摘要：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(yán)重，水中的污染物含量高，成份復(fù)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(yán)重。經(jīng)混凝?D?D沉淀?D?D過濾處理雖然能除大部份無機(jī)物和有機(jī)物。但水中的微生物、致病菌、細(xì)小的高分子有機(jī)物及重金屬離子卻無法去除。   臭氧發(fā)生器、臭氧機(jī)
　　關(guān)鍵詞：臭氧、臭氧產(chǎn)量、影響因素提高、臭氧發(fā)生器、臭氧機(jī)。 
　　中圖分類號： T M 89 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（a）-0000-00 
　　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(jī)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(rèn)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(jī)物反應(yīng)生成多種氯代有機(jī)化合物，如三氯甲烷等，這些物質(zhì)均為公認(rèn)的致癌致突變物。當(dāng)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(yán)重腐蝕水處置系統(tǒng)及館內(nèi)設(shè)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(guān)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(yuǎn)大于氯化處理，故其在飲用水處理中的應(yīng)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(kuò)大再生產(chǎn)之路，在建設(shè)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(shù)和工藝，先后關(guān)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(kuò)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(jìn)一步大幅下降，汽、柴油質(zhì)量全面達(dá)到國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，部分達(dá)到國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。 臭氧發(fā)生器、臭氧機(jī)
　　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、臭氧機(jī)
　　一. 臭氧的作用機(jī)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(lán)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(xué)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(jī)理主要是破壞菌體上的酶，干擾了細(xì)胞的呼吸作用，它的穿透力很強，進(jìn)入細(xì)胞壁時擴(kuò)散速度非常快，從而破壞了細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì)最后導(dǎo)致細(xì)胞死亡。臭氧能將一些大分子量的難以生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成小分子量的、被降解的簡單的有機(jī)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）電??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(shù)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(guān)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(shù)成熟、工作穩(wěn)定、使用壽命長、臭氧產(chǎn)量大（單機(jī)可達(dá)1Kg/h）等優(yōu)點，所以是國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)使用最廣泛的臭氧發(fā)生器。世界上現(xiàn)在單機(jī)產(chǎn)量最高的達(dá)300Kg/h。我公司目前采用的是電??放電法。 
　　電??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(dāng)在兩極間通入高壓交流電時，在放電間隙，形成均勾的藍(lán)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(yīng)如下：臭氧發(fā)生器、臭氧機(jī)
　　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(jìn)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(shè)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(jìn)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(biāo)要求越來越?{，如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)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、臭氧機(jī)
　　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(jìn)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、臭氧機(jī)
　　氣體在進(jìn)入臭氧發(fā)生器前都必須進(jìn)行干燥與凈化，否則將對臭氧發(fā)生器的運行產(chǎn)生嚴(yán)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(shè)備的相關(guān)部件。氣源應(yīng)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(jìn)氣流量：臭氧發(fā)生器、臭氧機(jī)
　　氣體流量是臭氧產(chǎn)量的關(guān)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(dāng)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(kuò)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(dá)到設(shè)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(jìn)氣壓力和流量。這就要求在日常的生產(chǎn)操作中密切關(guān)注各項指標(biāo)的變化，及時做出相應(yīng)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(xì)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(shù)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(shè)想能逐步變成現(xiàn)實。