本文通過對影響臭氧發(fā)生器臭氧產(chǎn)量的主要和次要因素的分析，指出了提高產(chǎn)量的方法和途徑，在實際操作中得到了有效的驗證。我國地表水源受工業(yè)廢水和生活污水的污染日趨嚴重，水中的污染物含量高，成份復雜，給水處理帶來了難度。而我公司地處長江中下游受本公司回流污水的影響，水體的污染更加嚴重。但水中的微生物、致病菌、細小的高分子有機物及重金屬離子卻無法去除。
國外的研究表明，傳統(tǒng)的加氯方法，雖然能殺菌、消毒，也能與高分子有機物生成新的對人體有害的致癌物（氯酚，三氯甲烷等）。臭氧是國際公認的環(huán)保型綠色殺菌劑，一定的作用條件下，不會對環(huán)境造成二次污染。而氯制劑會與水中的有機物反應生成多種氯代有機化合物，如三氯甲烷等，這些物質(zhì)均為公認的致癌致突變物。當人游泳時，部分有毒物質(zhì)會被人體所吸收。水中的氯胺還會刺激人的眼睛及皮膚，從而引發(fā)紅睛及皮疹，同時加氯所產(chǎn)生的酸性物質(zhì)也會嚴重腐蝕水處置系統(tǒng)及館內(nèi)設備和結(jié)構(gòu)如網(wǎng)架、暖氣等。
臭氧作為一種可以取代氯的、高效率的對飲用水不產(chǎn)生不良影響的消毒劑，已普遍受到人們的關注。臭氧是一種強氧化劑，有廣譜殺滅微生物的作用，殺菌速度較氯快300～600倍。臭氧是最早用于飲用水的消毒劑，已有100多年的歷史，但由于基建投資遠大于氯化處理，故其在飲用水處理中的應用一直未在全世界得到推廣。我公司始終堅持“發(fā)展為要，環(huán)保為先”的理念，堅持內(nèi)涵擴大再生產(chǎn)之路，在建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型現(xiàn)代石化企業(yè)的征程上做了大量卓有成效的工作。公司一方面積極淘汰落后生產(chǎn)技術和工藝，先后關停高耗能、高排放落后裝置20余套，另一方面不斷加大“三廢”治理投入，先后實施了數(shù)十項廢水、廢氣、廢渣處理擴能改造項目。“十一五”期間，公司投入16.9億元用于環(huán)保治理和產(chǎn)品質(zhì)量升級改造項目，公司的“三廢”排放量進一步大幅下降，汽、柴油質(zhì)量全面達到國Ⅲ標準，部分達到國Ⅳ標準。 臭氧發(fā)生器
1980年我公司采用臭氧化處理，水質(zhì)大有改善。但臭氧氧化降解的副產(chǎn)物無法去除。1992年，采用臭氧處理后用生物活性炭吸附。運行結(jié)果表明：臭氧化處理后活性炭吸附是目前處理飲用水最安全，最可靠的方法。
臭氧-----活性炭工藝處理流程： 臭氧發(fā)生器
一. 臭氧的作用機理：
臭氧（O3）是氧氣（O2）的同素異形體，在常溫下，它是一種有特殊臭味的淡藍色氣體。臭氧主要存在于距地球表面20～35公里的同溫層下部的臭氧層中。在常溫常壓下，穩(wěn)定性極差，在常溫下可自行分解為氧氣。臭氧具有強烈的刺激性，吸入過量對人體健康有一定危害。不可燃。化學性質(zhì)是單質(zhì)。純凈物。）臭氧在水中的溶解度比氧大10倍，在水中溶解度約為10mg/l.。
臭氧的殺菌機理主要是破壞菌體上的酶，干擾了細胞的呼吸作用，它的穿透力很強，進入細胞壁時擴散速度非常快，從而破壞了細胞內(nèi)的原生質(zhì)最后導致細胞死亡。臭氧能將一些大分子量的難以生物降解的有機物轉(zhuǎn)變成小分子量的、被降解的簡單的有機物。還能將錳鐵一類離子氧化成不溶性的氧化物而被除掉。
二. 臭氧發(fā)生器的工作原理：
臭氧的產(chǎn)生方式有三種，（1）放電法；（2）紫外線照射法；（3）電解法。而電暈放電法臭氧發(fā)生器具有技術成熟、工作穩(wěn)定、使用壽命長、臭氧產(chǎn)量大等優(yōu)點，所以是國內(nèi)外相關行業(yè)使用最廣泛的臭氧發(fā)生器
。這種臭氧發(fā)生器具有技術成熟、工作穩(wěn)定、使用壽命長、臭氧產(chǎn)量大（單機可達1Kg/h）等優(yōu)點，所以是國內(nèi)外相關行業(yè)使用最廣泛的臭氧發(fā)生器。世界上現(xiàn)在單機產(chǎn)量最高的達300Kg/h。我公司目前采用的是放電
法。
放電法是模仿自然界雷電產(chǎn)生臭氧的方法，原理見圖一，在兩個平行的高壓電極之間平行放置一個介電體，并保持一定的放電間隙，當在兩極間通入高壓交流電時，在放電間隙，形成均勾的藍紫色電暈放電，干
燥的空氣或氧氣通過放電間隙，氧分子受到電子的激發(fā)獲得能量，并相互發(fā)生彈性碰撞，聚合成臭氧分子，放電過程中釋放的熱能用冷卻水帶走，其反應如下： 臭氧發(fā)生器
圖一 臭氧發(fā)生器工作原理圖
①高壓電極 ②不銹鋼放電管 ③介點管 ④凈化空氣 ⑤含臭氧氣體 ⑥不銹鋼電極
臭氧發(fā)生器配有露點監(jiān)測儀、氣室壓力表、氣室溫度表、臭氧濃度儀、電流表。還配有水中余臭氧監(jiān)測儀。
供一工區(qū)現(xiàn)有2臺進口臭氧發(fā)生器和3臺國產(chǎn)臭氧發(fā)生器：（1）1#、2#、3#臭氧發(fā)生器，泰興環(huán)保設備廠，型號QHW一1000 ，額定產(chǎn)量為1000 g/h，放電介質(zhì)為玻璃管，數(shù)量：3臺，冷卻方式同樣為水冷，1994年投用；（2）4#臭氧發(fā)生器，美國產(chǎn)，型號HMA169，額定產(chǎn)量為3000g/h，放電介質(zhì)為玻璃管，冷卻方式為水冷，共有169根放電管，1997年投運；（3）5#臭氧發(fā)生器，瑞士奧宗尼亞公司產(chǎn)，型號CLF?D10，額定產(chǎn)量：空氣源5000 g/h；氧氣源10000 g/h，放電介質(zhì)為搪瓷，共有10組40個發(fā)生單元，而一個發(fā)生單元中為3個搪瓷管串聯(lián)，冷卻方式同樣為水冷，2001年投運。2臺進口臭氧發(fā)生器為中頻臭氧發(fā)生器，而國產(chǎn)為工頻臭氧發(fā)生器，隨在役時間增加，產(chǎn)量均出現(xiàn)大幅下降，而目前國家對生活飲用水指標要求越來越{，如何在現(xiàn)有基礎上提高臭氧產(chǎn)量就顯得尤為重要和迫切。
三. 影響臭氧產(chǎn)量的因素： 臭氧發(fā)生器
影響臭氧產(chǎn)量的因素較多，主要有電流，露點、氣室壓力、氣室溫度、進氣流量。（瑞士產(chǎn)03monics運行實驗數(shù)據(jù)）
1. 電流： 臭氧的生產(chǎn)就是依靠高壓電場的作用，電流越大，放電量越大，被激發(fā)的氧分子越多，臭氧濃度就越高產(chǎn)量越多。見表一：
運行條件：流量≈110m3/h 露點≈75.6 ℃氣室溫度≈28 ℃ 氣室壓力≈0.24Mpa
表一
2. 露點： 臭氧發(fā)生器
氣體在進入臭氧發(fā)生器前都必須進行干燥與凈化，否則將對臭氧發(fā)生器的運行產(chǎn)生嚴重影響。尤其是氣源中所含的水蒸氣過多，不但容易產(chǎn)生弧光放電，浪費電能，還會與氣源中的氮氣生成HNO3等物質(zhì)。從而會加速臭氧的分解，腐蝕電極及設備的相關部件。氣源應保持一定的干燥度，氣體的干燥程度以露點溫度表示。原料氣體的干燥程度對臭氧的相對產(chǎn)量會產(chǎn)生直接的影響，降低露點會有效的提高臭氧的產(chǎn)量。露點降低到C60℃以下曲線變得平緩，臭氧相對增加量很少，因此一般要求空氣的露點為C60℃。見表二
運行條件：電流≈60 A 氣室壓力≈0.23 Mpa 氣室溫度≈ 24℃ 流量≈100 m3/h
表二
露點 O3濃度 O3產(chǎn)量
（℃） （mg/l） （g/h）
-76.6 16.6 1062
-72.2 15.4 1232
-68.8 14.5 1392
-63.4 13.0 1456
-58.2 11.1 1420
3. 進氣流量： 臭氧發(fā)生器
氣體流量是臭氧產(chǎn)量的關鍵， 對臭氧產(chǎn)生濃度及產(chǎn)量有很大影響。如圖所示，在電壓電流不變情況下，隨著氣體流量的增加，臭氧濃度降低，產(chǎn)量增加，但當流量增加到一定值時，臭氧濃度及產(chǎn)量變化較小。增加氣體流量，可以增加臭氧的產(chǎn)量，降低臭氧濃度，抑制臭氧的分解，降低電耗。因此，可以根據(jù)實際需要，確定氣體流量。見表三
運行條件：電流≈60 A 露點≈-74℃氣室壓力≈0.245 Mpa 氣室溫度≈28℃
表三
流量 O3濃度 O3產(chǎn)量
（m3/h） （mg/l） （g/h）
64 16.6 1062
80 15.4 1232
96 14.5 1392
112 13.0 1456
128 11.1 1420
另外還有一些次要因素：處理水量的變化、臭氧分配器的調(diào)節(jié)、水氣接觸時臭氧擴散件是否暢通。這些都會造成氣室壓力的改變。
四. 總結(jié)
通過以上的分析，我們知道影響臭氧發(fā)生器工作效率的因素較多，針對這些影響因素，在實際操作中，首先必須有一個良好的氣體干燥系統(tǒng)，使露點達到設備的要求，而且越低越好；另外，保證有充足的冷卻水量，及時帶走臭氧產(chǎn)生所放出的熱量。最后，要及時調(diào)節(jié)進氣壓力和流量。這就要求在日常的生產(chǎn)操作中密切關注各項指標的變化，及時做出相應調(diào)整，這樣才能在相同電流的情況下產(chǎn)生最高產(chǎn)量的臭氧。對影響因素的細致分析使我們能夠在最不利的情況下（例如夏天用水量激增，臭氧發(fā)生器沒有備用時）也盡力發(fā)揮設備性能，保證了我公司生活水水質(zhì)一直滿足國家衛(wèi)生標準的要求，而且處于南京市的前列。
我們目前使用的瑞士O3monics的臭氧發(fā)生器稍加改造就可將空氣變?yōu)椤凹冄酢边M氣，考慮到氣體工區(qū)氧氣向空中排放的情況，我覺得，在解決了一些技術問題后，這將是一條非常有效的節(jié)能降耗途徑。因為在同等電耗情況下，臭氧產(chǎn)量將增加30%---50%。我希望這個設想能逐步變成現(xiàn)實。
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