臭氧老化試驗箱
點擊次數(shù)：2847 更新時間：2010-08-24
臭氧（03）是1840年以后逐漸被人們認(rèn)識的。臭氧是由三個氧原子組成的，由丁它有較高的氧化還原電位，所以有*的氧化能力，可以降解水中多種雜質(zhì)和殺滅多種致病菌、霉菌、病毒以及殺死諸如飾貝科軟體動物幼蟲（達98％）及水生物如劍水蚤、寡毛環(huán)節(jié)動物、水蚤輪蟲等，因而早在1886年在法國就進行了臭氧殺菌試驗。1893年在荷蘭3 m³／h的凈化水廠就投入運行。1906年法國尼斯（Nice）建成的臭氧處理水廠一直運行到1970年。尼斯水廠被看作是“飲水臭氧化處理誕生地”。我國1908年在福州水廠安裝了一臺德國西門子的臭氧發(fā)生器。到現(xiàn)在世界上已有數(shù)千個臭氧處理自來水廠，1980年加拿大蒙特利爾建成日供水230萬噸消耗臭氧300kg／h的大型水廠，而其中絕大多數(shù)都是在發(fā)達國家建設(shè)的，發(fā)展中國家只有少量小規(guī)模應(yīng)用。我國自八十年代以來陸續(xù)有少量自來水廠采用臭氧法，如北京田村水廠（15kg03／h），昆明水廠（33kg03／h），還有一些工礦企業(yè)內(nèi)部水廠，如大慶油田，勝利油田，燕山石化等單位的水廠也都有臭氧設(shè)備在運行。與國外規(guī)模比較，我國只能說還處在萌芽狀態(tài)。
有的廠家使用極簡易的臭氧發(fā)生器處理瓶裝水，對其產(chǎn)生的臭氧濃度、處理后水溶臭氧濃度都一無所知，殺菌的確實效果令人無法相信。難以應(yīng)用。筆者也曾采訪過一家礦泉水廠，每小時5噸水量，設(shè)計單位選用了100g03／h的臭氧發(fā)生器，而在接觸吸收裝置內(nèi)水的停留時間只有幾秒鐘，結(jié)果處理的水不合格，而灌裝間大量臭氧尾氣溢出，工人無法工作。
還有一些廠家生產(chǎn)的家用水處理器，無論是吳氧濃度還是處理時間都不夠，這樣的水處理器能否生產(chǎn)合格的飲用水，很值得懷疑。
因而正確認(rèn)識臭氧在水中的物理、化學(xué)過程與臭氧殺菌的生物化學(xué)過程是極重要的。由于臭氧在水中溶解的機理以及臭氧對生物細(xì)胞物質(zhì)交換的影響過程極為復(fù)雜，本文不能詳細(xì)的探討，只就臭氧殺菌做一般性的討論。
其中：u：傳質(zhì)速度，可用在t時間內(nèi)從氣相傳入液相的臭氧量G確定，即dG／dt。K：傳質(zhì)系數(shù)，F(xiàn)：氣相與液相的接觸表面積，△C傳質(zhì)過程中的動力，可用臭氧在實際情況下與平衡時的濃度差決定（即水中臭氧濃度與臭氧源中臭氧濃度差別越大，傳質(zhì)速度越大）。
分析一般傳質(zhì)方程式可以知道，首先要使臭氧盡多地溶入水中，就要盡量加大臭氧與水的接觸表面積F，而這是接觸裝置決定的。
其次，△C說明臭氧發(fā)生器的濃度越高，越有利于水對臭氧的吸收·
第三，傳質(zhì)系數(shù)K則與多種因素有關(guān)，K（總傳質(zhì)系數(shù)）為氣相傳質(zhì)系數(shù)K氣與液相傳質(zhì)系數(shù)K液之和，而臭氧屬于低溶解度氣體，K氣可忽略不計．而根據(jù)亨利一道爾頓定律，K液是多種物理參數(shù)的復(fù)合函數(shù)。
K液=f（T，P，u，w，p，ó）
其中臭氧溶解量與氣體壓力P成正比而與水溫T成反比。
隨著兩相相對線速度的增大，氣液兩相接觸表面積F及其更新速度也增大，但每個氣泡與液體接觸的時間會減小，因此從綜合效果來看，氣體-液體的相對線速度應(yīng)維持在一個范圍內(nèi)較好．
液體的粘滯度u，密度p及氣液間介面表面張力。的提高可使相間表面更新速度降低，并相應(yīng)使K液減小，所以Km與u，p，o成反比，對于各種飲用水，此項可忽略不計。
在應(yīng)用中，我們應(yīng)關(guān)注溫度、氣壓兩個參數(shù)，而在設(shè)計接觸裝置時則應(yīng)注意到水流、氣流的相對速度，尤其是其中的溫度，因為溫度高了不但使水對臭氧的吸收效果下降，而且臭氧本身會因溫度過高而分解。國內(nèi)就曾發(fā)生過試圖用臭氧處理70·℃的水溫而沒有取得任何效果的例證。
1894年梅爾費特（Mailfert）根據(jù)前人的實驗報告求出以下臭氧在水中的濃度： 溫度（℃） O 11.8 15 19 27 405560
溶解度（L氣／L水） 0.64 0.5 O.456 0.381 O.27 0.112O.031O 這組數(shù)據(jù)大致里線性，而且表明臭氧在水中的溶解度大約是氧的lO-15倍。
威諾薩（venosa）與奧帕特金（Opatken）指出，決定臭氧（或任何氣體）在某液體中的溶解度的基本關(guān)系式是亨利定律．即在一定溫度下，任何氣體溶解于已知體積的液體中的重量，將與該氣體作用在液體上的分壓成正比。
而且此定律可推導(dǎo)出結(jié)論：在標(biāo)準(zhǔn)溫度與壓力下，臭氧是氧溶解度的13倍。
從亨利定律可以得出結(jié)論：要提高臭氧在水中的溶解度，必須提高臭氧氣在整個氣源中分壓，即提高臭氧源的濃度，如果臭氧源的濃度不夠，處理時間再長，水中臭氧濃度也提不高（因已達到濃度平衡）。
從以上論述，可以得到結(jié)論：
1、為保證殺菌效果，必須保證水中臭氧的一定濃度與處理時間。
2、為保證水中臭氧的一定濃度就需保證：
a．臭氧源的濃度。
b．一定的氣溫。
c．水溫不能過高。
d．投入水中臭氧氣的比表面積盡量大，使臭氧與水的接觸機會更多。
