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按臭氧產生的方式劃分,目前的臭氧發生器主要有三種:高壓放電式、紫外線照射式、電解式。
1高壓放電式發生器
該類臭氧(yǎng)發生器是使用一定頻率的高壓電流製造高壓電暈電(diàn)場,使電場(chǎng)內或電場周(zhōu)圍的氧分(fèn)子(zǐ)發生電化學反(fǎn)應(yīng),從而製造臭氧。
這(zhè)種臭氧發生器具有技術(shù)成熟、工作穩定、使用壽命長、臭氧(yǎng)產量大(dà)(單(dān)機可達1Kg/h)等優(yōu)點,所以是國內外相關行業使用最廣泛的臭氧發生器。
在高壓放電式(shì)臭氧發(fā)生器中又分為以下幾種類型:
1、按發(fā)生器的高壓電頻率劃分,有工頻(50-60Hz)、中頻(400-1000Hz)和高頻(>1000Hz)三種。工頻發生器(qì)由於體積大、功耗高等缺點,目前已基本退出市場。中、高頻發(fā)生(shēng)器具有體積小、功耗低(dī)、臭氧(yǎng)產量大等優點,是現在最常用的產品(pǐn)。
2、按使用(yòng)的氣體原料劃分,有氧氣型和空氣型兩種。氧氣型通(tōng)常是由氧氣瓶或製氧機供應氧(yǎng)氣。空(kōng)氣型通常是使用潔淨幹燥的(de)壓縮空氣作為原料。由於臭氧是靠氧氣來產生的,而空氣中氧氣的含量隻(zhī)有21%,所以空氣型發生器產生的臭(chòu)氧濃度(dù)相對較低,而瓶裝或製氧機的氧氣純度都(dōu)在90%以上,所以氧(yǎng)氣型發生器的臭氧濃度較高。
3、按冷卻方式劃分(fèn),有水冷型和風(fēng)冷型。臭氧發生器工作(zuò)時會產生(shēng)大量的熱能,需要冷卻,否則臭(chòu)氧會因高溫而邊產生邊分解。水冷型發生器冷卻效果好,工作穩定,臭氧無衰減,並能長(zhǎng)時(shí)間連(lián)續(xù)工作,但結構複雜,成本稍高。風冷型冷(lěng)卻(què)效果(guǒ)不(bú)夠理想(xiǎng),臭氧衰減明顯。總體性能穩定的高性能(néng)臭氧(yǎng)發生器通常(cháng)都(dōu)是水冷式的。風冷一般隻用於臭氧產量較小的中低檔(dàng)臭氧發生器。在選用發生器時,應盡量選用水冷型的。
4、按介(jiè)電材料劃分,常見的有石英管(玻璃的(de)一種)、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等幾(jǐ)種類型。目前使用(yòng)各類介電材料製造的臭氧發生器市場上均有(yǒu)銷(xiāo)售,其性能各有(yǒu)不同,玻璃介電體(tǐ)成本低性能穩是(shì)人工製造臭氧使用最早的(de)材料(liào)之一,但機械強度差。陶(táo)瓷和玻璃類似但陶瓷不宜加工特別在大型臭氧機中使用受到(dào)限(xiàn)製。搪瓷是一(yī)種新型介電(diàn)材料(liào),介質和電極於一體機械強度高、可(kě)精密加工精度較高,在大中型臭氧發生器中廣泛使用,但製造成本較高。
5、按(àn)臭氧發(fā)生器結構劃分,有間隙放電式(DBD)和開放式兩種(zhǒng)。間隙放電式(shì)的結構特點是臭氧在內外電極區間的間隙內產生臭氧,臭氧能夠集中收集輸出使用其濃度較高,如用於水處理。開放式發(fā)生器的電極是裸露在空氣(qì)中的,所產生的臭氧(yǎng)直接擴散到空氣中(zhōng),因臭氧濃度較低通常隻用於較小空間的空氣滅菌或某些小型物品表麵消毒。間隙放電式發生(shēng)器可代替開(kāi)放式發生(shēng)器使(shǐ)用。但間隙放電式臭氧發生器成本遠高於開放式。
2紫外線式臭氧發生器
該類臭氧發生器是使用特定(dìng)波長(185mm)的紫外線照射氧分子,使氧分子分解而產生臭氧。由於紫外線燈(dēng)管體積大、臭氧產量低、使用壽(shòu)命短,所以這種(zhǒng)發生(shēng)器(qì)使用範(fàn)圍較窄,常見於消毒碗(wǎn)櫃上使用。
3電解(jiě)式發生器
該類臭氧發(fā)生器(qì)通常是通(tōng)過電解純淨水而產生(shēng)臭氧。這種發生器能製取高濃(nóng)度的臭氧水,製造成本低,使(shǐ)用和維修簡單。但由於有臭氧產量無法做大、電極使用壽命短、臭氧不(bú)容易收集等方麵的缺點,其用途範圍受到限製。目前這種(zhǒng)發生器隻(zhī)是在一些特定的小型設備上或某些特定場所(suǒ)內使用,不具備取代高壓放電(diàn)式發生器的條件。
臭氧發生(shēng)器概述
臭氧發生器概述臭氧(yǎng)發生器是用於製(zhì)取臭氧的設備裝置。臭氧易於(yú)分解(jiě)無法儲存需現(xiàn)場製取現場使用(但是在特殊(shū)的情況下是可以進行短暫時間的儲存),凡是能用到臭氧的場所均需使用臭氧(yǎng)發生器。臭氧發生器在(zài)自來水,汙水,工業(yè)氧(yǎng)化,空間滅菌(jun1)等領域廣(guǎng)泛應用。
臭氧是世界公認的廣譜高效殺菌消毒劑。采用空氣或氧氣為原料利用高頻高壓放電產生臭氧(yǎng)。臭氧比氧(yǎng)分子多了一活潑的氧原子(zǐ)臭氧,化學(xué)性質特別活潑,是一種強氧化劑,在(zài)一定濃度下可(kě)迅速殺滅(miè)空氣(qì)中的細菌。沒有任何有毒殘留,不(bú)會形成二次汙(wū)染,被譽為“最清(qīng)潔的氧化劑和消毒劑”。
臭氧濃度與作用
臭氧為混合氣體其濃度通常按質量比和體積比來表(biǎo)示。質量比是指單位體積內混合氣體中含有多少質量的臭氧,常(cháng)用(yòng)單位mg/L或g/m3等表(biǎo)示。體積比是指(zhǐ)單位體積內臭氧所占的體積含量或百分比含量,使用百分比表示如2%、5%、12%等。衛生行業常用ppm表示臭氧濃度,即(jí)每立方臭氧混合氣體中臭氧占該體積的百(bǎi)萬分之一為(wéi)1ppm。臭氧濃度是衡量臭(chòu)氧發生器技術含量和(hé)性能的(de)重要指標。同等的(de)工(gōng)況條件下臭氧輸出濃度越高其品質度就越高。影(yǐng)響臭氧濃度的主要因素有1、臭氧發生器的結構和(hé)加工(gōng)精(jīng)度;2、冷卻方式和條(tiáo)件;3、驅動電壓和驅動頻(pín)率;4、介電體材料;5、原料(liào)氣體中氧的含量及結淨和幹燥度(dù)。臭氧產量是指臭(chòu)氧發生器單位時間(jiān)內(nèi)臭氧的產出量;臭(chòu)氧濃度數值與進入臭(chòu)氧發生器總氣量數值的乘積即為臭氧產量;通(tōng)常使用mg/h,g/h,kg/h這些單位表示。臭氧發生(shēng)器標準中規定臭氧(yǎng)發生器規格型號使用臭氧產量表示(shì)和(hé)區(qū)分。小型臭氧發生器使用g/h為(wéi)單位,大型臭氧發生器使用kg/h為(wéi)單位區分規格的大小。
臭氧發生器選型
臭(chòu)氧發生器選(xuǎn)型非常重要應從以下幾個方麵進行選型:
1.確定臭(chòu)氧發生器的型號即臭氧產量。采(cǎi)購臭氧發生器時首先要確定其(qí)使用用途,是(shì)用於空氣滅菌除味還用於水處理。用(yòng)於空氣處理時可選擇低濃度經濟型的開放式臭氧發(fā)生器,它包括有氣源開放式和無氣源開放式兩種最好選有氣源機型。該類臭氧發生器結構簡單價格低廉,但工作時溫度和(hé)濕(shī)度(dù)影響臭氧發(fā)生(shēng)量。上述(shù)開放式臭氧發生器屬最(zuì)簡單(dān)的臭氧裝置,對於要求高的場所空氣處理也應選擇高濃度臭氧發生器。空(kōng)氣處理時按20-50mg/m3標準投(tóu)放,食品藥品行(háng)業選高值。可根具空間大小換算(suàn)即得出(chū)臭氧的總用量(即臭氧發生器產量)。用於水(shuǐ)處理時必須選購高濃度臭(chòu)氧發生器(臭氧濃度大於12mg/L),低濃度臭氧處理水是無效的。高濃度臭氧發生器為標準配置含氣源及(jí)氣源處理(lǐ)裝置和(hé)臭氧發生裝置。小型的可設計成一(yī)體(tǐ)式機型產量(liàng)在5-200g/h間,大中(zhōng)型臭氧發(fā)生器基本以機組形式存在。
2.鑒別臭氧發生器(qì)的(de)品質。臭氧發生器品質的優(yōu)劣可(kě)從製造(zào)材料、係統配置、冷卻方式、工作(zuò)頻率(lǜ)、控製方式、臭氧濃度、氣源和電(diàn)能消耗指標等多方麵鑒別。優質的臭氧發生器(qì)應是(shì)高介電材料製造(zào)、標準配置(zhì)(含(hán)氣源和淨化裝置)、雙電極冷卻、高頻驅動、智能控製、高臭氧濃度輸出、低電耗和(hé)低氣源消耗(hào)。
3.性價比。優質的臭氧發生器從(cóng)設計到配置及(jí)製(zhì)造材料均按(àn)其(qí)標準進(jìn)行,成本遠高於低檔發生(shēng)器和低配(pèi)置發生器。但優質臭氧發生器性能非常穩定(dìng),臭氧濃(nóng)度和產量不受環境因素影響。而低配置臭氧發生器工作時受環境影(yǐng)響較大,溫度和濕度的增(zēng)加可使臭氧產量和濃度大幅度下(xià)降,影響處理效果。選購時(shí)應對(duì)其售價和性能進行綜合比評。
4.防止(zhǐ)誤區。A.了解(jiě)臭氧發生器是否含氣源,含氣源發生器和不含氣源(yuán)發生器造價相差很大。如果通過價格優勢采購了無氣源的(de)臭氧發生器,你還(hái)需自配氣源裝置(zhì)最終可能要多花錢。B.了解發(fā)生器的結構形式,是否可以連續運行,臭氧輸出濃度等指標(biāo)。例如需要一台臭氧(yǎng)發生器用於淨水處理,若誤選了(le)開放式臭氧發生器那是無法(fǎ)使用的。D確認臭氧發生器額定標注產量,是使(shǐ)用空氣源標注的還是使用氧氣源時標注的產量(liàng)。因為臭氧發生器使用氧氣源時臭氧產量比使用空氣源時大一倍,兩者的造價相差近一倍。選購(gòu)臭氧發生器時(shí)供求雙(shuāng)方應全方位溝通避(bì)免走入誤區,切勿以價格為主要參考依據衡量臭氧發生器。
5.備用機。對於連續工作不許停機的場所,選購臭氧發生器時應有備用機。按兩用一備,一用一備的原則購置(zhì)。備用機組主要在(zài)設備維(wéi)護或修理過程中交替使用,避免停機維護影響正常生(shēng)產。
臭氧發生器設計要(yào)點
1.使用高介電常數(shù)的材料製造電極,提(tí)高加(jiā)工精度。
2.改善冷卻條件,采用水冷或(huò)雙極冷卻。
3.降低氣源露點,提高氣源潔淨度。
4.提高臭氧電(diàn)源的驅動(dòng)頻率,降低電耗。
5.采用智能控製,並(bìng)對運行工況再(zài)線監測。
臭氧發生(shēng)器氣源(yuán)
臭氧發生器(qì)常用的氣源大體可分為下列幾種:
1)幹燥空氣氣(qì)源--無油的壓縮(suō)空氣經過冷(lěng)卻、幹燥、過濾處理後作為原料氣(qì)使用;
2)富氧氣源--無油壓縮空氣經過冷幹處理送入PSA空分係統將氮氣和氧氣分(fèn)離,並將氧氣收集作為原料氣(此原料(liào)氣含(hán)有惰性(xìng)氣體和二氧化碳及少(shǎo)量氮氣,並非純(chún)氧氣所以稱為富氧源);
3)工業氧氣源--通常使用瓶裝工業氧氣(大多(duō)適用於小型臭氧發生器(qì));
4)液氧--液態氧經過汽化器汽(qì)化減壓後送入臭氧(yǎng)發(fā)生器(qì)作為原料(liào)氣(常用於(yú)大型臭氧發生器)。
施工、安裝要點
1)臭氧發生(shēng)器必須安(ān)裝在製水車間和灌裝車間之外(尤其嚴禁(jìn)安裝在(zài)狹小、潮濕的製水或灌裝車間),保持發(fā)生器工作環境通風及空氣幹燥,該空間必須安裝排風扇。
2)臭氧發生(shēng)器安裝位置應(yīng)高於地(dì)麵1.2m以上,有條件時可高於貯水罐1~2m。臭氧輸送管路和單向閥必須高於貯水罐1~2m。
3)具體產品的(de)施工安裝要點需詳見企業樣本。
相關標準
1)產品標準
《環境保(bǎo)護產品技術要求(qiú) 臭氧發生器》HJ/T 264-2006
《臭氧發生(shēng)器》CJ/T 3028.1-1994
2)工程標準
《生(shēng)活飲用水衛生標準》GB 5749-2006
《建築給水排水設計規範》GB 50015-2003
《二次供(gòng)水設施衛生規範》 GB 17051-1997
《建築給水排水及采暖工程施工質量驗收規(guī)範》GB 50242-2002
氣液混合方式
從(cóng)目前世界的臭氧(yǎng)技術產業來看,以水處理的殺菌淨化為主要市場,而水淨(jìng)化臭氧裝置包括臭氧源與氣水混合裝置兩部分(fèn)。臭氧發生器應提供足夠濃度與產量的臭氧,混合裝置以高(gāo)效率使臭氧溶解在水中,即達(dá)到一定的臭氧溶解度。因此,一(yī)台好的臭(chòu)氧發生器必須要有優良的氣水混合裝置,使臭氧能高效地(dì)和水(shuǐ)混合,使水(shuǐ)中的臭氧溶(róng)解(jiě)度能滿足完全殺菌。
幾種常見的混合裝置比較:
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一、傳統的曝氣法---曆史悠久的傳統混合方法。(布氣板法、鼓泡塔(tǎ)法同理)
運行方式---氣水順流、逆流或多級串聯交迭逆(nì)順流,連續運行或間(jiān)斷批量運行。優點(diǎn):能耗較低。缺點:噴頭堵塞時布氣不均勻,混合差(chà),需要大型空壓機和昂貴的(de)氧化反應塔(tǎ)。
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二、著名的文(wén)丘裏射(shè)流混合法---安全、高效的(de)混合方法。
運(yùn)行方式---氣水強製混合。優(yōu)點:投資少,混合好,接觸時間短(duǎn),經射流混(hún)合器後臭(chòu)氧在水中的臭氧濃度可為曝氣法的數倍。
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三、氣液(yè)強力混合腔---安全、節能、效率極高的混(hún)合方法,是在文丘裏射流混合器基礎(chǔ)上改進的升(shēng)級產(chǎn)品。
運行方式---充分利用水的紊流產生較大的負壓,將臭氧(yǎng)吸(xī)入,在混合(hé)腔內產生渦流、旋轉並相互碰撞。經實際使用(yòng)證明,一級臭氧吸收率達90%以上,在相(xiàng)同臭氧(yǎng)發生係統(tǒng)的情況下,水中的臭氧溶解度為文丘裏射流混合器的2倍左右。氣液強力混合腔(qiāng)外體采用304不鏽鋼製作(zuò),內腔采用316不鏽鋼和(hé)部分耐臭氧ABS材料製作,SSLW係列內腔采用不鏽鋼和耐(nài)臭氧PVDF材料製作,產品(pǐn)堅固耐用,無機械故障免維修,運行安裝方便,為目前投資最少,混合效果最好的設備。
處理較大水量需定做。下表尺寸可(kě)能(néng)會有適當變動(dòng)。
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四、氣液(yè)混合泵---安全、效率極(jí)高的混合方法(fǎ)
氣(qì)液混合泵的吸(xī)入(rù)口可以利用負壓作用吸入氣體,高速旋(xuán)轉的泵葉輪將(jiāng)液體與氣體混合攪拌,由於泵內的加壓混合,氣體與液(yè)體充分溶解,溶解效率高。一台氣液(yè)混合泵即可進行氣液吸引、混合、溶解並直接將高度溶解液送至使用點。
臭氧發生器
1、選用主要控製(zhì)參數
臭氧發生器選用主(zhǔ)要控製參數為臭氧發生量,臭(chòu)氧濃度(dù),公斤臭(chòu)氧電耗等。
2、基本要求
臭氧發生器應符合《臭氧發生器》HJ/T264-2006以(yǐ)及《臭氧發生器》CJ/T 3028.1-1994的規定(dìng),並按照規定程序批準的圖樣及技術文件製造。
3、工作原理(lǐ)
氧氣(或空氣)通過高頻高(gāo)壓(yā)電(diàn)場,使氧轉化為臭氧,並及時與(yǔ)水混合,利用臭氧的強氧化作用(yòng),殺滅水中(zhōng)的細菌。
4、臭氧發(fā)生器內部外觀和外部外(wài)觀質量要求
內部的外觀質量(liàng)包括:臭氧發生器單元各零部件應光潔,不得有任何油汙、水(shuǐ)漬、灰塵及其(qí)它物質。臭氧發生器內部防腐塗層(céng)應表麵光潔(jié),不得存在起皮、剝(bāo)落及其它缺陷;高壓電輸配係統整潔(jié),不得存(cún)在引起(qǐ)輸配電異常的不良情況和外來物。
外部(bù)的外觀質量包括:外(wài)殼表麵光滑平整,不得存在疤(bā)痕、凸凹等影響外觀的缺陷;各處保護、裝飾塗層(céng)應均勻,不存在起皮、剝落及其它(tā)缺陷。外殼上各附屬物(件)的安裝位置準確,各(gè)部分均不應存(cún)在(zài)妨礙(ài)安(ān)裝(zhuāng)、檢修、擦拭(shì)等缺陷。
5、主要技術參數
1)不(bú)同等級的(de)臭氧發生器(qì)的氣源,無論用空氣還是氧氣,其露點溫度都應≤-50℃。
2)不同等級的臭氧發生器產生(shēng)臭氧的濃度見表1
表1 不同等級臭氧(yǎng)發生(shēng)器產生臭氧濃(nóng)度
氣源種(zhǒng)類 | 臭(chòu)氧(yǎng)濃度,mg/L | ||
優級品 | 一級品 | 合格品 | |
氧氣(qì) | ≥100 | 70~100 | 30~70 |
空氣 | ≥38 | 25~38 | 15~25 |
3)不同等級的臭氧發生器產生公斤(jīn)臭氧的電耗見表2
表2 不(bú)同等級臭氧發生器產生公斤臭氧電耗
氣(qì)源種類 | 電耗,kW·h/kg | ||
優級品 | 一級品 | 合格品 | |
氧氣 | 8 | 9 | 10 |
空氣 | 16 | 18 | 20 |
4)不同等級的臭氧發生器冷卻方(fāng)式見表3
表3 不同等級臭氧發生器冷卻方(fāng)式
冷卻(què)劑 | 冷卻方式 | ||
優級(jí)品 | 一級品 | 合格品 | |
水 | 雙(shuāng)極水冷(lěng) | 單極水冷 | — |
空氣 | — | 單極(jí)氣冷 | 雙極氣冷 |
5)以空氣為氣源,臭氧發生器(qì)產生的氮氧化(huà)物(NOX)濃度不得大於臭氧濃(nóng)度的2.5%。
6、相關標準
1)產品標準
《臭氧(yǎng)發生器》HJ/T 264-2006
《臭氧發(fā)生器》CJ/T 3028.1-1994
《生活飲用水衛生標準》GB 5749-2006
7施工(gōng)、安裝要點
1)臭氧發生器必須安(ān)裝在製水車間和灌裝車間之外(尤其嚴禁安裝在狹小(xiǎo)、潮濕的製水或灌裝車間),保持發(fā)生器工作環境通風及空氣幹燥,該空(kōng)間必須安(ān)裝排風扇。
2)臭氧發生器安裝位置應高於地麵1.2m以上(shàng),有條件時可高於貯水罐1~2m。臭氧輸送管路和單向閥必須高於貯水罐1~2m。