臭氧作用原理.ppt

3、矿泉水生产工艺中第23页，共33页，星期日，2025年，2月5日自来水等饮用水在我国目前普遍使用氯剂消毒。而使用氯法有严重的二次污染问题存在。1973年起，荷兰、加拿大、美国等国相继发现用氯消毒後的自来水中会产生卤代有机物（氯仿、氯胺等），经动物实验证明有致癌危险。况且氯消毒易受温度和PH值影响。馀氯还会影响饮用水的口感，特别对於饮料用水，馀氯会使碳酸饮料等饮料制品产生氯的臭味。采用紫外消毒时，不同的对像菌致死所需的照射能量差异较大，另一方面原水水质对紫外杀菌效果也有影响，紫外线因在水中的穿透能力有限而难以达到理想效果。而且紫外消毒不能像馀氯那样维持消毒效果。臭氧具有比氯更强的氧化消毒能力，不但可以较彻底地杀菌消毒，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金属离子以及多种有机物等杂质，如铁、锰、硫化物、苯、酚、有机磷、有机氯、氰化物等，还可以使水除臭脱色，从而达到净化水的目的。臭氧适应能力强，受水温、PH值影响较小。臭氧适应范围广，不受菌种限制，杀菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。与氯不同的是残余臭氧可以自行分解为氧气，不会产生二次污染。臭氧处理後的水无色无臭，口感好，能改善饮用水品质。故此，为了提高瓶装饮用水的质量和延长保质期，国际瓶装水协会（IBWA）建议采用臭氧处理。在臭氧处理前，瓶装水一般用反渗透、纳滤、超滤去除天然水中99%的有机物，降低臭氧的用量。第24页，共33页，星期日，2025年，2月5日第1页，共33页，星期日，2025年，2月5日臭氧略溶于水，标准压力和温度下〔STP)，其溶解度比氧大13倍，比空气大25倍。臭氧的化学性质极不稳定，在空气和水中都会慢慢分解成氧气，由于分解时放出大量热量．故当其含量在25％以上时，很容易爆炸，但一般臭氧化空气中臭氧的含量很难超过10％．在臭氧用于饮用水处理的较长历史过程中，还没有一例关于臭氧爆炸的事例。为了提高臭氧利用率，水处理过程中要求臭氧分解得慢一些．而为了减轻臭氧对环境的污染，则要求处理后尾气中的臭氧分解得快一些。第2页，共33页，星期日，2025年，2月5日臭氧的氧化能力臭氧的氧化性极强，其氧化还原电位仅次于氟，在其应用中主要应用这一特性。臭氧的标准电极电位除比氟低之外，比氧、氯、二氧化氯及高锰酸钾等氧化剂都高。说明臭氧是常用氧化剂中氧化能力最强的。同时，臭氧反应后的生成物是氧气，所以臭氧是高效的无二次污染的氧化剂。第3页，共33页，星期日，2025年，2月5日第4页，共33页，星期日，2025年，2月5日第5页，共33页，星期日，2025年，2月5日臭氧的毒性和腐蚀性臭氧属于有害气体，由于臭氧的臭味很浓，浓度为0.1ppm时，人们就感觉到，因此，世界上使用臭氧已有一百多年的历史，至今也没有发现一例因臭氧中毒而导致死亡的报道。臭氧具有很强的氧化性，除了金和铂外，臭氧化空气几乎对所有的金属都有腐蚀作用。铝、锌、铅与臭氧接触会被强烈氧化，但铬铁合金基本不受臭氧腐蚀。基于这一点，生产上常使用含25％cr的铬铁合金(不锈钢)来制造臭氧发生设备和加注设备中与臭氧直接接触的部件。臭氧对非金属材料也有了强烈的腐蚀作用，即使是在别处使用得相当稳定的聚氯乙烯塑料扳等，在臭氧加注设备中使用不久便见开裂和穿孔等。在臭氧发生设备和计量设备中，不能用普通橡胶作密封材料，必须采用耐腐蚀能力强的硅橡胶或耐酸橡胶等。第6页，共33页，星期日，2025年，2月5日二、臭氧产生的机理：目前生产臭氧的方法大致有：无声放电法、核辐射法、紫外线法、等离子体射流法和电解法等。工业上大量的臭氧是用专门设计的电晕放电方法制造的。电晕放电法(无声放电或辉光发电法)就是一种干燥的含氧气体流过电晕放电区产生臭氧的方法，常用的原料气体有：氧气、空气以及含氧混合气体。第7页，共33页，星期日，2025年，2月5日下图是一种典型电晕放电，由充满气体的间隙和一块介电体分开的两块金属扳电极组成。在对电极施加高电压，同时，含氧气体从放电间隙流过。输入到电晕中的大部分电能，主要是以热的形式被散失较小部分转化为光、声、化学等能量。第8页，共33页，星期日，2025年，2月5日增加发生器进气的流量，可以增加臭氧的产量，降低臭氧的浓度，从而抑制臭氧的分解，降低了电耗。但是在如水处理等方面应用时，臭氧浓度越高效果越好，因此进气流量应结合具体的需要及发生器的性能来确定。1、臭氧产量的影响因素1）气源的质量和流量第9页，共33页，星期日，2025年，2月5日2）空气的露点3）电晕功率(1)提高电源的输出