臭(chou)(chou)氧(yang)(03)是1840年(nian)(nian)以(yi)后逐漸被(bei)人們認識的(de)。臭(chou)(chou)氧(yang)是由三個氧(yang)原子組(zu)成的(de)，由丁(ding)它有較高(gao)的(de)氧(yang)化(hua)還(huan)原電位，所以(yi)有*的(de)氧(yang)化(hua)能力，可(ke)以(yi)降(jiang)解水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)多種(zhong)雜質和殺滅多種(zhong)致(zhi)病菌(jun)、霉菌(jun)、病毒以(yi)及殺死諸如(ru)(ru)飾貝科軟體動物幼蟲(chong)(達(da)98%)及水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)生(sheng)物如(ru)(ru)劍水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)蚤、寡(gua)毛環節動物、水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)蚤輪蟲(chong)等(deng)，因而早(zao)在(zai)(zai)1886年(nian)(nian)在(zai)(zai)法國(guo)(guo)就(jiu)進(jin)行(xing)了臭(chou)(chou)氧(yang)殺菌(jun)試驗。1893年(nian)(nian)在(zai)(zai)荷蘭3 m³/h的(de)凈化(hua)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)就(jiu)投入運行(xing)。1906年(nian)(nian)法國(guo)(guo)尼斯(si)(Nice)建成的(de)臭(chou)(chou)氧(yang)處(chu)理(li)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)一(yi)直運行(xing)到1970年(nian)(nian)。尼斯(si)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)被(bei)看(kan)作是“飲水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)臭(chou)(chou)氧(yang)化(hua)處(chu)理(li)誕生(sheng)地”。我國(guo)(guo)1908年(nian)(nian)在(zai)(zai)福州水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)安裝了一(yi)臺德國(guo)(guo)西門子的(de)臭(chou)(chou)氧(yang)發(fa)生(sheng)器。到2012年(nian)(nian)世(shi)界(jie)上已有數千個臭(chou)(chou)氧(yang)處(chu)理(li)自(zi)來水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)，1980年(nian)(nian)加拿大(da)蒙特(te)利爾建成日供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)230萬(wan)噸消耗臭(chou)(chou)氧(yang)300kg/h的(de)大(da)型水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)，而其中(zhong)絕大(da)多數都是在(zai)(zai)發(fa)達(da)國(guo)(guo)家建設的(de)，發(fa)展中(zhong)國(guo)(guo)家只有少量小規模(mo)應用(yong)。我國(guo)(guo)自(zi)八(ba)十年(nian)(nian)代以(yi)來陸(lu)續有少量自(zi)來水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)采用(yong)臭(chou)(chou)氧(yang)法，如(ru)(ru)北京田村(cun)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(15kg03/h)，昆(kun)明(ming)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(33kg03/h)，還(huan)有一(yi)些工礦企業內部水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)，如(ru)(ru)大(da)慶油(you)田，勝利油(you)田，燕山石化(hua)等(deng)單位的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)也(ye)都有臭(chou)(chou)氧(yang)設備(bei)在(zai)(zai)運行(xing)。與國(guo)(guo)外規模(mo)比(bi)較，我國(guo)(guo)只能說還(huan)處(chu)在(zai)(zai)萌芽狀態。

有(you)的(de)(de)(de)廠家使用極簡易的(de)(de)(de)臭(chou)氧發生器處(chu)理(li)瓶裝(zhuang)水(shui)(shui)，對其產生的(de)(de)(de)臭(chou)氧濃度、處(chu)理(li)后水(shui)(shui)溶臭(chou)氧濃度都一(yi)無所知(zhi)，殺菌的(de)(de)(de)確實效果令人無法相信。難(nan)以應用。筆者(zhe)也曾采訪過(guo)一(yi)家礦泉水(shui)(shui)廠，每小時(shi)5噸水(shui)(shui)量，設計單位選用了100g03/h的(de)(de)(de)臭(chou)氧發生器，而在接觸吸收裝(zhuang)置(zhi)內水(shui)(shui)的(de)(de)(de)停(ting)留時(shi)間只有(you)幾秒鐘，結果處(chu)理(li)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)不合格，而灌(guan)裝(zhuang)間大量臭(chou)氧尾氣溢出(chu)，工(gong)人無法工(gong)作(zuo)。

還(huan)有一些廠家(jia)生產的(de)家(jia)用水處(chu)理器，無論是吳(wu)氧(yang)濃(nong)度還(huan)是處(chu)理時間都不夠，這樣的(de)水處(chu)理器能否生產合格(ge)的(de)飲用水，很值(zhi)得懷(huai)疑。

臭氧殺菌(jun)原理

因而正確(que)認(ren)識(shi)臭(chou)氧(yang)在(zai)水中(zhong)的物(wu)理(li)、化(hua)學(xue)過程與臭(chou)氧(yang)殺菌(jun)的生(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)過程是極重要的。由于臭(chou)氧(yang)在(zai)水中(zhong)溶解的機理(li)以及(ji)臭(chou)氧(yang)對生(sheng)物(wu)細胞物(wu)質(zhi)交換的影響過程極為復雜，本文(wen)不能詳細的探討，只(zhi)就臭(chou)氧(yang)殺菌(jun)做一(yi)般性的討論。

其(qi)中(zhong)(zhong)：u：傳質速度(du)，可用在(zai)t時(shi)間內從氣(qi)相傳入液相的臭(chou)氧(yang)量G確定，即dG/dt。K：傳質系(xi)數，F：氣(qi)相與(yu)液相的接觸(chu)表面積，△C傳質過程中(zhong)(zhong)的動力，可用臭(chou)氧(yang)在(zai)實際情(qing)況下與(yu)平衡時(shi)的濃度(du)差決定(即水中(zhong)(zhong)臭(chou)氧(yang)濃度(du)與(yu)臭(chou)氧(yang)源中(zhong)(zhong)臭(chou)氧(yang)濃度(du)差別(bie)越(yue)大(da)，傳質速度(du)越(yue)大(da))。

分析一(yi)般(ban)傳質方程式可以知道，首先要使臭(chou)氧(yang)盡多地溶入水中，就要盡量加(jia)大臭(chou)氧(yang)與水的(de)接(jie)觸(chu)表面積F，而這(zhe)是接(jie)觸(chu)裝置決定的(de)。

其次，△C說明臭氧(yang)發(fa)生器(qi)的濃度越(yue)高，越(yue)有利于水對臭氧(yang)的吸收·

第(di)三，傳(chuan)質(zhi)(zhi)系(xi)數(shu)(shu)(shu)K則與多種因素有關，K(總(zong)傳(chuan)質(zhi)(zhi)系(xi)數(shu)(shu)(shu))為氣(qi)(qi)(qi)相(xiang)傳(chuan)質(zhi)(zhi)系(xi)數(shu)(shu)(shu)K氣(qi)(qi)(qi)與液相(xiang)傳(chuan)質(zhi)(zhi)系(xi)數(shu)(shu)(shu)K液之和(he)，而(er)臭氧(yang)屬于低(di)溶(rong)解度氣(qi)(qi)(qi)體，K氣(qi)(qi)(qi)可忽略不計．而(er)根據亨利(li)一(yi)道爾頓定律，K液是多種物理參數(shu)(shu)(shu)的復合函數(shu)(shu)(shu)。

K液=f(T，P，u，w，p，ó)

其中臭(chou)氧(yang)溶解(jie)量與(yu)氣體壓力P成正比而與(yu)水(shui)溫T成反比。

隨著兩(liang)相相對(dui)線速(su)度(du)的(de)增(zeng)大，氣液兩(liang)相接觸表面(mian)積F及其更(geng)新速(su)度(du)也(ye)增(zeng)大，但每個氣泡與(yu)液體接觸的(de)時間(jian)會減小，因此從綜(zong)合(he)效果(guo)來看，氣體-液體的(de)相對(dui)線速(su)度(du)應維持(chi)在一個范圍內較好．

液(ye)體(ti)的粘滯(zhi)度u，密度p及氣液(ye)間(jian)介面(mian)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力。的提高可使(shi)相間(jian)表(biao)(biao)面(mian)更新速度降(jiang)低，并相應使(shi)K液(ye)減小(xiao)，所以(yi)Km與u，p，o成反比，對(dui)于各種飲(yin)用水，此項可忽略不計(ji)。

在(zai)應(ying)用中，我們應(ying)關注溫(wen)度(du)(du)、氣(qi)壓兩個參(can)數，而在(zai)設計接(jie)觸裝置時(shi)則(ze)應(ying)注意(yi)到水(shui)流、氣(qi)流的相對速度(du)(du)，尤其(qi)是其(qi)中的溫(wen)度(du)(du)，因(yin)為溫(wen)度(du)(du)高(gao)(gao)了(le)不但使水(shui)對臭氧的吸收效(xiao)果下降，而且(qie)臭氧本身會因(yin)溫(wen)度(du)(du)過高(gao)(gao)而分解。國(guo)內就曾發(fa)生(sheng)過試圖用臭氧處理70·℃的水(shui)溫(wen)而沒有(you)取得任(ren)何效(xiao)果的例(li)證。

1894年梅爾(er)費(fei)特(Mailfert)根據前人的實驗報告求出(chu)以下臭氧在(zai)水中的濃度(du)： 溫度(du)(℃) O 11.8 15 19 27 405560

溶(rong)解(jie)度(du)(L氣/L水) 0.64 0.5 O.456 0.381 O.27 0.112O.031O 這組數據大致里(li)線性，而且(qie)表明臭氧在水中的(de)溶(rong)解(jie)度(du)大約是氧的(de)lO-15倍(bei)。

威(wei)諾(nuo)薩(venosa)與奧(ao)帕特金(Opatken)指出(chu)，決定臭氧(或任(ren)何氣體(ti))在(zai)某液體(ti)中的(de)(de)溶解(jie)度的(de)(de)基本關系式(shi)是(shi)亨利定律．即在(zai)一定溫(wen)度下，任(ren)何氣體(ti)溶解(jie)于已知體(ti)積的(de)(de)液體(ti)中的(de)(de)重量(liang)，將與該氣體(ti)作用在(zai)液體(ti)上的(de)(de)分(fen)壓成正比(bi)。

而且此定律可推導出結論：在標準溫度(du)與壓力下(xia)，臭氧是氧溶解度(du)的13倍。

從(cong)亨利定律(lv)可以得出結論(lun)：要提(ti)(ti)高(gao)(gao)臭(chou)氧在水(shui)中(zhong)的溶(rong)解度(du)(du)(du)，必須提(ti)(ti)高(gao)(gao)臭(chou)氧氣(qi)在整(zheng)個氣(qi)源(yuan)(yuan)中(zhong)分壓(ya)，即提(ti)(ti)高(gao)(gao)臭(chou)氧源(yuan)(yuan)的濃度(du)(du)(du)，如果臭(chou)氧源(yuan)(yuan)的濃度(du)(du)(du)不(bu)夠，處理時間再(zai)長，水(shui)中(zhong)臭(chou)氧濃度(du)(du)(du)也提(ti)(ti)不(bu)高(gao)(gao)(因已達到濃度(du)(du)(du)平衡)。

從以(yi)上論(lun)述，可以(yi)得(de)到結論(lun)：

1、為保證殺菌(jun)效(xiao)果，必須保證水中臭氧(yang)的(de)一定濃度與處理時間(jian)。

2、為保證(zheng)水(shui)中(zhong)臭氧的一定(ding)濃(nong)度就(jiu)需保證(zheng)：

a．臭氧源的濃度。

b．一定的氣溫。

c．水(shui)溫不能過高。

d．投(tou)入(ru)水中臭氧氣的比表面積(ji)盡量大(da)，使臭氧與水的接(jie)觸機會更多。

根據國(guo)內外應用(yong)經驗一(yi)般水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)的(de)飲(yin)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)消(xiao)毒處理參數推(tui)薦(jian)為：水(shui)(shui)(shui)(shui)溶臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)濃(nong)度O.4mg/L，接(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)時(shi)(shi)間為4分鐘，即CT值為1.6。臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)投加量1-2mg/L，水(shui)(shui)(shui)(shui)溫在25℃以下(xia)。前蘇聯標準規定飲(yin)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)濃(nong)度不低于O.3mg/L。我國(guo)瓶裝(zhuang)水(shui)(shui)(shui)(shui)行業(ye)推(tui)薦(jian)灌裝(zhuang)時(shi)(shi)瓶內水(shui)(shui)(shui)(shui)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)濃(nong)度0.3mg/L. 二、目(mu)前常用(yong)的(de)三種接(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)裝(zhuang)置與(yu)其效果 前節已提到接(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)裝(zhuang)置的(de)根本目(mu)的(de)是(shi)保證臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)在水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)有(you)盡量大(da)的(de)溶解度，為此，就需使臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)氣(qi)與(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)面盡量大(da)，有(you)足夠(gou)的(de)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)時(shi)(shi)間，因而對接(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)裝(zhuang)置的(de)基本要求是(shi)：

1、能保證*化(hua)的臭氧吸收效果。

2、接(jie)觸裝(zhuang)置(zhi)工作時，工藝參數控(kong)制容易，工作穩定(ding)，安全性好。

3、能耗(攪(jiao)拌(ban)或輸送水(shui)、氣所需(xu)動力(li))低。

4、小(xiao)的體積(ji)下有大的生(sheng)產能力。

5、結(jie)構(gou)簡單，用料便宜，制(zhi)造與維修成本低。

一般(ban)(ban)常用(yong)(yong)的(de)接觸裝置有三種：鼓(gu)泡(pao)塔或(huo)(huo)池(chi)：水(shui)(shui)(shui)射器(qi)(qi)(qi)(qi)(文丘(qiu)里管)與(yu)固定螺旋混合(he)器(qi)(qi)(qi)(qi)(單用(yong)(yong)或(huo)(huo)合(he)用(yong)(yong))：攪拌器(qi)(qi)(qi)(qi)或(huo)(huo)螺旋泵：也有兩(liang)種以上串聯(lian)使用(yong)(yong)的(de)，簡介如下： l、鼓(gu)泡(pao)法：大型水(shui)(shui)(shui)處理(li)用(yong)(yong)鼓(gu)泡(pao)池(chi)，小型水(shui)(shui)(shui)處理(li)則常用(yong)(yong)鼓(gu)泡(pao)塔，它要求(qiu)鼓(gu)泡(pao)器(qi)(qi)(qi)(qi)有小(幾個(ge)(ge)微米到(dao)幾十微米孔(kong)徑(jing))的(de)孔(kong)徑(jing)以增加臭氧的(de)比(bi)表面積，而且要求(qiu)孔(kong)徑(jing)布(bu)氣(qi)均勻(yun)，以使水(shui)(shui)(shui)、氣(qi)全面接觸，尤其是在鼓(gu)泡(pao)池(chi)中(zhong)用(yong)(yong)多個(ge)(ge)布(bu)氣(qi)器(qi)(qi)(qi)(qi)時，同時一般(ban)(ban)要求(qiu)從水(shui)(shui)(shui)面到(dao)布(bu)氣(qi)器(qi)(qi)(qi)(qi)表面，水(shui)(shui)(shui)深不(bu)小于4-5m，以利于氣(qi)、水(shui)(shui)(shui)充分接觸。