臭氧发生器简介

1、臭氧发生器一、概述:：臭氧发生器是用于制取或生生产臭氧的设设备装置俗称臭氧氧机。臭氧为 暂存状态凡需要臭氧的场所均需臭氧臭氧器生器现场制制取现场使用用。臭氧是一种既 普遍而又特殊的化学物质，其独有的特性，如强氧化性、极优的消毒杀菌和防 腐保鲜作用、无残留、以空气或氧气为原料用物理方法可以制取等，使其在全世界已形成了一种独立的产业 一臭氧技术产业。臭氧发生器工作原理:目前生产臭氧的方法大致有：:电晕放电法（DBD、核辐射法、紫外线照射法 等离子体射流法和电解法等。1、电晕放电法（无声放电法或辉光放电）就是一种干燥的含氧气体体氧气气流 过电晕放电区产生臭氧的方法。虽然若干机理都可能同电晕内的臭氧形

2、成有关， 但e+OA 20+e的反应是主要的。利用高速高能电子轰击氧气，使其分解成氧原 子。高速电子具有足够的能量（6- 7eV）,紧接着通过三体碰撞反应形成臭氧O+O2+Mh O3+MWNM为气体中其它任何气体分子，与此同时原子氧也同臭氧反应形成氧OO2O2,(e+O3fO+O2+e此外电晕内的气体是处于可促进臭氧分解的髙温下，所以净臭氧产量或出口产气组成是形成臭氧和分解臭氧所有反应的 总和OOffw*con左图是一种典型电晕 放电式臭氧发生器器的 原理结构图，由充满 气体的间隙和一块介 电体分开的两块金属 电极组成。在对电极 施加高压电能的同时 含氧气体流经放电区 产生臭氧，部分气体离子化

3、形成一种特有的弥散性蓝色辉光产物。臭氧产生过程大部分电能以热的形式消散，小部分转化为光，声，化学等能量。2、紫外线式臭氧发生器是使用特定波长（185mn）m）的紫外线働氧分子，使氧分 子分解而产生臭氧。由于紫外线灯管体积大、臭氧产量低、使用寿命短,，所以 这种发生器使用范围较窄，常见于消毒碗柜上使用。3电解式发生器通常是通过电解纯净水而产生臭氧。这种发生器能制取高浓度的臭氧水，制造成本低，使用和维修简单。但由于有臭氧产量无法做大、电极 使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点，其用途范围受到限制。目前这种 发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用。其原理是利用直直流电源电解含氧电解质

4、产生臭氧气体的方法，其历史同发现臭氧一样悠久。20 世纪S©年代以前，电解液多为水内填加酸盐类电解质，电解面积比较小，臭氧 产量很小，运行费用很高。由于人们在电极材料、电解液与电解机理、过程方 面作了大量的研究工作，电解法臭氧、发生技术取得很大进步6 6近期发展的 SPE（固态聚合物电解质）电极:：与金J属氧化催化技术，使用纯水得到114%以上的高浓度臭氧，使电化学法臭氧发生器的技术向前迈出一大步。电解电化学发生臭氧不像电晕法臭氧发生器那样，将预先干燥过的压缩空气（或氧气）通过高频电晕放电，而是用水的电化学氧化法生成的。含有水化荧光 阴离子电解质的水中，在近似室温下以髙电流功率可将水

5、氧化成臭氧。阳极材料选择方面的进步也使接近室温电解成为可能。在早先的研究中，对臭氧发生有吸引力的电流敢率虽仅在温度极低的电解液（或阳极表面）中被测到过。在这种温度下运行（一20一60C ），加之需要昂贵的冷冻，不允许应用氧的还原作作 为电解过程中相应的阴极工艺。因为空气中氧还原的动力学随温度降低变得很 差，氢逸出曾被看成是惟一可用的阴极工艺，虽然理论上需要加1.23V的槽电 压。对于电解生产臭氧来说，所有经挤上的预测都是很不利的。下面讨论的电解法（图3-33），是由以下半电池 反应组成的，在阳极处臭氧生产的理论槽电压是0.27V-实际上从臭氧纯 水水未达到过接近这种电压，因为人们必须通过利 用

6、具有极高氧过电压的阳极材料制止氧气逸 出。同样在燃料电池开发当中已广泛研究过的 氧化还原反应，是有名的慢。预计槽电压大约 1. 82.1V。总的说来，电解过程变成为：0（空 气）f，同时可立即指出某些特点和优点。送 进反应器空气不需要任何方式韵预处理，空气 无需干燥，也不需压缩，实际上为制止电解液 失水略有增湿作用或许正是所希望的。空气中 二氧化碳通过被选择的酸性电解液排出。在阳 极一侧,，无氮氧化合物（NW）产生,，仅产生臭氧，氧和作为载体的空气的混合气 当臭氧从电解槽中逸出时，载体气（供到电解槽的超过阴极化学计量需要的空气）用于稀释已形成的臭氧，否则,，生成的臭氧浓度可能会大大超过爆炸极限

7、浓度。电解工艺的一个特有优点：发生臭氧的浓度不像电晕放电工艺那样，是同功率 消耗相互无关的勺。臭氧浓度首先决定于电流效率（对此最近试验已表明可达到30%S0%范围内），其次决定于稀释气体的流量。采用电解工艺至少10炀的臭 氧浓度是可以达到的。空气气源电晕放电臭氧发生器，往往在电能效率比近似 1 %浓度还低的情况下，一般最好也不超过 32%臭氧。按发生器的供电频率划分,，有工频（50-60HZ）、中频(400 1000Hz)O髙频(>三、臭氧发生器分类： 臭氧发生器分为以下几种类型:1KHz尸种8工频发生器由于体积大、功耗高等缺点，目前已基本退出市场。中、高频发生器具有体积小、功耗低、臭氧

8、;产量大等优点，是现在最常用的产品按使用的气体原料划分，有氧气型和空气型两种。氧气型通常是由氧气瓶或 制氧机供应氧气。空气型通常是使用空气（如压缩空气）作为原料。由于臭氧 是靠氧气来产生的，而空气中氧气的含量只有212%所以空气型发生器产生的臭 氧浓度比较低，同时还会衍生氮化物。而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%以上，, 所以使用氧气源的臭氧发生器浓度较高。 按冷却方式划分，有水冷型和风冷型，高级发生器应是双极冷却或油冷却。臭氧发生器工作时会产生大量的热能，需要冷却，否则臭氧会因高温而边产生 边分轉。水冷型发生器冷却效果好，工作稳定，臭氧无衰减，并能长时间连续 工作,，但结构复杂，成本稍高。风

9、冷型冷却效果不够理想，臭氧衰减明显。总 体性能稳定的臭氧发生器通常都是水冷式的或双极冷却。风冷一般只用于臭氧产量较小的中低档臭氧发生器。在选用发生器时，应尽量选用水冷型的。 按介电材料划分，常见的有陶瓷、玻璃和搪瓷等几种类型。它们各有各的特 点和优势。无论使用何种介质制造臭氧发生器，只要精度高结构合理性能稳定 均是优质产品。 按臭氧产生部件的结构划分，有密闭式和开放式两种。密闭式发生器的结构 特点是密圭封体本身就是是极极，臭氧能够集中使用，如用于水处理。开放式发生 器的电极是裸露在空气中的，所产生的臭氧无法集中使用，通常只用于空间灭 菌或某些物品表面消毒。密闭式发生器可代替开放式发生器使用。密

10、闭式发生 器的成本远高于开放式发生器。 按产生原理可分为：电晕放电式（DBD ）；紫外照式;核辐射式；电解式。 按系统单元组合形式可分为：气源一体式；分体组合式。四、臭氧发生器应用：1、臭氧发生器用于材料表面活化改性表面活化改性是利用等离等离子体和臭协同作用下使材料表面产生了化学化学变 化和物理作用，其表面分子链结构得到了改变 变，建立了羟基、羧基等自由基团， 这些基团对各种涂敷材料具有促进其粘合的作用，在粘合和油漆应用时得到了优化。在同样效果下，应用等离子体和臭氧处理表面可以得到非常薄的高张力 涂层表面，不需其他机械、化学处理等任何强烈作用成分来增加粘合性。等离子臭氧处理是一种表面改良工艺-

11、仅工件表面的分子层与等离子和臭氧反应、分子中的原子一般间距为0.1 - 0.5纳米、处理深度仅为 0.3 - 1.5纳米、抛光物的表面粗糙度在口 口 m范围内。因此等离子臭氧处理可以化学活化工件表面、去除表面分子污染层、交叉链接表面化学物质。设备如下图（等离北臭氧活化 设备由等离子发生器和臭氧发生器两部分组成）。II2、臭氧发生器用于密闭容器消毒药品食品行业生产线中的密闭容器如：贮罐、输液、输料管道、反应罐、混合罐等容器长期使用会滋生大量微生物污染产品。这些密闭的容器或管道必须 定期消毒灭菌，避免污染药品和食品。使用药剂对密闭容器内部灭菌，操作困难、药剂消耗量大、且存在死角和残留造成二次污染；

12、 使用蒸汽灭菌，设备造价高且需要专人操作、蒸汽设备 需要年检、运行成本较高。新型的密闭容器灭菌消毒设 备臭氧发生器，采用臭氧气体通入密密I的管道或容容器器内 部，作用一定时间即可达到较好的灭菌效果。臭氧消毒 灭菌具有高效快捷、包容性强无死角、无二次污染、操 作简单、设备造价低、运行成本低等特点。臭氧作为一 种广谱髙效的杀菌剂，其杀菌机理是是作用于细菌的细胞 膜，使细胞膜构成受到损坏，导致新陈代谢的障碍抑制 其生长,，直至死亡;或是通过直接破坏其核糖核酸、脱 氧核糖核酸来完成。可见臭氧灭菌属融菌性灭菌，微生 物对其不产生抗药性。3、臭氧发生器在在水理中的应应用由于;水中的有机物和天然物质与氯发生

13、反应形应形成的卤甲烷具有具有致癌性，加氯工艺逐逐渐被臭氧工艺代替，新的僦用水处理系统中采用或增设增设了臭氧发发生器。 由于臭氧比氯有较高的氧化电位，因此它比氯消毒具有更强的杀菌作用。对细 菌的作用也比氯快，消耗量明显较小，且在很大程度上不受 PH的影响。有关资 料报道,，在0.45mg/L臭氧作用下，经过2min”脊髓灰质炎病毒即死亡；;女口用氯 消毒,，则剂量为2mg/L时需经过3h。当1mL水中含有274325个大肠菌，在臭 氧剂量为1mg/L时可降低在肠菌数 86%剂量为2mg/L时，水几乎可以完全被消 毒。较之传统的氯消毒方法，臭氧消毒还有如下优点：（1）消毒的同时可改 善水的性质，且

14、较少产生附加的化学物质污染。（。（2）不会产生如氯酚那样的 臭味。（3）不会产生三卤甲烷等氯消毒的消毒副产物。（。（4）臭氧可就地制 造获得,，它只需要电能，不需任何辅料和添加剂。5）某些特定的用水中，如 食品加工，饮料生产以及微电子工业等，臭氧消毒 不需要从已净化的水中除去 过剩杀菌剂的附加工序，如用氯消毒时的脱氯工序。由于臭氧在水中很不稳定，容易分解，如接触池口处水中剩余臭氧尚有0.4mg/L,他经过水厂清水池的停留后，水中的剩余臭氧已完全分解，没有剩余消毒剂的水将进入管网。因此,，经 过臭氧消毒的自来水通常在其进入管网前还要加入少量的氯或氯胺，以维持水中一定的消毒剂剩余水平。4、臭氧愛生

15、器用用于食品车间间消毒食品加工间包装间净化消毒设备是食品出口企业必备硬件。采用臭氧发生器可让食品出口行业的产品更加符合出口检测、检疫标准。食品包装间是保证食品卫生合格的重要环节，对其空间、工具、更衣室及包装物的消毒，臭氧被国 内外专家认为是最理想的消毒方式。食品出口行业的速冻食品、冷饮食品、肉 蛋奶制品加工车间与包装间，都有比较高的卫生要求，特别是生鲜食品始终没 有加热消毒工序，因此生产车间的微生物污染是影响产品质量的极重要因素。目前我国大都采用紫外灯消毒，由于紫外法杀菌有死死角,，食品微生物指标很难控制,，在夏季尤其严重。臭氧用于食品加工车阊效果很好，浓度也比冷库消毒 要求低得多，一般2-5

16、ppm（4-10mg/m3）即可达到90%以上的空气、器具杀菌率， 并可去除车间异味。车间工具、包装物杀菌要求臭氧浓度高一些，应达到 3-10ppmo这时主要杀死的细菌种类有大肠杆菌、自然菌、金黄色葡萄球菌群车 间工具、而霉菌因为生活在低温环境，需加大臭氧浓度和时间，才能被限制繁 殖和杀死。消毒间杀菌时间的连续性，是关系到细菌总数达标的关键，若要把 细菌总数保持在最低水平，臭氧发生器开机时间必须须循环和分段进进行，并且 杀菌时间与上班时间分开，可以周期性开机投入臭氧杀菌。5、臭氧裁生器用于废废水处理臭氧:发憫可作为为预处理或后处理与其他处理方方法的联使使用，如絮凝、气浮、生化等;；二是臭氧处理

17、单元自身的发展，如光催化、金属催化氧化等。臭 氧与其他处理方法联合的工艺流程有很多形式，女口：03+生化（活性污泥、生物活性炭法）；（03+絮凝+膜处理;；03+膜处理;；03+气浮 （吹脱）；（03+ 活性炭吸附；;03+絮凝-+03o臭氧处理单元自身有以下几种形式：03 03/H202；03/H202/UV;03/UV;03/固体催化剂（固体催化剂如活性炭、 金属及其氧化物）。：臭氧/活性炭技术 活性炭在反应中，可能如同碱性溶液中 0H作用一样，加速臭氧分解生成如 00H等自由基。作为催化剂，活性炭与臭氧 共同作用降解微量有机污染物的反应同其他涉及臭氧生成0H0H的反应（如提高PH值、投加

18、H202 UV辐射）一样,，属于高级氧化技术。臭氧生物活性炭作用及 应用臭氧生物物活性炭对有机物的去去除包括三三个过程!：:臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在对有机物的去除上，先发挥臭氧的强氧化能力，将有机物氧化 成可被生物降解的小分子有机物，接着利用活性炭良好的吸附性能将其吸附， 再由吸附在活性炭上的生物对吸附的有机物进行生物降解，而臭氧分解后产生的氧,，提高水中的溶解氧，使水中溶解氧常呈饱和状态或接近饱和状态，又为 活性炭处理中的生物降解除提供必要条件。 。这一臭氧与颗粒活性炭滤池相结合 的臭氧生物活性炭净水处理工艺（BAC法），一般置于净水常规处去除水中的有 机物,，且由于应用了生物技

19、术，大大延长了活性炭的运行行同期。6、臭氧发生器在医医疗方的应应用利用臭氧发生器制取一定浓度的臭氧输出作用于患处达到治疗目的地仪。早在1920年，意大利教授Marco- Leonardi便已经开始运，后来该技术逐渐普及到德、法、美等国。 ，使用臭氧与放射治疗 国内天津南开医院首家、市场化，近年来来，国器设备。如妇科治疗仪、腰椎间盘治疗仪、臭氧熏蒸治疗仪、臭氧消杀机、 口腔消杀机等。用臭氧消融技术进行临床治疗， 德国、法国多使用臭氧水保持口腔无菌做牙科手术， 合用治疗癌症，注射臭氧治疗静脉曲张和椎间盘。 采用臭氧血疗法治疗疾病。随着医疗科技的国际化、内已经成熟的将臭氧疗法运用到临床治疗中，实现了腰椎间盘突出等骨关节类疾病的无痛苦治疗。另