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臭氧氣源

臭氧的應用主要是由產生的臭氧量決定的,可分為氣態消毒和液態消毒兩大類。臭氧的產生量和使用量壹般用臭氧的額定量乘以時間來確定,但在不同的用途和不同的地方要計算和確定衰減量。臭氧發生器在使用時,氣源的配置直接影響臭氧的濃度、產量和純度。氣源壹般分為四種:普通氣源、幹燥空氣源、富氧氣源和工業氧氣源。以上氣源的配置,在發生器相同的條件下,濃度和產量依次增加。根據應用常識,壹般不應該配置公用氣源,因為會影響發電設備的連接使用壽命,導致發電不穩定。因此,常用的氣源按其用途大致可分為以下幾種:

1.

1)幹燥空氣來源-空間消毒、自來水處理、遊泳池水、養殖用水、生產循環水、中水回用等。

2)富氧源——臭氧濃度需求高的場所,如純凈水、礦泉水、汙水處理、醫藥食品車間等。

3)工業氧源——對純度和濃度要求高的地方,以及小氣量的應用場合。

2.對於大規模的空間消毒應用,如醫藥、食品等行業的車間殺菌消毒,壹般要安裝專用管道分配到車間,使臭氧分布均勻,其中壹部分連接到中央空調的風道管道,但這種方式有時會導致空調風道金屬部件腐蝕和臭氧消耗。

3.水處理主要配備溶解水中臭氧的加藥裝置,壹般分為曝氣式(直接曝氣或氧化塔)、文丘裏噴射式、旋渦負壓吸式或HICHINE泵混式等。水溶性效率依次提高,水泵效率可達95%以上。

4.

1)曝氣類型:自來水、養殖用水、生產循環水、生活汙水、工業廢水等。

2)文丘裏噴射式:二次供水、純凈水、礦泉水、養殖水冷卻、遊泳池水等。

3)負吸型:小水體應用。

4)氣液混合泵型:小型水體應用或臭氧消毒水應用。

補充:

家用空氣消毒:將臭氧發生器移植到空調中,在出風口安裝臭氧催化分解吸附裝置,既能制冷制熱,又能與室內循環空氣壹起消毒凈化空氣。分解的氧氣和負離子可以保持室內空氣清新。此外,用於空氣消毒的臭氧發生器也可用於賓館、飯店、商場、劇院等公共場所。

冰箱內部殺菌:實驗表明,冰箱內存在大量低溫細菌,還有李斯特菌、耶爾森菌、金黃色葡萄球菌菌等,使人病情嚴重。通過隨機抽樣,發現普通冰箱每平方厘米有7850個細菌,比馬桶蓋的細菌濃度還高。在壹些經常放置剩菜剩飯的冰箱裏,裏面每平方厘米有129000個細菌。把臭氧發生器放入冰箱,可以殺死各種低溫細菌。殺滅物體表面和冰箱隔板細菌所需的臭氧濃度是空氣中細菌的幾十倍。wokesmart冰箱寶可以分別處理不同的細菌菌株。

醫藥行業空氣消毒的GMP驗證:中央空調凈化系統、臭氧滅菌櫃等無中央空調系統的生產空間在潔凈生產區進行滅菌。我國有相當壹部分制藥企業以臭氧作為消毒和空氣滅菌的主要手段,如沈陽濟世制藥有限公司、大連珍奧制藥有限公司、上海慶安制藥有限公司、吉林敖東制藥集團延吉有限公司、福建興安制藥有限公司等,臭氧作為空氣消毒的主要手段,為這些企業的GMP驗證做出了重要貢獻。

醫院空氣消毒:醫院病房、門診手術室、治療室等。在日本,有28家醫院使用臭氧作為空氣消毒,包括劄幌自衛隊醫院和名古屋衛生大學。有多達53個單位和醫院使用臭氧技術處理食品和保健。在臺灣省有51家醫院使用臭氧,在中國有北京醫院和北京佑安醫院。

軍用空氣消毒:西方國家開發了軍用臭氧空氣消毒產品,如在太空艙、潛艇、坦克等軍用車、船的艙內安裝臭氧發生裝置,凈化太空環境,消毒殺菌。這種產品由電池或光伏電池供電。臭氧的產生方式主要有電暈法、電解法、紫外線法、核輻射法、等離子體法等。已經在食品、醫院和制藥企業投入使用的臭氧發生技術主要有電暈放電和低壓電解。

電暈高壓放電法

電暈放電產生臭氧的原理是在兩個平行的高壓電極之間平行放置壹個電介質(通常由硬質玻璃或陶瓷或不銹鋼制成),並保持壹定的放電間隙。當在兩個電極之間施加高壓交流電時,在放電間隙中形成均勻的藍紫色電暈放電。空氣或氧氣通過放電間隙,氧分子被電子激發獲得能量,相互彈性碰撞聚合成臭氧分子。

低壓電解

低壓電解產生臭氧的原理是利用低壓直流電連接固體膜電極的正負極來分解去離子水。水在特殊的陽極溶液界面以質子交換的形式分離成氫和氧分子,氫直接從陰極溶液界面排出。氧分子由於高密度電流產生的電子的激發,在陽極界面獲得能量,聚合成臭氧。電氧化法是取樣低壓電解法。低壓電解臭氧發生器以純水為原料,固體貴金屬聚合物為電解質,結合陽離子交換方式,通過低壓電解獲得臭氧,不添加任何輔料和添加劑。產生的臭氧濃度高達20%以上,且產生的臭氧氣體伴有氧氣,無任何二次汙染。臭氧最適用於水質和用水量穩定的系統,臭氧量發生變化時要及時調整。在實際生產中,很難及時調整。

另壹個需要考慮的問題是水中有機物的含量。當水的濁度小於5 mg/L時,對臭氧消毒殺菌作用不大,濁度增大,影響消毒效果。有機物含量高的話,臭氧的消耗會增加,消毒能力會降低,因為臭氧會先消耗在有機物上,而不是殺死細菌。

因此,國外制藥公司在制藥用水系統中增加了總機碳(TOC)的監測項目。不幸的是,嚴重汙染的水經過臭氧處理後,有機大分子會闖入微生物代謝的營養源。因此,如果不維持管網中的臭氧濃度,汙泥就會增加,水質就會惡化。

在許多方面,臭氧和氯作為消毒劑具有互補的優勢。臭氧能快速殺菌滅活病毒,壹般對氣味、味道、色度都有很好的效果。而氯氣則具有持久、靈活、可控的殺菌效果,可以在管網系統中持續使用。因此,臭氧和氯的組合似乎是最理想的消毒水系統的方法。

臭氧消毒法的優勢

1.優於化學消毒法:臭氧作為壹種高效、廣譜、無殘留汙染的氣體消毒劑,比食品工業常用的消毒劑具有特殊的優勢。與過氧乙酸、高錳酸鉀、甲醛(福爾馬林)、二氧化硫等化學消毒劑相比,其殺菌能力與過氧乙酸相當,高於其他消毒劑。

臭氧會自行分解成氧氣,無殘留汙染,消毒後無需通風。常規消毒需要通風或化學中和,比較麻煩,降低了消毒效果。臭氧可以直接殺菌或防黴保鮮食品,是壹種幹法消毒方法,簡單易行。臭氧殺菌濃度對食品來說是極弱的氧化濃度,對食品無害。

2.比紫外線照射好

(1)臭氧無處不在,無死角。紫外線只有到達物體表面,達到壹定的照射強度標準,才能起到殺菌作用。壹般食品車間都比較高,導致紫外線輻射強度不夠,尤其是遠距離,死角大,比如加工案板下部。臭氧是壹種滲透性強、擴散性好、濃度均勻、無死角的氣體。

(2)殺菌速度快。紫外線照射殺菌時間較長,壹般在6小時以上,而標準濃度的臭氧只需開啟1小時以上。

(3)高濕度下殺菌效果更好。當環境相對濕度達到60%以上時,消毒效果急劇下降,當濕度達到80%以上時,可誘發細菌復活。臭氧則相反,濕度越高,殺菌效果越好。這是因為細胞膜在高濕度下膨脹變薄,其組織容易被臭氧破壞,特別適合食品工業中常見的高濕度環境。

(4)具有低濃度清洗功能。紫外線照射時生產人員必須離開現場,照射完成後不可能使用低功率紫外線進行清洗;臭氧消毒時,生產人員必須離開現場。消毒完成後,可以降低臭氧的產生量,用符合國家衛生標準的低濃度臭氧保持生產車間的空氣清潔。

3.優異的除臭和凈化效果

臭氧憑借其強氧化性能,能快速分解產生臭味等異味的有機或無機物質達到除臭效果,並將異味根源物質分解成無害物質。例如,氨被氧化成二氧化碳和水。

主要由原料氣(壓縮空氣或氧氣)供給系統、臭氧發生器主機、臭氧輸送系統和臭氧發生器冷卻系統組成。

濃度空氣源臭氧濃度可達3% ~ 6% wt,氧氣源可達6% ~ 14% wt。氣源為18 ~ 30kW·h/kg O3。

常見的氧源臭氧數據在9 ~ 15 kW·h/kg O3。

1.臭氧發生器的規格是根據臭氧產生的重量單位來劃分的。臭氧產生的單位是mg/h或g/h (mg/h,g/h),即臭氧發生器工作1小時能產生多少重量單位的臭氧。

2.空氣中臭氧的濃度單位為ppm或;水中臭氧的濃度單位為ppm或mg/L,換算方法:在空氣中,1 ppm = 2.144;在水中,1 ppm = 1毫克/升。

3.當臭氧在大氣中達到壹定濃度時,就會造成環境汙染。我國規定,在生活環境中,臭氧濃度超過0.16時,構成空氣汙染;在工作場所,臭氧濃度超過0.2就構成汙染。

1.臭氧濃度檢測儀來自德國Ansrose公司的基本原理。

1.1檢測原理

我們知道地球大氣層中有臭氧層。科學家發現臭氧層可以吸收紫外線。研究表明,臭氧僅對波長為253.7nm的紫外線有最大吸收系數,紫外線在該波長會被臭氧衰減,符合lamport-Beer定律。在美國和其他國家,這種方法已被用作標準的臭氧分析方法。

臭氧檢測儀采用紫外吸收法原理,利用穩定的紫外光源產生紫外光,利用光波濾波器濾除其他波長的紫外光,只允許253.7nm波長的光通過。經過采樣光電傳感器和臭氧吸收池後,到達采樣光電傳感器。臭氧濃度可以通過比較樣品光電傳感器和采樣光電傳感器的電信號,然後通過數學模型計算得到。

1.2電路原理的實現

基本電路由六部分組成:電源、紫外燈控制、紫外線采樣檢測、紫外線采樣檢測、對數放大器Log100、模擬輸出和顯示。

2.臭氧濃度檢測器

基本結構

該檢測儀主要由低壓紫外燈、光波濾波器、入射紫外反射鏡、臭氧吸收池、樣品光電傳感器、采樣光電傳感器、輸出顯示器和電路元件組成。(如圖2所示)

3.主要技術指標

3.1可顯示單位:O3g/m3,mg/m3;百萬分率

3.2測量範圍:0 ~ 10o3g/m,0 ~ 10o3g/m,0 ~ 200o3g/m。

4.1校準儀器校準

采用德國Ansrose公司GM-PRO標準的臭氧檢測儀,將生產的臭氧檢測儀與10個測試點的分布進行對比,誤差範圍控制在1%以內為合格。

結論

本文研制的臭氧濃度檢測儀采用紫外吸收法,單光源雙光路檢測,體積小,精度高,穩定性好,可連續工作。其測量範圍寬,最大測量範圍為300o3g/m,此外,該檢測儀還具有0/4-20 Ma模擬輸出,可與臭氧發生器和PID調節器組成臭氧閉環自動控制系統。

參考資料:

1.《臭氧技術與應用手冊》RICE,RIPG,NETZER ANN ARBIR SCIENCE,1982

2.安斯羅斯公司,王偉。國外臭氧技術與應用手冊。

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