采用spe膜技術(shù)的高濃度臭氧制造設(shè)備

1、技術(shù)交流采用SPE膜技術(shù)的高濃度臭氧制造設(shè)備仇少萍（上海海迅機(jī)電工程有限公司，上海201111）HighConcentrationOzoneProductionEquipmentUsingSPEMembraneTechnologyQIUShaoping(ShanghaiHaixunMechanicalEelectronicEngineeringCompanyLimitedShanghai201111China)Abstract:This

2、paperdescribesthemechanismproductionmethodsapplicationstatusofozonedisinfection.SPEmembraneelectrolyticequipmentusedintheproductionofozoneisintroduced.Keywds:ozonesilentdisgemethodSPEmembraneelectrolysismethod0概述臭氧是一種廣譜消

3、毒滅菌劑，可用于殺滅水中的病毒、細(xì)菌、藻類等各種微生物，還具有除臭、脫色、降解水中酚、砷、氰化物、有機(jī)磷農(nóng)藥以及錳、汞等重金屬離子等有害物質(zhì)的功能。美歐等發(fā)達(dá)國家已有數(shù)百家水廠和數(shù)百萬個游泳池使用臭氧作為消毒殺菌劑，我國上海世博會供水和許多具有舉辦國際賽事資質(zhì)的游泳池亦采用臭氧消毒?，F(xiàn)今，臭氧消毒在船舶上也開始應(yīng)用，船舶壓載水處理系統(tǒng)用于滅殺海水中各種生物，船舶冷卻水處理系統(tǒng)中用來清洗管路、改善水質(zhì)以及防止藻類等生物的滋生，船舶生活污水

4、處理系統(tǒng)中用于BOD5、COD及活性污泥的減量，在日用淡水和飲用水系統(tǒng)中用于水質(zhì)的消毒保鮮。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在常溫下臭氧分子可以分解為一個氧原子和一個氧分子。即：O3→O2O氧原子具有極強(qiáng)的氧化作用，可以氧化、分解微生物內(nèi)部的葡萄糖所必須的酶，也可直接與微生物發(fā)生氧化反應(yīng)，破壞其細(xì)胞壁和核糖核酸，分解DNA、蛋白質(zhì)和多糖等大分子聚合物，使細(xì)胞發(fā)生通透性畸變而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。臭氧在水中對細(xì)菌、病毒、藻類等生物滅殺率高、速度快且不產(chǎn)生有害

5、的二次衍生物，是我國衛(wèi)生部門及國際衛(wèi)生組織推薦的消毒殺菌劑之一。制備臭氧的方法，目前最常用的是無聲放電法[1]，該法包函了電暈法和高頻陶瓷面放電法，而產(chǎn)生臭氧最多的是電暈法。該方法沿襲了雷擊現(xiàn)象產(chǎn)生臭氧的方式，在一定的放電間隙內(nèi)利用一萬伏特以上的高壓放電所產(chǎn)生的熱能激發(fā)氧分子聚合成臭氧分子。此方法的工藝流程較為復(fù)雜、設(shè)備也比較多，典型工藝流程如下：作者簡介：仇少萍（1959），女，工程師。研究方向：船舶電氣設(shè)計。機(jī)電設(shè)備20130646

6、摘要：闡述了臭氧的消毒機(jī)理，制取方法和應(yīng)用現(xiàn)狀。介紹了用于制造臭氧的SPE膜電解純水設(shè)備。關(guān)鍵詞：臭氧；無聲放電法；SPE膜電解法中圖分類號：TB34文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AAcademicResearch技術(shù)交流進(jìn)行長達(dá)數(shù)年的研究試驗和推廣應(yīng)用工作。從小型高濃度臭氧發(fā)生機(jī)的理論研究，實踐直到現(xiàn)在已研究出工業(yè)用大型高濃度臭氧發(fā)生機(jī)，有關(guān)技術(shù)申請了多項專利。在2013年5月上海環(huán)博會上已看到某廠家用武漢大學(xué)專利制造的產(chǎn)品。據(jù)介紹該SPE膜臭氧制取裝

7、置產(chǎn)量達(dá)1kgh，氣體濃度＞20%。工作壽命可達(dá)3萬小時，絕天氫氧化物二次污染，產(chǎn)品的性能已達(dá)到較高的水平。國內(nèi)生產(chǎn)SPE膜電解水臭氧發(fā)生機(jī)的企業(yè)主要集中浙江、江蘇、湖北及上海等地，大多采用武漢大學(xué)的某某專利進(jìn)行生產(chǎn)。日本尼可尼流體系統(tǒng)(上海)有限公司也開始研制SPE膜臭氧水制取裝置，產(chǎn)品已進(jìn)入醫(yī)療衛(wèi)生和食品制造系統(tǒng)。可預(yù)先采用該項新技術(shù)的消毒滅菌裝置會逐步被人們認(rèn)識，并進(jìn)一步在船舶海洋工程行業(yè)推廣使用。表1SPE膜電解法制取臭氧和常規(guī)

8、電暈法制取臭氧的比較表產(chǎn)品，達(dá)到一定濃度后進(jìn)行灌裝。2SPE膜臭氧制造裝置的應(yīng)用實例圖3是某礦泉水制造廠使用SPE膜臭氧制取裝置瓶裝[3]礦泉水消毒保鮮工藝中的應(yīng)用實例。在礦泉水灌裝之前一定要使出廠產(chǎn)品水的臭氧濃度達(dá)到3～4mgL，以保證礦泉水在長期貯存條件下水不會變質(zhì)。圖3中SPE膜臭氧制取機(jī)由小型純水機(jī)供水在應(yīng)急情況由瓶裝純水供給。SPE膜臭氧制取機(jī)生成的臭氧氣體進(jìn)入混合泵將臭氧氣體和礦水進(jìn)行高效混合?；旌媳眠x用日本尼可尼或德國3結(jié)

9、語臭氧是高效消毒滅菌劑，在日用淡水和飲用水系統(tǒng)中用于水質(zhì)的消毒保鮮是一種很好的方式。目前，用SPE膜電解純水制造臭氧技術(shù)已趨于成熟，具有較好適用性可向船舶海洋工程行業(yè)推廣使用。機(jī)電設(shè)備20130648比較項目新型SPE膜電解法常規(guī)無聲放電(電暈法)法產(chǎn)生O3原料及前處理工藝以去離子水為原料，自來水經(jīng)過離子交換即得，工藝簡單，原料水的制作與O3的發(fā)生過程無關(guān)以空氣(氧氣)為原料，經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮冷凍除濕，吸附干燥，工藝設(shè)備復(fù)雜，O3發(fā)生運行

10、性能與原料(空氣)工藝相關(guān)臭氧壓力根據(jù)產(chǎn)品不同用途，可常壓也可升壓工作空氣(或氧氣)原料氣必須加壓并強(qiáng)制通過放電室，否則損壞電器件(壓力一般在0.4~1.5kgcm2)臭氧純度水在特制膜電極陽極—側(cè)失去電子，氧化生成O3，副產(chǎn)物O2，無二次污染物，無其他生成物以空氣為原料時，空氣中含21%左右的氧，78%左右的氮，以高頻高壓電離時，在產(chǎn)生O3的同時還會產(chǎn)生對人體和環(huán)境有害的氮氧化物(NOx)產(chǎn)生二次污染物，純氧為原料則附加設(shè)備多，安全性

11、能差臭氧濃度國際文獻(xiàn)報道O3濃度為16%~18%，國內(nèi)(武大研究報道)O3濃度高達(dá)20%，由于O3高，其在水中溶解大大提高，擴(kuò)散速度增加，消毒滅菌效果明顯提高[3]國際上最佳優(yōu)化設(shè)計的大型O3發(fā)生器濃度均在3%(空氣原料)，6%(純氧原料)，其水中溶解度低，擴(kuò)散速度慢，因而高濃度O3水難以制得，應(yīng)用范圍受到限制對電源要求低壓直流電，單只發(fā)生器工作電壓小于5V，電路簡單，安全采用高頻高壓，電壓500~1000V，電路復(fù)雜，安全性差噪聲問題