如圖所示為交流高壓臭氧發(fā)生器。具有體積小、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠等特點。電路可連續(xù)工作。
220V市電經(jīng)D和R1的整流、限流,單向脈動電流控制VS的通斷,產(chǎn)生振蕩,經(jīng)變壓器T升壓后得到2-3KV左右的高壓,經(jīng)O3管放電,電離生成O3。
技術(shù)參數(shù):
電源電壓:交流220V
功耗:<1W
O3產(chǎn)量:5MG/H
元器件選擇:
D 1N4007
C1 1μF/450V
C2 0.15μF/630V電容器
R1 30k/2W
R2 3K/0.25W
R3 1M/0.25W
VS 1A/400V單向晶閘管
T 升壓變壓器選用成品
O3 臭氧管
附錄1:
臭氧O3
資料來源:viron.cn
1840年德國科學家舒貝因在向幕尼黑科學院提出的報告里宣布發(fā)現(xiàn)了臭氧。
臭氧的英文名字叫 OZONE ,分子式O3,分子量 48 ,是氧氣(O2)的同素異形體,由三個氧原子組成,又稱富氧、三子氧、超氧。
臭氧的特性
臭氧是由一個氧分子(O2)攜帶一個氧原子(O)組成,是氧氣的同素異形體。與氧氣相比,臭氧比重大。有色、有味。在常溫下是淡藍色,草腥味。雷電過后,時可聞到其氣味。 1ppm 臭氧 =1.963mg/m3 。標準狀態(tài)下,臭氧密度ρ = 2.144g/l ,空氣ρ = 1.293g/l 。臭氧在水中的溶解度大約是氧的 10 — 15 倍,在水中穩(wěn)定性較差。
臭氧易分解,不穩(wěn)定參比狀態(tài)下臭氧的半衰期為 22~25 分鐘,一個小時的衰退率為 61% ,在 1% 的臭氧水溶液中半衰期約為 16 分鐘,且溫度越高,濕度越大,半衰期越短。
臭氧具有不穩(wěn)定性。由于臭氧(O3)是由氧分子攜帶一個氧原子組成,決定了它只是一種暫存形態(tài),攜帶的氧原子除氧化用掉外,剩余的又組合為氧氣(O2)進入穩(wěn)定狀態(tài)。所以臭氧工作中沒有二次污染產(chǎn)生,這是臭氧技術(shù)應用的最大優(yōu)越性。
臭氧具有很強的氧化能力。
臭氧的功用
臭氧具有強氧化性,有四大功用:氧化、滅菌、脫色、除味。
臭氧的應用主要是滅菌消毒。這主要是因為臭氧有極強的氧化能力,臭氧在一定濃度下能與細菌、病毒、病原體等微生物產(chǎn)生生化反應。臭氧具有很高的能量,在常溫、常壓下很快自行分解為氧(O2)和單個氧原子(O),單個氧原子具有很強的活性,對細菌、病毒、病原體等微生物具有較強的氧化作用。
國際衛(wèi)生組織對其滅菌功效曾歸納比較,臭氧與其它殺菌劑對大腸桿菌的殺滅效果依次為:臭氧(O3) > 次氯酸(HCLO) > 二氧化氯(CLO2)> 銀離子(Ag+) > 次氯酸根(CLO) > 高鐵酸鹽(Fe3+) > 氯胺(NHCl3)。
臭氧是廣譜、高效快速殺菌劑,可以迅速殺滅使人和動物致病的各種病菌、病毒、病原體及微生物。可以在較短時間內(nèi)破壞細菌、病毒和其他微生物的生物結(jié)構(gòu),刺破細胞壁,使之失去生存能力,當其濃度達到一定值后,殺菌消毒甚至可以瞬間完成。
據(jù)國際公認的臭氧滅菌消毒實驗數(shù)據(jù)表明:當加時到4分鐘、投加濃度為12.6mg/L時,對冠狀病毒的殺滅率為100%;當加時到3分鐘、投加濃度為4mg/L時,對HIV的殺滅率為100%;當加時到20分鐘,投加濃度為10mg/m3時,對乙肝表面抗原的殺滅率為99.9%;當加時到10分鐘、投加濃度為8mg/m3時,對支原體、衣原體等病原體的殺滅率為99.85%……(摘自中國臭氧信息網(wǎng))
臭氧作為性能優(yōu)良的消毒手段,在制藥企業(yè)GMP、醫(yī)療衛(wèi)生場所、食品加工車間和居民日常生活等許多領(lǐng)域都大規(guī)模應用,被稱為“綠色消毒劑” ,在衛(wèi)生部《消毒技術(shù)規(guī)范》等國家技術(shù)標準中對臭氧殺菌消毒都有明確的肯定。
廣東省衛(wèi)生廳發(fā)布有關(guān)規(guī)定[粵衛(wèi)〔2003〕63號],臭氧被指定為重要的空氣消毒方式。在非典時期起到了很大的作用。
臭氧的消毒滅菌機理
臭氧殺菌機理以氧化作用破壞微生物膜的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)殺菌作用。臭氧首先作用于細胞膜,使膜構(gòu)成成份受損傷而導致新陳代謝障礙,臭氧繼續(xù)滲透穿透膜而破壞膜內(nèi)脂蛋白和脂多糖,改變細胞的通透性,導致細胞溶解、死亡。而臭氧滅活病毒則認為氧化作用直接破壞其核糖核酸RNA或脫氧核糖核酸DNA物質(zhì)而完成的。
臭氧水殺滅情況有些不同,其氧化反應有兩種,微生物菌體既與溶解水中的臭氧直接反應,又與臭氧分解生成之羥基OH的間接反應,由于羥基OH為極具氧化性的氧化劑,因此臭氧水的殺菌速度極快。
臭氧能氧化分解細菌、病毒內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶,并直接與細菌、病毒發(fā)生作用,氧化并穿透其細胞壁,破壞其細胞器和核糖核酸,分解DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物,使細菌、病毒的新陳代謝和繁殖過程遭到破壞,而奪取細菌病毒的生命。同時還可以滲透細胞膜組織、侵入細胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖,使細胞發(fā)生通透性畸變,導致細胞溶解性死亡,并將死亡菌體內(nèi)的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱源(內(nèi)毒素)等溶解死亡。綜觀無菌技術(shù)對微生物作用的原理可分為抑菌型、殺菌和溶菌型三種。臭氧滅菌消毒屬于溶菌型劑體,可以達到“徹底、永久地消滅物體內(nèi)部所有微生物的目的”。而且它的作用是瞬間完成的。
臭氧滅菌機理:臭氧滅菌的過程屬于生物化學氧化反應,臭氧滅菌有以下三種形式:①臭氧氧化分解了細菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶;②直接與細菌、病毒發(fā)生作用,破壞其細胞壁和 DNA 和 RNA ,分解蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物,使細菌的物質(zhì)代謝生長和繁殖過程遭到破壞;③滲透細胞膜組織,侵入細胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖,使細胞發(fā)生通透性畸變,導致細胞的溶解死亡,并且將死亡菌體內(nèi)的遺傳基因,寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、枝原體及熱原(細菌病毒代謝產(chǎn)物、內(nèi)毒素)等溶解變性滅亡。由此可見,臭氧滅菌屬于溶菌,是三種滅菌方式中最徹底的形式。既然臭氧能殺死病毒、細菌,那么會不會也把健康的細胞殺死呢?不會,因為健康細胞具有強大的平衡酶系統(tǒng), 因而臭氧對健康細胞無害。
附錄2:
中國環(huán)境保護產(chǎn)品認定技術(shù)條件
臭氧發(fā)生器
Ozone Generator
國家環(huán)??偩?999-00-00發(fā)布 HCRJ--058--1999
1 、范圍
1.1 本技術(shù)條件規(guī)定了臭氧發(fā)生器的產(chǎn)品分類、命名、要求、引用標準、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和儲存。
1.2 本技術(shù)條件適用于環(huán)境污染治理方面的臭氧發(fā)生器(以下簡稱發(fā)生器)。
2、 引用標準
GB 150-1998 鋼制壓力容器
GB 191-90 包裝 儲運 圖示 標志
GB 1408-89 固體電工絕緣材料工頻電氣強度試驗方法
GB 1958-80 形狀和位置公差 檢測規(guī)定
GB 4064-83 電氣設備安全設計總則
GB 5083-85 生產(chǎn)設備安全衛(wèi)生設計總則
GB 6388-86 運輸包裝收發(fā)貨標志
GB/T 13306-1991 標牌
GB/T 13384-1992 機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件
GB/T 15436-1995 環(huán)境空氣 氮氧化物的測定Saltyman法
CJ/T 3028.1-94 臭氧發(fā)生器
CJ/T 3028.2-94 臭氧濃度 產(chǎn)量 電耗的測定
3、分類與命名
3.1 分類
3.1.1 發(fā)生器按其基本臭氧發(fā)生單元分為氣隙放電型式(管式、板式)與其他氣體放電型式。
3.1.2 發(fā)生器按其放電頻率分為工頻(50Hz/60Hz)、中頻(100Hz —1000Hz)和高頻(>1000Hz)。
3.1.3 發(fā)生器按其產(chǎn)生臭氧濃度分為低濃度(<10mg/l)、中濃度(10-50mg/l)和高濃度(>50mg/l)。
3.1.4 發(fā)生器按其臭氧產(chǎn)量分為微型(<1000mg/h) 、小型(1—100g/h)、中型(100—1000g/h)和大型(>1kg/h)。其數(shù)值宜按以下系列選取: 1,2,3,4,5,10,15,20,25,50,100,200,300,500,1000 ……。
3.2 命名
發(fā)生器命名與型號用漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字表示。
示例: CF-G-1-500G ,指每小時產(chǎn)生 500g 臭氧的工頻管式臭氧發(fā)生器。
4、要求
4.1 基本要求
4.1.1 發(fā)生器應符合本技術(shù)條件的規(guī)定,并按照經(jīng)規(guī)定程序批準的圖樣和技術(shù)文件制造。
4.1.2 發(fā)生器的設計應按GB5083 、電氣設計應按GB4064 進行。
4.1.3 發(fā)生器中各電氣絕緣部件應符合高電壓絕緣性能和結(jié)構(gòu)的要求;處于電暈放電、臭氧氧化環(huán)境中的絕緣零部件還應滿足使用環(huán)境對其物理(機械)和化學性能的要求。
4.1.4 臭氧發(fā)生器各零部件有關(guān)形狀和位置技術(shù)要求應符合 GB 1958 的規(guī)定。
4.2 性能要求
4.2.1 臭氧發(fā)生單元介質(zhì)材料的技術(shù)要求
4.2.1.1 臭氧發(fā)生單元中所使用介質(zhì)材料的介質(zhì)強度不得小于臭氧發(fā)生單元介質(zhì)材料實際工作最高介質(zhì)強度的2倍。
4.2.1.2 臭氧發(fā)生單元中所使用的介質(zhì)材料,如其介質(zhì)強度數(shù)據(jù)不完整時,必須進行耐電壓實驗(擊穿實驗),并以耐電壓實驗所得實際數(shù)值作為介質(zhì)強度的依據(jù);實驗方法按 GB1408 的規(guī)定進行。
4.2.1.3 臭氧發(fā)生單元中所使用的介質(zhì)材料的物理、化學性能要求應滿足不同類型臭氧發(fā)生器的使用條件。
4.2.2 臭氧發(fā)生單元電極材料的技術(shù)要求
4.2.2.1 臭氧發(fā)生單元中電極材料應保證在電暈放電條件下、臭氧環(huán)境中可長期穩(wěn)定工作。
4.2.2.2 臭氧發(fā)生單元中的電極材料應滿足不同類型的臭氧發(fā)生器不同的使用條件。
4.2.2.3 臭氧發(fā)生單元中,直接處于電暈放電界面的電極表面光潔度應保證正常穩(wěn)定電暈放電的要求。
4.2.3 發(fā)生器性能試驗技術(shù)要求
4.2.3.1 發(fā)生器(包括臭氧發(fā)生單元)的性能試驗,應滿足下述要求:
a )以空氣為氣源,露點不得高于產(chǎn)品指標標稱值。
b )臭氧濃度、臭氧產(chǎn)量、電耗等均按產(chǎn)品技術(shù)指標標稱值檢測。
c )臭氧濃度、產(chǎn)量檢測應在發(fā)生器工作穩(wěn)定半小時后進行,其結(jié)果不低于其標稱值的 90% 。
d )穩(wěn)定性檢測:連續(xù)工作 72 小時后產(chǎn)量下降不大于初始值的 10% 。
e )氮氧化物( NOX )檢測:以空氣為氣源的發(fā)生器氮氧化物濃度不大于臭氧濃度的 2.5% 。
4.2.4 不同的工頻發(fā)生器生產(chǎn)每公斤臭氧的電耗見表 1 。
表 1 不同的工頻發(fā)生器生產(chǎn)每公斤臭氧的電耗(不包括氣源凈化)
不同臭氧產(chǎn)量 | 電耗指標(KW.H/KG.O3)) |
大型 | ≤18 |
中型 | ≤20 |
小型 | ≤22 |
4.2.5 發(fā)生器無故障工作積累時間不得少于 8000 小時。
5、試驗方法
5.1 臭氧發(fā)生器的濃度、產(chǎn)量、電耗的測量方法 ,按 CJ/T3082 , 2-94 進行。
5.2 發(fā)生器的氮氧化物的測量,應按 GB/T15436 進行。
5.3 整機使用壽命的測定,根據(jù)廠方提供用戶名單隨機追蹤調(diào)查。
6、檢驗規(guī)則
6.1 檢驗分類
發(fā)生器的檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗兩類。
6.2 出廠檢驗
發(fā)生器出廠前需逐臺按下述條件進行檢驗,檢驗合格并簽發(fā)產(chǎn)品合格證后方可出廠。
a)發(fā)生器中各臭氧發(fā)生單元定位準確,各緊固、支撐、連接部件安裝牢固。
b)發(fā)生器必須進行外觀檢驗:
內(nèi)部的外觀檢驗包括:臭氧發(fā)生單元各部件應光潔,不得有任何油污、水漬、灰塵及其它有害外來物。 發(fā)生器內(nèi)部防腐涂層應表面光潔,不得存在起皮、剝落及其他不良情況;高壓電輸配系統(tǒng)整潔,不得存在引起輸配電異常的不良情況和外來物。
外部的外觀檢驗包括:外殼表面應光滑平整,不得存在疤痕、凸凹等影響外觀的缺陷:各處保護、裝飾涂層應均勻,不存在起皮、剝落及其它不良情況(如根據(jù)需方要求在使用現(xiàn)場進行外部裝修,此檢驗可在適當是進行)。外殼上個附屬物(件)的安裝位置準確,質(zhì)量合格:外殼個部分均不應存在妨礙安裝、檢驗、擦拭等的缺陷。
c)發(fā)生器各儀器(表)接口、水、氣管道接口位置準確,應符合設計文件的要求。
d)發(fā)生器必須進行密封檢驗,檢驗應按GB150的有關(guān)規(guī)定進行。
e)發(fā)生器必須進行性能試驗,在4.2.3條規(guī)定的條件下,對臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗等性能進行測定;并對式樣結(jié)果進行記錄作為產(chǎn)品合格證附件:在無異常情況且各項性能指標均達到要求后,方可確認產(chǎn)品合格。
f)根據(jù)需方要求對產(chǎn)品性能復測時,容許與合格證附件記錄數(shù)據(jù)存在10%的誤差,但不得低于產(chǎn)品性能指標下限。
6.3型式檢驗
6.3.1當有下列情況之一時,發(fā)生器應進行型式檢驗:
a)新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的試制定型鑒定;
b)正式生產(chǎn)后,一年以上如結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變,可能影響產(chǎn)品性能;
c)產(chǎn)品正常生產(chǎn),每三年進行一次;
d)出廠檢驗結(jié)果與上次型式檢驗有較大差異;
e)國家質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出進行型式檢驗要求;
6.3.2檢驗項目:發(fā)生器型式檢驗應滿足4.1、4.2的全部要求;
6.3.3國家環(huán)境保護產(chǎn)品認定檢驗按型式檢驗進行。
6.4判定規(guī)則
6.4.1對檢驗項全部合格的,判定為合格品。
6.4.2對檢驗項目中有一項經(jīng)檢驗不合格的則判定為不合格品。
6.4.3不合格品允許返工處理,返工后應對所有項目重新檢驗。
6.4.4抽樣方法
6.4.4.1對小型發(fā)生器隨機抽檢2-5臺;
6.4.4.2對中大型發(fā)生器抽檢任一臺。
7、標識、包裝、運輸及儲存
7.1標志
每臺發(fā)生器均應在其明顯部位固定耐久性產(chǎn)品標牌,其尺寸和技術(shù)要求應符合GB/T13306的規(guī)定。標牌上應標出下列內(nèi)容:
a)產(chǎn)品名稱,型號;
b)主要技術(shù)參數(shù)(臭氧濃度、臭氧產(chǎn)量、氣源要求、工作氣壓范圍、電源X相、X伏、電源容量 )
c)出廠編號;
d)制造日期;
e)制造廠名稱。
7.2包裝
7.2.1包裝的技術(shù)要求應符合GB/T13384的規(guī)定;
7.2.2包裝箱外標志的表示方法和要求應符合GB191;
7.2.3包裝箱外的收發(fā)貨標志應符合GB6388的規(guī)定;
7.2.4發(fā)生器包裝前所有易銹零部件、外露加工面應涂防銹油或封存油脂,所有外露油孔應封閉;
7.2.5隨機文件有
a)裝箱單;
b)產(chǎn)品合格證;
c)產(chǎn)品使用說明書。
7.3運輸
發(fā)生器在裝運過程中不得翻滾、碰撞和倒置。
7.4儲存
發(fā)生器應放置在通風干燥有遮蔽的場所。
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