臭氧水处理设备的研究及具体应用

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1、一、臭氧的理化性质臭氧，Ozone，又称三子氧（三原子氧），TriatomicOxygen，氧的同素异构体（同类异构体）。臭氧的分子式为O3，分子量为47.9982（通常以48.00计），氧化电位2.07V。在地球的大气层中，从地面上12～50公里的平流层中有一臭氧层，它集中了地球上约90％的臭氧，主要集中在25公里处。大气中的臭氧是由太阳发出的带电的粒子进入大气层时，遇到氧分子，使氧分子裂变为氧原子，而部分氧原子重新结合成臭氧分子。它可吸收太阳光中对人体有害的短波（30nm以下），并防止这种短波到达地面。臭氧有着特殊的类似于鱼腥的

2、强烈的臭味，常温下为无色气体，浓度高时为微蓝色的爆炸气体。由于臭氧的密度为1.658～2.144g/L（取决于臭氧的纯度），比空气的密度1.2g/L要大，所以在气态时地面的臭氧浓度最高。臭氧气体经冷却和压缩，可呈液态和固态。臭氧气体难溶于水，不溶于液氧中；但可溶于液氮中。臭氧的嗅阈为0.02～0.04PPm。如果浓度达到0.1PPm时，人吸入就会刺激呼吸道黏膜；浓度达到2PPm时，可引起呼吸加快、变浅、胸闷，并引起神经中枢障碍。在浓度达到5～10PPm时，可引起脉搏加快、疲倦、头痛；停留一小时以上，可发生肺气肿，以至死亡。作业现场空

3、气中允许的阈值为0.1PPm。复印机、传真机、电脑这些现代办公设备在运行中其工作部件均存在高压放电现象，这些现象使得空气中的氧变成臭氧。因此备有上述设备的办公室内，有臭氧存在，且臭氧浓度较其他办公室要高点。相比而言：复印机产生的臭氧较多，近距离能有嗅觉；而传真机和电脑产生的臭氧很微量，几乎嗅觉不到。臭氧与一般氧化剂相似，具有很强的漂白、退色作用，可侵蚀、损坏多种物品，特别是软木、橡胶类制品，并使大多数有机色素退色。对于含有叶绿素的蔬菜，臭氧能在短时间内将其破坏，致使蔬菜变黄。气态臭氧是在100KPa压力下的参数．临界点：温度：261

4、.05K，压力：5.51×10[6]Pa密度：437Kg/M3三相点：温度：80.65K密度：1572.7Kg/M3沸点（在1.01×105Pa下）：温度：161.25K汽化热：3.17×105J/Kg密度：1630Kg/M3（液体）溶点：80.45K一升臭氧液体汽化为气体的体积为735L。在温度为20°C，气压为1.01×10[5]Pa环境下，臭氧气体的比热为907.28j/kg.k。二、臭氧的杀菌消毒作用国家科委成果办1993年国科办字第100号文《关于推荐采用“高频臭氧发生器及其应用技术”的函》，针对我国在食品加工、贮藏、运输

5、、矿泉水、饮料生产、生化制药与化妆品、卫生用品生产等企业所遇到的杀菌消毒难题，提出利用臭氧技术这一种高效简便的方法，为我国应用和开发臭氧技术起到了积极有力的推动作用。臭氧的氧化能力大大优于一般氧化剂，是迄今为止所发现的最强的氧化剂，在低于室温的情况下，仍然能保持其强大的氧化反应能力。它可以氧化难以破坏的有机物，可以氧化难以杀灭的病菌和难以灭活的病毒，其生成物中不存在致癌和可以致癌的有机卤化物；臭氧的氧化速度很快，反应完全；剩余的臭氧能迅速还原为氧，而且只能还原为氧。臭氧主要依靠其强大的氧化作用来杀菌。它能氧化分解细菌的葡萄糖氧化酶，

6、脱氢氧化酶，还可以直接与细菌发生作用，破坏细菌物质代谢的氧化还原过程，造成细菌死亡。因此，臭氧是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁殖体与芽胞、病毒、真菌、原虫包囊等，并可破坏肉毒杆菌毒素。利用臭氧对饮用水进行杀菌消毒的效果最为理想；灭杀致病菌的效果最好；病毒其次；包囊和芽胞菌其后。而且臭氧在水中杀菌速度较目前普遍使用的氯化物类杀菌速度要快600～3000倍。氯的杀菌作用是进行性的；而臭氧是急速的，当臭氧的浓度一旦达到所需要的阈值后，杀灭作用瞬间发生。例如：2.1对大肠杆菌：用0.1mg/L活性氯需要处理4分钟；而同样剂量的臭氧只需5秒钟。

7、2.2对脊髓灰质炎病毒：用0.5～1.0mg/L（余氯量）需要处理1.5～3.0小时；而用臭氧只需0.045～0.45mg/L（剩余臭氧量）作用2分钟。也有报道0.1～0.2mg/L的臭氧一秒钟就可灭杀水中99％的脊髓灰质炎病毒。2.3用0.5～1.0mg/L浓度的臭氧作用1～3分钟可灭杀水中99％的阿米巴囊虫。2.4用59～728mg/L浓度的臭氧作用30～90分钟，可灭杀水中的全部枯草杆菌芽胞。2.5用50mg／L浓度的臭氧作用10分钟，可灭杀各类微生物率达99.99～100％。利用臭氧对密闭的空间内的空气和内容物进行消毒，其效

8、果也很好。由于是通过气体的对流和接触进行消毒工作的，所以消毒完全，无死角，且无残留余毒。应注意的是这种方法只能对物体的表面进行杀菌；对于物体的内部无能为力。在用臭氧熏蒸消毒时，相对湿度高则杀菌效果好；否则效果差，对于干燥菌体几乎无灭杀