❶ 臭氧發生器
臭氧發生器工作原理按臭氧產生的方式劃分,目前沿用的臭氧發生技術主要有三種:電解法、高壓電暈放電法、紫外線照射式。
1. PEM電解法
PEM電解法產出臭氧的原理是採用低壓直流導通固態膜電極的正負兩極電解去離子水,水在特殊的陽極溶液界面上以質子交換的形式被分離為氫氧分子,氫從陰極溶液界面上直接被排放,氧分子在陽極介面上因高密度電流產生的電子激發而獲得能量,並聚合成臭氧分子。
2. 電暈放電法
電暈放電法產出臭氧的原理是在兩個平行的高壓電極之間平行放置一個介電體(通常採用硬質玻璃或陶瓷作介電體),並保持一定的放電間隙,當在兩極間通入高壓交流電時,在放電間隙,形成均勻的藍紫色電暈放電,空氣或氧氣通過放電間隙,氧分子受到電子的激發獲得能量,並相互發生彈性碰撞,聚合成臭氧分子。
3.紫外線照射式。
通過紫外線照射。
三、PEM電解法臭氧發生技術的優勢
PEM電解法臭氧發生器是以純水為原料,是以固態的貴金屬聚合物為電解質,結合陽離子交換模式,通過低壓電解的方式獲得臭氧,不需要任何輔助材料和添加劑,產出的臭氧濃度高達20%(重量比,250-280mg/L),產出的臭氧氣體伴隨物為氧,沒有任何二次污染。而傳統的高壓放電電暈法臭氧發生器,以空氣或氧氣作為原料,需要經過多道預處理。並通過3600V左右的高頻高壓放電場才能獲得臭氧,產出的臭氧濃度最高不大於10%,產出的臭氧伴隨物為氮、氧、氮氧化物和其它雜質,氮氧化物為不分解的有毒致癌物質。
PEM電解法臭氧發生器與電暈放電法臭氧發生器的特性比較如下列敘述及表4所示,不難看出PEM電解法臭氧發生器與電暈放電法臭氧發生器相比之下,具有一定的優勢。
電暈放電法臭氧發生器採用高頻(或中頻)高壓在空氣或氧氣室內放電產出臭氧,發生器的核心電極為消耗型,若不採取氣源和工作環境的預處理和保護措施,核心電極的壽命和臭氧的產出率將會大大降低。高壓放電所產生的熱若不採取降溫冷卻措施,將會直接影響到臭氧的產出量,嚴重時甚至會發生爆炸(特別是採用氧氣源時)而引發火災等事故。高壓放電過程中產生的電磁波會干擾附近精密儀器,影響儀器的正常使用。
PEM電解法臭氧發生器採用工頻低壓電解純水產出臭氧,發生器的核心電極為非消耗型,只需能保證電解液--純水的電導率符合要求,設備即可得以穩定的運行。核心電極的導入體為純水,其本身就具備循環冷卻的功能,所以無需另外採取降溫冷卻等措施。低壓電解不會產生電磁波等干擾,即使在實驗室或高精密度的設備間內工作都可以放心使用。
從上所述,PEM電解法臭氧發生器在各項指標上與電暈法臭氧發生器相比均有一定的優勢,而在水處理和醫學應用上來說,PEM電解法臭氧發生器具有溶解效率高,可制備高濃度的臭氧水,操作簡便和運作安全等優勢。