臭氧设备的作业原理、运用以及优缺陷

  臭氧是由三个氧原子组成的氧的同素异构体。一般为淡蓝色气体，高压下可变成深褐色液体。在规范状态下，密度为2.144g/L。其主要物理化学性质如下。

  臭氧是一种强氧化剂，其氧化才能仅次于氟，比氧、氯及高锰酸盐等常用的氧化剂都高。

  出产中多以空气为质料制备臭氧化空气（含臭氧的空气）。臭氧在水中的溶解度契合亨利规律。

  因为分化时放出很多热量，当浓度在25%以上时很简单爆破，但一般臭氧化空气中臭氧浓度不超越10%，不会发生爆破。臭氧在空气中的分化速率随温度上升而加速。浓度为1%一下的臭氧，常温常压下的半衰期为16h左右，所以臭氧不易储存，需边出产边运用。臭氧在纯水中的分化速率比在空气中的快得多。水中臭氧浓度我3mg/L时，常温常压下的半衰期仅为5~30min。

  臭氧在水中的分化速率随pH值的进步而加速，在碱性条件下分化速度快，酸性条件下比较慢。

  臭氧具有特别的刺激性气味，但在空气中的浓度极低时有新鲜气味，使人感到分外新鲜，有益健康。当空气中臭氧浓度大于0.01mg/L时，可嗅到刺激性气味，长时刻触摸高浓度臭氧会影响肺功用，作业场所规则的允许浓度为0.1mg/L。

  臭氧具有极强的氧化才能，除金和铂外，简直对一切金属都有腐蚀作用。不含碳的铬铁合金，基本上不受臭氧腐蚀，出产上常选用含25%Cr的铬铁合金来制作臭氧发生设备、加注设备及臭氧非直触摸摸的设备。

  臭氧对非金属资料也有激烈的腐蚀作用。因而不能用一般橡胶做密封资料，应选用耐腐蚀的才能强的硅橡胶或耐酸橡胶。

  臭氧可使污水中的污染物氧化分化，常用于下降BOD、COD，脱色、除臭、除味，灭菌、杀藻，除铁、锰、氰、酚等。

  臭氧用于消毒过滤饮用水时，投量不大于1mg/L，触摸时刻不大于15min，且不受水中氨氮含量和pH值的影响。用于城市生活废物污水二级处理后的深度处理，臭氧投量一般为10~20mg/L，触摸时刻为5~20min。处理作用可达：BOD5下降60%~70%；组成外表活性物质下降90%；致癌物质下降80%。

  现在臭氧的制备办法有无声放电法、放射法、紫外线辐射法、等离子射流法和电解法等。水处理中常用的是无声放电法。

  臭氧发生器一般由多组放电发生单元组成，有管式和板式两类。管式有立管式和卧管式两种；板式也有奥托板式和劳泽板式两种。现在出产上运用比较广泛的是管式。用无声放电法制备臭氧的理论电耗为0.95kWh/kgO3，而实践电耗要大得多。单位电耗的臭氧产率，实践值仅为理论值的10%左右，其他能量均变为热能，使电极温度升高。

  为了确保臭氧发生器正常作业和按捺臭氧热分化，有必要对电极进行冷却。一般用水冷和空冷两种方法，管式发生器常用水冷，劳泽板式发生器常用空冷。

  应依据臭氧分子在水中的涣散速率和与污染物的反响速率来挑选触摸反响设备的型式。臭氧注入水中后，水为吸收剂，臭氧我吸收质，在气液两相间进行传质，一起臭氧与水中的杂质进行氧化反响，因而归于化学吸收，它不只与相间的传质速率有关，还与化学反响速率有关。臭氧与水中杂质的化学反响有快有慢。

  水中的杂质，如酚、氰、亲水性染料、细菌、铁、锰、硫化氢、亚硝酸盐等与臭氧的化学反响很快，这时吸收速率受传质速率操控；水中杂质，如COD、BOD、饱满脂肪族化合物、组成外表活性剂（ABS）、氨氮等与臭氧的反响很慢，其吸收速率受化反响速率操控。应依据臭氧处理的目标选用不同的触摸反响设备。

  依据臭氧化空气与水的触摸方法，臭氧触摸反响设备分为气泡式、水膜式和水滴式三类。

  气泡式反响器是一种用于受化学反响操控的气液触摸反响设备，是我国现在水处理中运用多的一种。实践标明，气泡越小，气液的触摸面积越大，但对液体的搅动越小。应经过实验确认的气泡尺度。

  依据气泡式反响器内发生气泡设备的不同，气泡式反响器可分为多孔涣散式、外表曝气式和踏板式三种。

  臭氧化空气经过设在反响器底部的多孔涣散设备涣散成细小气泡后进入水中。多孔涣散设备有穿孔管、穿孔板和微孔滤板等。依据气和水的活动方向不同又可分为同向流和异向流两种。

  在反响器内装置曝气叶轮。臭氧化空气沿液面活动，十分快速地旋转的叶轮使水剧烈搅动而卷进臭氧化空气，气液界面一向更新，使臭氧溶于水中。这种反响器适用于加注臭氧量较低的场合，缺陷是能耗较大。