国内外臭氧发生器处理水的使用现状分析对比

　　hbzhan内容导读：国外大型臭氧放生器的放电频率一般采用中频，臭氧产量大，浓度高，耗电省，而我国在过去的二十多年中一直沿袭生产工频臭氧放生器。近几年，一些新兴的臭氧生产企业加大了对中频臭氧放生器的研究，并取得了突破性进展。我国的臭氧技术一直在比较封闭的环境下和自我摸索中发展，技术上相对保守，形成的思路难以改变。
　　
　　1785年，德国人在使用电机时，发现在电机放电时产生一种异味。1840年法国科学家（Schonbein）将此异味确定为03，而命名为ozone（臭氧）。自此以后，欧洲的科学家开始研究臭氧的特性和功用，发现广谱的灭菌效果后，开始工业生产应用。
　　
　　1902年，德国帕德博恩建立了*座用臭氧处理水质的大规模水厂，开创了臭氧水处理的先河，现在世界上已有数千座臭氧水厂。欧美、日本、加拿大等国家的自来水厂应用臭氧已达到普及程度。美国七十年代初开始利用臭氧处理生活污水。美、日、德、法等国家近年来都建立了大规模的臭氧污水处理厂。
　　
　　20世纪70年代末期，臭氧被应用于冷却塔的水处理，当时的军团菌正处于民众关注的焦点。从上世纪50年代起，臭氧法处理冷却水技术在欧美等一些发达国家兴起，大量应用于实际工程中1141。70年代末，美国进行了大量的循环冷却水的臭氧处理研究。美国学者gden在1970年指出，由于臭氧是仅次于尺的第二强氧化剂，在水中即使仅有百万分之几，就可以氧化分解种类繁多的细菌、藻类等有机物和一些还原性无机物。臭氧的氧化作用比抓气更迅速、更*，且不留任何余味和有害残留物。一般来说，0.5h后所加入的臭氧便基本消失。1975年Me币tt对臭氧处理循环冷却水进行了研究，但是，他于研究臭氧在系统中的杀生作用。
　　
　　1976年美国宇航局（NAs助对下属公司的冷却水处理系统进行研究，承担这项研究工作的美国喷气推进实验室的研究结果表明，他们利用臭氧作*水处理药剂处理冷却水可以减少排污，冷却水水质较好，还可以在较高的浓缩倍数下运行。
　　
　　20世纪50年代中期，美国宇航局在佛罗里达州*宇航中心进行了臭氧处理冷却水长达14个月的实际运行，试验证明了臭氧不仅具有杀菌作用，也有缓蚀和阻垢作用，并且可以使水质变清。
　　
　　1990年的第51届水会议上，美国全国水处理公司的Pryor介绍了该公司在zui近3年内，利用臭氧处理法成功地处理了130多座冷却塔的冷却水。同时，Pryor还介绍了6个臭氧处理法处理循环冷却水的例子，其中两个为：
　　
　　（1）某半导体生产企业的冷却水循环系统。从1988年采用臭氧处理法后，腐蚀速率比原来化学法时降低了80%以上、细菌总数减少了99%以上。由于系统的浓缩倍数增加，每年可节约用水1.32万扩左右，与化学法相比，每年节省19456美元。
　　
　　（2）某医院的空调冷却水循环系统。在1988年开始采用臭氧处理法，通入臭氧一周后，细菌总数比采用化学法时减少99.9%，节水5677m3，与化学法相比，每年节省4276美元。
　　
　　近年来，臭氧技术己在污水处理、医学、食品、化工生产、空气净化、饮用水杀菌消毒等领域得到广泛应用，因此臭氧家电产品具有广泛的发展前景。然而目前市场销售的大多数臭氧发生器的电源工作在固定的中高频率上，无法根据用户需求进行智能化调节，另外还由于发生器内的温度不可控，造成臭氧产生效率低等缺点。
　　
　　在明确臭氧发生器工作原理的基础上测量了不同频率下的V-A特性和放电功率并研究了臭氧发生器这种特殊负载的动态电容功率因数等的变化规律这些问题的研究对于大功率中高频臭氧发生技术的研发有十分重要的实际价值对解决电源/反应器的匹配问题电气参数的优化有着现实的指导作用：
　　
　　1、反应器内发生放电时动态电容变大几倍容抗变小容性电流突然增大而且很多微放电电流在整个电极上的积分为容性电流之上的密集的毛刺电流见电流波形这些微放电的瞬时功率较大即对电源而言放电反应器在每半个周期内都呈现急剧跳跃的变化这在文中介绍的电压电流波形瞬时功率曲线和动态V-A特性中都可以明显看出该特性对于研究电源反应器匹配问题和进行电源/变压器设计是十分重要的解决途径之一就是增大高压变压器的漏抗使电源/变压器能够比较平缓的输出，如果漏抗选择合适有助于电源反应器之间的阻抗匹配。
　　
　　2、文中给出的功率因数的变化规律，同实际的试验测量值变化趋势基本吻合，在放电反应器工作电压范围内存在zui大的功率因数对于电气参数的优化有着非常大的实际参考价值再结合放电功率随供电的频率电压的变化规律可以比较方便地研究放电反应器的功率注入和优化作者在上述研究的基础上所研发的200300g/h氧气源中频臭氧发生试验装置,当臭氧浓度为50g/m3左右时，能量效率可以达到150g/kWh。
　　
　　3、臭氧发生是DBD等离子体反应器的一个典型应用应用在其它领域的DBD等离子体反应器还有很多如脱除有害气体NOXSO2VOC等材料改性紫外光源制造等虽然各自的反应器中放电状态有所区别但是工作频率小于10kHz时等效电路的形式基本是一样的文中的工作对于这些领域的研究亦有一定的借鉴作用。
　　
　　国外大型臭氧放生器的放电频率一般采用中频，臭氧产量大，浓度高，耗电省，而我国在过去的二十多年中一直沿袭生产工频臭氧放生器，因为各种技术问题，单机臭氧产量只能在１kg/h左右。近几年，一些新兴的臭氧生产企业加大了对中频臭氧放生器的研究，并取得了突破性进展。由青岛市臭氧应用工程技术研究中心与青岛国林臭氧应用研究所、青岛国林实业有限责任公司联合开发，汲取了*的技术和经验，成功研制了大功率可控硅中频电源、中频高压变压器、可连接式搪瓷涂层高压电极及高压熔断器等一系列产品，解决了生产大型中频臭氧放生器的关键性技术难题。
　　
　　2001年底，空气源1kg/h中频臭氧放生器调试成功，各项指标达到设计要求；2002年11月，两台空气源3kg/h中频臭氧放生器在杭州香料香精有限公司调试成功并投入使用，现已稳定运行一年多的时间；2003年6月，氧气源6kg/h中频臭氧放生器也已调试成功，臭氧浓度可达6%－8%。2004年2月，研制的10kg/h臭氧系统采用液氧为气源，电源采用数字控制技术，为适应自来水的需要，设计臭氧浓度为5-10%，运行压力为0.05-0.15Mpa。经过近三个月的厂内运行试验，进一步验证了该设备臭氧产量、浓度、可靠性、稳定性的有效性，运行参数达到了预期的设计要求。它的成功研制，将大大提高我国现有臭氧技术产品制造水平，是替代进口设备的理想产品。行业内有关资深专家进行了现场考察及检测，予以了高度评价，并对国内能生产大型中频臭氧放生器而感到由衷的欣慰。
　　
　　1.转变观念：
　　
　　在过去几十年中，我国的臭氧技术一直在比较封闭的环境下和自我摸索中发展，技术上相对保守，形成的思路难以改变。但面对国内外臭氧放生器的现状和发展趋势，固有的观念必须改变，应从使用新材料、采用新工艺、学习新技术等多方面入手，并引进年轻的、高学历的人才加入到臭氧行业当中，从原有的手工作坊设备向现代化工业装备方向发展。
　　
　　2.加大科研力度、作好基础性工作：
　　
　　大型臭氧放生器本身就是一个复杂的系统工程，从气源处理到臭氧产生，牵连到众多的领域和学科，而不是简单的高压放电就是臭氧发生器。所以说，科研机构及生产企业应加大科研的投入，对臭氧产生机理，介质材料及特性与电压、频率及放电气隙的匹配，驱动电源、高压变压器结构与特性，气源处理及水冷却等等进行多方面扎实而系统的研究，才能把设备做好做精，切记浅尝则止、自欺欺人，把不成熟的产品推向到市场。
　　
　　3.行业自律：
　　
　　目前我国臭氧行业还没有完善的标准及规定，真正致力于臭氧研究的单位和设备制造的企业，应本着科学、务实的宗旨面对市场与经营。目前有些企业虚报产量、夸大效果、炒做概念、追求短期效应，承接与企业的技术和生产能力不相符的大型设备，不但会使自己企业蒙受巨大损失，而且也把整个臭氧界给搞“臭”了。
　　
　　4.交流与合作：
　　
　　臭氧设备的生产企业和研究机构，不但要学习国外的*经验与技术，而且要与国内企业和研究机构之间，进行多方面、多种方式的交流与合作，取长补短、共同发展。切记自我封闭，抱着自认为*的技术孤芳自赏。“*不是春，万紫千红春满园”，只有中国臭氧技术水平整体提高了，我们的臭氧产业才能真正的兴起！