臭氧发生器产生的臭氧气体具有杀菌、消毒、保鲜、除臭、漂白五大功能。
1、杀菌:可迅速彻底的清楚空气及水中的病毒和细菌,学术单位实验报告指出,水中臭氧浓度在0.05ppm时只需1~2分钟的处理,细菌的致死率高达99%以上。
2、消毒:由于商业发展空气和水中充满了各种对人体有害的物质,如一氧化碳、农药、重金属、肥料、有机物、臭味、颜色等,经臭氧处理后悔分解对人体有害的安定物质。
3、保鲜:可使用大量臭氧在食品储存上,儿科有效减少食品的损坏率降低成本提高利润。
4、除臭:臭氧因有很强的氧化能力可迅速而彻底的分解水或空气中的各类异味。
5、漂白:臭氧本身就是一种很强的漂白剂,因为臭氧由很强的氧化力,美国的铝罐和监狱及时利用臭氧来处理衣物。
如何选用臭氧发生器,就必须知道臭氧发生器的评价指标。一般评价一个臭氧发生器最基本的指标是:臭氧产量,臭氧浓度,可靠性、使用寿命,工作方便和美观、电耗等。用于厂房消毒的臭氧发生器功率比较小,电耗是一个次要条件。
(一)、基础知识
为了能更好的选择臭氧发生器,首先介绍一点关于臭氧和臭氧发生器的基本知识。
臭氧浓度单位:
国际通行用体积百分比浓度标称臭氧浓度。1%空气源臭氧浓度为12.9mg/L。1%氧气缘臭氧浓度为 14.3mg/L。
卫生消毒界习惯用ppm做单位。即体积百万分之一。对于空气中的臭氧,1ppm=2.14mg/M3。
1、臭氧浓度:
臭氧发生器出口的臭氧浓度。一般以ppm或mg/L做单位。1ppm=0.00214mg/L。
沿面放电式电极:臭氧发生器的出口浓度较低,一般在60-80ppm(空气源时一般小于20PPM)。
间隙放电式电极:臭氧发生器的出口浓度较高,一般在25000-40000ppm。
2、电极放电形式:
沿面放电式电极(即一般用玻璃管做介电材料,分管内通气和管外通气):
一种是内电极贴在玻璃管内壁上的铝网,外电极是石墨等导电涂层。管内通气体。另一种是玻璃管内充氮气和少量 的氩气或者氪气,充气压力为数千pa,内电极是一根镍丝,外电极是套在玻璃管外壁上的铝网。管外通过气体。 此两种电极,只有沿管壁流过的少量气体参与放电,产量低,臭氧产量随使用时间的积累会逐渐减低。同时,可靠性差, 寿命短。(2000-3000小时)但成本低,生产简单,有几个人就可以组装生产。一般没有完善的检验设备。
间隙放电式电极: 一种是用陶瓷管做介电材料,外壁镀金属镀层为外电极,金属管为内电极,管内通水冷却。氧气从内外电极间的缝 隙中通过。另一种是板式陶瓷介质间隙放电电极。风冷或者水冷,氧气从两电极间的缝隙中通过。 此两种电极,气体全部从电极间隙中通过参与放电,产量高,可靠性高,寿命长(超 过50000小时)。臭氧产量与设备 使用时间无关,但成本高,需要精加工,组装调试复杂,需要工厂化生产。有完善的检测设备。
3、气源
沿面放电式臭氧发生器多数是使用环境空气做气源,产生的氮氧化物较多,氮氧化物与风道里的加湿空气接触后,极易 产生酸气(硝酸类)。降低电极寿命,对环境也有不良影响。
间隙放电式臭氧发生器多数使用氧气源,也可以使用干燥的空气源,产生的氮氧化物较少,电极寿命长,对环境无不良 影响。氧气来源可以使用瓶装氧气,也可以使用制氧机或干燥器。
4、电源
电源分为工频、中频、和高频。电源频率高放电次数多,效率高用电省,电极体积较少。
5、品质分类
低档产品-内置式空气源产品-沿面放电式-工频电源-保护功能较差-安装需空调配合。
中档产品-外置式空气源产品-间隙放电-带空气干燥机-空压机-中频电源-保护能力中-安装与空调无关。
高档产品-外置是氧气源产品-间隙放电-瓶装氧气或制氧机-采用高频电源-保护能力强-安装与空调无关。
(二)、对不同电极的测试结果
为了验证气源的性质(氧气源、空气源)与产量的关系,不同的放电形式(沿面放电\间隙放电)与产量的关系,在某研究院的帮助下,充气沿面放电的管式臭氧电极、不充气沿面放电的管式臭氧电极、间隙放电的管式臭氧电极、间隙放电的板式臭氧电极,四种电极进行了测试。结果如下:
为了统一测试条件,使用氧气源对以下四种电极进行了测试,得出的产量是这四种电极的最高产量。
A. ф26×390mm 不充气玻璃沿面放电管臭氧电极。(最古老的电极形式)
电极结构:玻璃管电极,内电极是贴在玻璃管内壁上的铝网。外电极是石墨涂层。管内通气体。
工作原理:由变压器将市电升压为高压电,给电极供电,在内电极和玻璃管内壁间产生臭氧。将此放电管内通入氧气,
通电后测出气量和臭氧浓度。
测试结果:
通入氧气2M3-4M3/h,最高臭氧浓度30-70ppm;计算结果单管产量为3M3/h×.60ppm×.2.14mg/m3=385mg=0.39g/h ( 空气中臭氧浓度为1ppm=2.14mg/m3)
此管表面积为:0.029M×3.14×.265M=0.024M2 每平方米放电面积需用根放电管为:1M2÷0.024m2=41根。
因此得出41根此种电极,使用氧气源每小时可以产生15.99克 臭氧。如果使用经干燥处理的空气源每小时可以产生 5.33克的臭氧。此种放电管也不符合CJ/T3028.1-94第5.3.2每平方米放电面积臭氧产量应大于30克的规定。
B. ф29×265 mm 充气玻璃管沿面放电臭氧电极。(改进型电极、放电时很好看、又名放电灯、产量提高有限)
·电极结构:玻璃管电极,充氮气和少量的氩气或者氪气,充气压力为数千pa,内电极是一根镍丝,外电极是套在玻璃 管外壁上的铝网。
工作原理:由变压器将市电升压为高压电,给电极供电,在外电极和玻璃管间产生臭氧。将此放电管装入一支密闭的 UPVC管内,通入氧气,通电后测出气量和臭氧浓度。
测试结果:
通入氧气2M3-4M3/h,最高臭氧浓度60-80ppm;计算结果单管产量为3M3/h×70ppm×2.14mg/m3=449mg=0.45g/h ( 空气中臭氧浓度为1ppm=2.14mg/m3)
此管表面积为:0.029M×3.14×.265M=0.024M2 每平方米放电面积需用的放电管数量为:1M2÷0.024m2=41根。
因此得出41根此种电极,使用氧气源,每小时可以产生18.45克 臭氧。如果使用经干燥处理的空气源每小时可以产生 6.15克左右臭氧。此种放电管不符合CJ/T3028.1-94第5.3.2每平方米放电面积臭氧产量应大于30克的规定。
CJ/T3028.1标准对气源的露点要求如下:
5.3.1 臭氧发生器产品(包括臭氧发生电源)的性能试验,应在下述条件下进行:
A、 以空气为气源,露点不能高于零下450C。
在GMP空气杀菌的应用过程中,空调的加湿系统系统对进风加湿,加湿后的空气露点远远高于零下450C,一般只比室温略低。
因此,以空调机组的循环风为气源,不符合CJ/T3028.1标准对气源的露点要求。
★ 上述两种放电管电极,即使在用氧气源的情况下,尚无法达到额定产量,如果用空气源就更少得可怜了。
★ 电极是在高压放电状态下工作的,不宜在潮湿的环境下工作。 否则,产量会大幅度的下降。
★ 通过以上的测试不难看出: 以氧气源标定臭氧产量的设备,如果以空气做气源使用的话。其实际臭氧产量只有名牌标定 ,产量的1/3。即原设计为10ppm投加量,而实际仅仅投加了3.3ppm。
★ 遗憾的是,说臭氧杀菌不如甲醛的人,用的就是这种机器。
B、ф41×300 mm管式陶瓷介质间隙放电电极。
用陶瓷管做介电材料,外壁镀金属镀层为外电极,金属管为内电极,管内通水冷却。
氧气从内外电极间的缝隙中通过。
通入氧气0.8M3/h,平均臭氧浓度50g/M3。
计算结果单管产量为 0.8M3/h×50g/ M3=40g/h 此管表面积为:
0.041M×3.14×0.260M=0.033M2 每平方米放电面积需用的放电管为:1M2÷0.033m2=30根。
因此得出30根此种电极,使用氧气源每小时可以产生1200克 臭氧。如果使用空气源每小时可以产生400克左右臭氧。
此种放电管远高于CJ/T3028.1-94第5.3.2的规定。
C、212CM2 板式陶瓷介质间隙放电电极。
电极风冷。通入氧气0.5M3/h,平均臭氧浓度50mg/L。 计算结果单组产量为 0.5M3/h×50mg/L×1000=25000mg=25g/h 此板表面积为:0.021M2,每平方米放电面积需用的放电板为:1M2÷0.021m2=47.6套。
因此得出47.6套此种电极,使用氧气源每小时可以产生1190克 臭氧。如果使用空气源每小时可以产生397克左右臭氧。 此种放电管符合CJ/T3028.1-94第5.3.2的规定。
有了以上的测试数据,你就只须通过了解气源的种类、放电电极形式、电源频率就可以对臭氧发生器的品质有了一个大致的了解。甚至数一数有几根电极就可以大致估算出有多少臭氧产量。
然后再根据你的需求去选择低档、中档、或是高档的臭氧发生器。
★综上所述,目前还没有一个关于GMP改造用臭氧发生器的标准。为了规范臭氧在GMP空气净化中的应用,急需建立GMP用臭氧设备的统一标准,(部颁标准或者行业标准)
如何选用臭氧发生器气源
臭氧的应用主要以发生量来确定,分为气态下消毒和液态下消毒两大类。臭氧发生量和使用量一般按照发生量的额定发生量乘以时间来确定,但在不同的用途和不同的场所应计出衰减量而后确定。臭氧发生器在使用中,气源的配置直接影响臭氧的发生浓度、产量和纯度,气源一般分为普通气源、干燥空气源、富氧气源和工业氧气气源四种,以上气源的配置 ,在发生装置相同的情况,浓度和产量依次递增。按照应用常识,一般不应配置普通气源,因为这会影响发生装置的连接使用寿命并导致发生量不稳定。因此,常用的气源按用途大体可分为下列几种:
(1)干燥气源——空间消毒、自来水处理、游泳池水、养殖水、生产循环水、 中水回用等
(2) 富氧气源——臭氧浓度需求较高的使用场所,如纯净水、矿泉水、污水处理、医药食品车间等
(3) 工业氧气源——纯度要求较高、浓度需求较重要、小气量应用场所等
3. 用于大型空间的消毒应用,如医药、食品等行业车间的杀菌消毒,一般应安装专门管路分通到车间内,使臭氧分布均匀,也有的通入中央空调风道管路,但这种方式有时会造成空调风道金属件的腐蚀和臭氧消耗。
4. 用于水处理,则主要配置臭氧溶于水的投加装置,一般分为曝气式(直接曝气或氧化塔式)、文丘里射流器式、涡轮负吸式或尼可尼泵混合式样等几种,以上其溶于水效率可依次提高,尼可尼泵式效率可达95%以上。
1)曝气式:自来水、养殖水、生产循环水、生活污水、工业废水等
2)文丘里射流式:二次供水、纯净水、矿泉水、养殖水冷却、游泳池水等
3)负吸式:小水体应用
4)气液混合泵式:小水体应用或臭氧消毒水应用