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臭氧水处理设备的研讨及使用

2018-10-14 12:23:21
  1臭氧的理化性质

  臭氧,Ozone,又称三子氧(三原子氧),Triatomic Oxygen,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(一般以48.00计),氧化电位2.07V。

  在地球的大气层中,从地上上12~50公里的平流层中有一臭氧层,它会合了地球上约90%的臭氧,首要会合在25公里处。大气中的臭氧是由太阳宣告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,而有些氧原子从头结组成臭氧分子。它可吸收太阳光中对人体有害的短波(30nm以下),并防止这种短波抵达地上。

  臭氧有着格外的相似于鱼腥的剧烈的臭味,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,所以在气态时地上的臭氧浓度最高。臭氧气体经冷却和紧缩,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。如果浓度抵达0.1 PPm时,人吸入就会影响呼吸道黏膜;浓度抵达2PPm时,可致使呼吸加快、变浅、胸闷,并致使神经中枢阻碍。在浓度抵达5~10PPm时,可致使脉搏加快、疲倦、头痛;停留一小时以上,可发生肺气肿,致使去世。作业现场空气中容许的阈值为0.1PPm。

  复印机、传真机、电脑这些现代作业设备在工作中其作业部件均存在高压放电表象,这些表象使得空气中的氧变成臭氧。因此备有上述设备的作业室内,有臭氧存在,且臭氧浓度较其他作业室要高点。比拟而言:复印机发生的臭氧较多,近距离能有嗅觉;而传真机和电脑发生的臭氧很微量,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,可腐蚀、损坏多种物品,格外是软木、橡胶类制品,并使大多数有机色素退色。关于富含叶绿素的蔬菜,臭氧能在短时间内将其损坏,致使蔬菜变黄。

  气态臭氧是在100KPa压力下的参数.

  临界点:

  温度:261.05K,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735 L。

  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。

  2臭氧的灭菌消毒作用

  国家科委作用办1993年国科办字第100号文《关于举荐选用“高频臭氧发生器及其运用技术”的函》,关于我国在食物加工、贮藏、运送、矿泉水、饮料出产、生化制药与化妆品、卫生用品出产等公司所遇到的灭菌消毒难题,提出运用臭氧技术这一种高效简练的方法,为我国运用和开发臭氧技术起到了活泼有力的推动作用。

  臭氧的氧化才干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,仍然能坚持其健壮的氧化反应才干。它可以氧化难以损坏的有机物,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;剩余的臭氧能灵敏恢复为氧,而且只能恢复为氧。

  臭氧首要依托其健壮的氧化作用来灭菌。它能氧化分解细菌的葡萄糖氧化酶,脱氢氧化酶,还可以直接与细菌发生作用,损坏细菌物质代谢的氧化恢复进程,构成细菌去世。因此,臭氧是一种广谱灭菌剂,可杀灭细菌繁殖体与芽胞、病毒、真菌、原虫包囊等,并可损坏肉毒杆菌毒素。

  运用臭氧对饮用水进行灭菌消毒的作用最为志向;灭杀致病菌的作用最佳;病毒其次;包囊和芽胞菌这今后。而且臭氧在水中灭菌速度较当时广泛运用的氯化物类灭菌速度要快600~3000倍。氯的灭菌作用是进行性的;而臭氧是急速的,当臭氧的浓度一旦抵达所需要的阈值后,杀灭作用瞬间发生。例如:

  2.1对大肠杆菌:用0.1mg/L活性氯需要处置4分钟;而一样剂量的臭氧只需5秒钟。

  2.2对脊髓灰质炎病毒:用0.5~1.0mg/L(余氯量)需要处置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%。

  运用臭氧对密闭的空间内的空气和内容物进行消毒,其作用也很好。由于是通过气体的对流和接触进行消毒作业的,所以消毒完全,无死角,且无残留余毒。应注重的是这种方法只能对物体的表面进行灭菌;关于物体的内部无能为力。在用臭氧熏蒸消毒时,相对湿度高则灭菌作用好;否则作用差,关于单调菌体几乎无灭杀作用。

  和紫外线消毒法比拟,臭氧消毒法要好的多。由于紫外线消毒法是以辐射灭菌为消毒的首要方法,跟着紫外线传达距离的增加其照射强度会逐渐削弱;另外紫外线灯所发生的臭氧很少;因此紫外线照射不到的当地其灭菌作用不志向,一般都达不到灭菌的需要。

  臭氧对空气的灭菌作用:

  1)对链球菌:1.0PPm浓度作用5分钟。

  2)对葡萄球菌:1.0PPm浓度作用30分钟。

  3)对病毒:10PPm浓度作用5分钟。

  4)对污染表面熏蒸消毒:200~4000 PPm浓度作用20分钟以上。

  3臭氧技术的运用现状

  运用臭氧进行灭菌、消毒在世界上已有一百二十年的前史。当时首要用于食物、水、饮料的消毒和灭菌;空气的净化;环境的净化;物料的除色、漂白等。臭氧还可以用于有机物的组成,但在运用臭氧进行灭菌时,有机物则会下降臭氧的灭菌才干。臭氧还具有分解酚、氰、表面活性剂等有机物,除去锰、铁等有机物的作用。

  当时国内外在臭氧的运用方面做了多方面的研讨,首要有以下几个方面:

  食物工业中运用臭氧对食物进行处置,如蛋、肉、鱼、生果,前进它们的保鲜期和贮存期。

  3.1在畜牧方面运用臭氧对棉杆和苜宿等青饲料进行处置,大大前进饲料的营养价值,减少饲料的蜕变。

  3.2在养殖方面用臭氧对家禽舍,不只显着地消除了粪便的恶臭,使得禽舍的空气新鲜,而且能前进家禽的免疫才干。尤其是对家禽的粪便进行灭菌和消毒的处置,比用福尔马林的作用有了显着的前进。

  3.3在渔业养殖上,用臭氧对鱼池的水进行处置,一可以前进鱼池水的含氧量;二是对鱼池的水进行灭菌,大大减少鱼类疾病和感染,格外是对鱼鳞霉病的治疗。

  3.4在环境方面:运用臭氧对纺织车间的空气进行处置,不只可以改善车间内空气的质量,减少纺织工人呼吸的感染;还可以前进纺织品的强度。

  3.5在化工工作运用臭氧与有机不饱和化合物反应,可生成臭氧化物,这些臭氧化物在水中可分解,正本的不饱和键开链而生成醛、酮和羟酸等。例如:以每小时运用数百公斤臭氧对非饱和长链脂肪酸进行臭氧分解,以出产二羟酸、醛类、酮类和醇类这类二官能化合物。在组成润滑脂、组成树脂、组成纤维材料的出产中也可以用臭氧发生臭氧分解,作为组成方法及判定有机物规划。

  3.6在微电子工作中运用臭氧进行干刻作业。

  3.7关于有异味和恶臭的环境进行空气的净化处置,臭氧有着非同一般的才干。臭氧能有效地去掉异味和恶臭。当时运用最多的是在电冰箱内,安排在电冰箱内上方的臭氧发生器不只能有效地去掉冰箱内的各种异味,而且还能对冰箱中的食物进行灭菌、消毒,延伸食物的保鲜期。在废物中转站、厕所、粪便处置转运(车)这些有着异味和恶臭的环境里,只需运用了臭氧发生器,异味和恶臭就会无影无踪,只不过其臭氧发生量要匹配:过大,浪费动力且对在此环境里的操作工人的身体健康倒霉;过小,灭菌和消毒的作用不志向。

  在火车站,电影院,超市等生齿布满的空间里,适当地安排一些臭氧发生器,关于减少空气中的异味,灭杀空气中的病菌,有着非常好的作用。

  3.8在污水处置方面:关于从印染厂、印刷厂或许金属加工公司排放的工业废水和日子污水等,它们富含很难根除的物质:碳氢化合物、油、颜料、苯类。选用臭氧加紫外线辐射联络处置,可以得到净化率高达95%的净化作用。

  3.9在造纸工作中,运用臭氧对纸浆进行漂白处置能取得很好的作用。

  3.10据报载:在美国佛罗里达州的一家公司发清楚一种臭氧代替洗涤剂的新式洗衣机。它用一台臭氧发生器将臭氧泵入水中,臭氧分子使衣裳上的尘土和污垢中的有机物分子裂解并溶入水中,使衣裳很快地洗洁净。不用洗涤剂是该洗衣机最大的利益,大大减少了对环境的污染。

  尽管臭氧有着许多优势,但在推广的进程中也存在一些问题:

  1)臭氧的制取设备凌乱,一次性出资大;

  2)臭氧的制取功率低,运用本钱高;

  3)臭氧稳定性极差,性极生动,半衰期很短,只能现场制取现场运用,不能像其它工业气体瓶装贮存,管道运送。

  由于上述问题,严重影响了臭氧灭菌技术的推广和运用。

  这些年,一是由于经氯处置后的水中生成的致癌物质――三氯甲烷逐渐成为社会问题,我们急切地需要新的灭菌技术来代替氯;二是跟着科学技术的展开,制取臭氧的本钱有所下降,功率也有所前进,使得臭氧灭菌技术在水处置领域里得到了许多的运用。当时在餐具消毒、冰箱灭菌除味、污水处置和纸浆漂白这几方面,我们越来越多地运用臭氧灭菌技术来代替氯的作用。
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