臭氧老化試驗箱

時間：2009-12-25閱讀：2790

　臭氧（03）是1840年以后逐漸被人們認識的,。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胞物質(zhì)交換的影響過程極為復(fù)雜,，本文不能詳細的探討，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,。

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