我的环保日记之臭氧设备辨别及选型
栏目：新闻动态
发布时间：2021-11-13
初衷
中国臭氧行业走过了几十年的风雨，近年来得到了快速的发展和进步，应用领域跨度之大，包括废水处理、废气处理、食品杀菌漂白、空间杀菌、饮用水杀菌消毒、化工产品氧化等，市场需求量不断增加，达到近几十年来的最高峰。
随着臭氧发生器的慢慢普及，应用领域遍及各行各业，应用者的臭氧专业知识有限，难免有无良的臭氧生产供应商钻漏洞，以小充大，利用不道德竞争手段蒙骗消费者，从而谋取不法暴利。
本文撰写意在指导消费者，在采购工业臭氧发生器时应注意的事项，站在消费者最大的利益上，以简单、方便的观察监测方式选购工业臭氧发生器，以免由于个人专业知识的匮乏或者他人欺骗性的有意误导，而错购工业臭氧发生器。
一、案例
实际案例：某纺织印染企业由于投产量加大，造成老污水处理系统负荷过高，日处理3000吨废水，在对老工艺进行改造期间，设计采用3000g/h臭氧发生器进行废水后道脱色项目。
由于该印染企业对臭氧发生器知识的缺乏，以高于市场的价格采购设备铭牌刻有3000g/h产量，实际只有1000g/h的臭氧设备。
现场实测数据：
气量85m³/h，浓度未测，压力0.06Mpa，单相电流14A。
判定臭氧产量最简单而直接的方法就是以电流值计算功率。
单从电流值判定，该机器功率不足10KW，即便国际最先进技术也仅仅达到600g/h的产量。
二、臭氧产量鉴定方式
臭氧发生器按气源系统可分为空气源臭氧系统和氧气源臭氧系统。空气源臭氧系统配置基本为空气压缩机、冷冻式干燥机、吸附式干燥机、四级过滤器；
氧气源臭氧系统配置基本为空气压缩机、冷冻式干燥机、多级过滤器、制氧机系统（当用氧罐作为氧气源时，无需上述机械设备），影响臭氧发生器产量的参数基本基于6点：浓度、气量、压力、功率、电流、温度。 6项数据相辅相成，缺一不可。每一项数据都会影响臭氧发生器的实际产量。
臭氧产量（g/h）=浓度×气量（标准大气压下）
臭氧设备反应腔体一般有一定压力，那么臭氧发生器产量（g/h）=浓度×气量×绝对压力（1个标准大气压下出气压力）。
根据公式，臭氧实际产量由浓度、气量、压力决定。多数臭氧发生器制造商在设备配置上，都有进气转子流量计、腔体压力表、三相电流表，可分别用肉眼简单判断气量、压力、电流。
三、臭氧发生器参数详解
浓度：臭氧浓度根据设备的规格、结构还有放电参数制定，臭氧浓度的监测，可根据臭氧浓度检测仪器测定，更加准确方式，在有条件情况下，采用碘量法等化学滴定监测。臭氧浓度单位mg/L或g/m³。
国内目前较为普及的三种技术腔体：石英玻璃管、搪瓷管、板式臭氧。
国际顶尖臭氧技术均采用石英玻璃管腔体，该技术空气源系统臭氧发生器平均浓度25mg/L；氧气源系统臭氧发生器平均浓度120mg/L；采用液氧作为气源供给臭氧发生器时，臭氧平均浓度可达到150mg/L以上。搪瓷管技术臭氧浓度会略低一些，板式臭氧浓度就更加不值一提。
fang116：某些臭氧厂商为迎合市场需求，大肆宣传自家生产的臭氧浓度能达到上百甚至几百mg/L,以目前中国的臭氧行业水平，在同等产量和气量不变的情况下，能做到上百的臭氧浓度，中国臭氧制造商为数不多。
气量：臭氧气量单位m³/h或L/min（1m³/h=1000L/60min)。气量可通过转子流量计观察判断，流量计上的流量大多数是绝对压力（一个标准大气压）下的流量，所以一个标准大气压下实际的臭氧发生器出气量应为：流量计显示气量读数×（压力表显示气量度数+1）。
如：臭氧发生器流量计显示10m³/h，压力表显示0.08Mpa（0.1Mpa=1公斤）,那么一个标准大气压下的实际臭氧出气量=10×（0.8+1）=18m³/h。
根据公式，产量不变的情况下，气量加大，浓度降低，气量减小，浓度升高。同理，针对同一台臭氧设备，其余控制不变，单单调整其气量时（流量计端基本配有可调节阀门），浓度也跟着变化。
fang116： 由于消费者在专业性上的不足，常常误认为流量计的显示就是臭氧实际的气量产出，从而被欺瞒设备真正的浓度和产量。
压力：可通过压力表判断。在有一定的压力条件下，臭氧电源更容易放电激发出臭氧，所以臭氧发生器反应腔压力越高，臭氧浓度越高，电流越高。控制臭氧反应腔体的压力，意在控制其放电电流。臭氧压力单位Mpa，0.1Mpa=1公斤。该压力指的是在一个大气压下设备反应腔体的内部压力，所以在计算臭氧气量的时候，应该设定在一个大气压的环境下计算。
根据上述关系，产量=浓度×气量×压力，例：某臭氧设备浓度80mg/L,气体转子流量计显示2m³/h，压力表显示0.07Mpa，则该设备实际产量为80×2×（0.7+1）=272g/h。
功率：大型工业用臭氧发生器电源基本为380V 50HZ，当下放电电源分为工频（50HZ）、中频（≤1000HZ）以及高频（＞1000HZ）逆变电源。
fang116：全球放电效率最高最好的臭氧发生器基本采用高频逆变电源，产量1kg（1000g）空气源臭氧发生器功率基本保持在16KW左右；产量1kg氧气源臭氧发生器功率基本保持在8KW左右。
电流：计算方式如下：
单相电流（A）=功率÷220V
三相电流（A）=功率÷380V÷√3。
用户判定臭氧产量最有效和快捷的方法，就是检测供电电流。可采用电流钳形表来分析判断。（注：电流表基本有功率因素差别，该表显示电流往往不能准确指示实测电流参数）
由第4点，我们可以进行换算：产量1kg空气源臭氧发生器电流基本保持在25A；产量1kg氧气源臭氧发生器电流基本保持在13A。
当臭氧产量不同时，产量和电流是成正比例的。如：空气源1kg/h臭氧发生器电流25A，那么空气源500g/h臭氧发生器电流13A。功率亦是如此。
fang116：当某臭氧设备销售员告诉你，他们的设备产1kg耗电低多少，如何省电，那么请揭穿他的谎言。
温度：由于在放电过程中,臭氧反应腔体会产生一定的温度，温度过高，会加速臭氧分解，因而达不到标准浓度和标准产量。一般情况下，臭氧发生器在正常运行过程中的温升为5度/小时。
目前国内对臭氧反应腔体的冷却方式分为风冷和水冷两种，风冷效果往往造成散热差，臭氧浓度低，臭氧产量低等现象。工业用臭氧发生器，无论小、中、大型设备，均采用水冷方式对臭氧反应腔体进行散热。冷却效果越好，就越接近达标的臭氧浓度和产量。
四、臭氧处理废水案例数据
1、杀菌案例
某医院废水杀菌实验：
臭氧浓度：100mg/L
臭氧流量：1L/min
实验水量：500ML
实验方式：静态实验，通过曝气方式进行气水混合溶解。实验分别为2分钟和4分钟
实验结果：原水菌落总数6.35*106个/L，处理2分钟菌落总数为110个/L，处理4分钟菌落总数为20个/L，臭氧杀菌效率达到99.99968%。
案例分析：臭氧杀菌效果强，无选着性，投加时间增加说明臭氧量增加，杀菌效率升高。
2、臭氧脱色及去除COD
a.某造纸废水：
水量：10T/H
臭氧投加量：1000g/h（空气源）
停留时间：1h
处理效果：肉眼感官基本为无色，COD由400ppmI降解至200ppm
处理结果数据：投加量COD:O3=2:1，去除率达50%
b.某印染废水：
水量：400m³/D
臭氧投加量：1200g/h（空气源）
停留时间：SBR式处理，6小时
处理效果：肉眼感官基本为无色，COD由130ppm降解至102ppm
处理结果数据：投加量COD:O3=2:1，去除率达22%
c.某纺织废水：
水量：120m³/h
臭氧投加量：4000g/h（氧气源）
停留时间：30min
处理效果：肉眼感官基本为无色，COD由100ppm降解至50ppm，苯胺由1.0mg/L降解至0.05mg/L
处理结果数据：投加量COD:O3=1.5:1，去除率达50%
fang116：综合上述真实案例，各大文献中所提及的COD:O3=1:4的比例投加量，还有待考量，实际案例充分说明臭氧在处理废水的应用投加量并没有那么高，反之处理的投资成本和运行成本也没有那么高。同时，在水类相差不大情况下，由于水质不同，臭氧的投加量也不一样，处理效果也不同。而在脱色端，臭氧有着同样的脱色效果。
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