纯净水.矿泉水中臭氧发生器消毒的解决方案。
一、臭氧在水处理中的应用。
自1990年代以来,由于怀疑有机体和自然物质与氧气发生反应而导致三卤甲烷致癌,美国.日本和英国等国家也开始关注臭氧在水处理中的应用,并逐步在某些饮用水处理系统中引入或增加臭氧处理工艺。
因为臭氧对氯气有较高的氧化电位,其杀菌效果优于氯气消毒。与氯比对菌的作用速度也快于氯气,消耗量明显较少,且不受PH值影响。据资料报道,脊灰病毒经0.45mg/L臭氧2分钟后就会死亡;如果用氯消毒,则2mg/L要过3h。在1mL水中发现274~325个大肠杆菌,在1mg/L臭氧浓度下,可减少86%的肠菌量,2mg/L的水几乎完全消毒。
与传统的氯消毒法相比,臭氧消毒有以下优点:
(1)在消毒的同时,可以改善水的性质,并能减少造成化学物质的其他污染;
(2)不产生像氯酚这样的气味;
(3)无三卤代甲烷等氯化消毒产生的副产物;
(4)臭氧可以在现场生产,仅需电力即可获得;
(5)某些特殊用水,例如食品加工、饮料生产和微电子工业等,臭氧消毒不要求在净化水中去除过多灭菌剂的额外程序,例如当用氯消毒时。
纯净水.矿泉水中臭氧发生器消毒的解决方案。
因臭氧层不稳定,极易分解,如接触池口水中余氧量为0.4mg/L,但经水厂清水池停留后,水体中残留的臭氧层已经被完全分解,不含消毒剂的水会进入管网,所以在进入管网之前,一般要加少量的氯或氯胺,在水中保持一定的残留量。
1.臭氧层的主要改良与消毒机制。
1)臭氧主要物理.化学性质。
臭氧层是一种高活性的气体,它是由氧气放电产生的,其分子式为O3,是一种同素异形氧。臭氧层的最显著特征就是它有很强的气味,臭氧层的英文单词叫OZONE,源自希腊语,意思是“味道”。臭氧层是在常温常压下产生强烈刺激性气味的浅蓝气体。
臭氧层有较高的氧化电位(2.076V),比氯气(1.36V)高50%,因此其氧化能力强于氯气。臭氧层通过如下的热化学方程来生成:
3O3-2O3-69kcal。
可见臭氧是在吸热过程中形成的,所以臭氧分子非常不稳定,可以自行分解,在分解过程中能释放出全部的能量,所以臭氧的氧化能力高于氧。
2)臭氧层气体向水中的传输能力也可以用如下形式:
单位时间传输容量=传递系数X交换区X交换电势。
此处的交换电位不仅与气液浓度差有关,而且还与臭氧活性及水相特性发生直接化学反应有关。
很多试验表明,臭氧气体要在水里溶解,首先要在与其接触的液体表面充分扩散,然后溶解于液体表面,最后扩散到液体内,因而气液两相之间的传递速率主要取决于以下几个因素:
(1)气体和液体的物理性质;
(2)气体通过气液界面的深度差异;
(3)气体湍流度;
(4)臭氧在水中的溶解深度大于氧气。臭氧层的溶解通常遵循亨利定律。影响臭氧层溶解度的主要因素是温度和供气压力。气温对臭氧在水中溶解度的影响。
因为臭氧层是采用在现场使用空气或氧进行现场制备,所以制得的臭氧层气体中通常含有较低的质量浓度,一般为2%-10%。制得的臭氧气体实际上是一种氧氧化性气体,属于混合气体,它含有大量空气和氧气。并且亨利定律表达了一个简单的气体在水中的溶解规律,因此,臭氧层在水中的溶解特性除了与温度和供气压力有一定关系外,还与空气中臭氧的浓度有关。当水体中有一定浓度的臭氧化气体加入一定温度时,臭氧在水中的溶解度随气压的变化而变化。
另外,在一定的大气压下,臭氧层的浓度与空气中臭氧浓度之间也有一定的关系。
尽管臭氧在水中的溶解度比氧大,但是赏玩水中臭氧极不稳定,易分解,在一定温度下,PH值还会影响水中剩余臭氧的分解速率。
2.臭氧氧化作用及杀菌机制。
臭氧层一旦溶解在水中,就会发生以下两种反应:一种是直接氧化,反应速度慢,选择性强;另一种反应在水中,过氧化物。有机物。腐殖质和高浓度的氢氧根诱导下自分解为羟基自由基,间接氧化有机物.微生物、氨等。后者反应较快,且无选择性,另外可以把重碳酸根氧化为重碳酸和碳酸。后一种反应较强,且具有较强的氧化作用。
在低PH条件下,高浓度的PH和有机化合物可诱发臭氧自分解生成羟基自由基,因此在较低PH值及较高的有机物质条件下,有利于发生间接氧化。
臭氧层自分解率在很大程度上可以得到PH值.温度.UV值.臭氧浓度和水中其他可除去物质的存在。它的分解率可以间接地表示为余臭氧含量。因为重碳酸盐类和碳酸盐(特别是碳酸盐)有很强的缓冲作用,使得PH值低、缓冲性能好的余臭氧能长期保持。
臭氧菌灭菌作用主要是由于其具有较高的氧化电位,易通过微生物细胞膜扩散,臭氧可以氧化生物细胞的有机物,或者破坏生物体的链状结构,从而导致细胞死亡。所以,臭氧对顽固的微生物如芽孢等细菌具有很强的杀伤力。
另外,臭氧层对水体中的各种有机物质有氧化作用,除臭、臭、酚等作用。