臭氧消毒作用不受廢水中氨氫含量及PH值的影響。

23、5．臭氧可以廉價(jià)的空氣或氧氣為氣源制備而得。6．由于如今的臭氧發(fā)生器能耗大大降低，體積越來(lái)越小，運(yùn)行穩(wěn)定性大大提高，加之目前電費(fèi)較低，電能充足因而臭氧在污水處理上的應(yīng)用，愈來(lái)愈占有明顯的優(yōu)勢(shì)。7．臭氧發(fā)生器的價(jià)格與次氯酸鈉、氯、二氧化氯發(fā)生器的價(jià)格相當(dāng),5、醫(yī)院污水處理,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,www.niuwk.com 牛牛文庫(kù)文檔分享,(1)液體或氣體處理系統(tǒng)，