制取高浓度臭氧水的实验研究

第4卷第3期环境污染治理技术与设备2003年3月TechniquesandEquipmentforEnvironme—ntalPolluti—onControlVo1．4．No．3Mar．2003制取高浓度臭氧水的实验研究宗旭杨波白希尧白敏药(大连海事大学环境工程研究所，大连l16026)摘要采用介质阻挡强电离放电技术制取高浓度臭氧，使用射流器和气液溶解分离器溶解臭氧制取高浓度臭氧水。讨论了应用臭氧量、气液比、系统压力和气液溶解方式对臭氧水浓度和臭氧有效溶解效率的影响。关键词臭氧水溶液臭氧水浓度有效溶解效率ExperimentalstudyontheproductionofhighcOncentratiOnozonewaterZongXuYangt3oBaiXiyaoBaiMindi(EnvironmentalEngineeringResearchInstitute，DalianMaritimeUniversity，Dalian116026)AbstractInthispaperhighconcentrationozonegasisgeneratedwithdielectricbarrierdischargetech—nologyandthendissolvedintowaterwithventuritubemixerandgas—liquiddissolvingequipment，thushighconcentrationozonewateriSgenerated．Thefactorsthataffecttheconcentrationofozonewater，masstransferefficiencyandeffectivedissolvingefficiencysuchasozonegasconcentration，gastoliquidratio，systempres—sureanddissolvingmethodsarediscussed．Keywordsozonewater：concentrationofozonewater：effectivedissolvingefficiency1引言臭氧是一种氧化性极强、功能多样化、极具开发价值的气体。它可溶解在水中，形成臭氧水溶液，是极强的氧化剂、消毒杀菌剂、漂白剂和除臭剂，可广泛应用于工业、农业、医疗卫生和食品工业等领域。臭氧水溶液可将有害物质氧化为二氧化碳、水或矿物盐，又不会对环境造成二次污染⋯，因此人们把它称为“理想的绿色强氧化药剂”E2J。近几年来，随着气体放电学、材料学、电子学、等离子体物理和等离子体化学等相关学科的迅速发展，臭氧产生技术有了前所未有的发展，臭氧浓度从20g／Nm提高到200g／Nm，臭氧产生效率从25g／(kW·h)提高到200g／(kW·h)．4J。而且，高效的臭氧溶解技术促进了高浓度臭氧水溶液产生技术的发展_5．6J，克服了传统设备成本高、系统体积庞大的缺点，必将有着广阔的应用和发展前景。2实验条件与流程图1是高浓度臭氧水产生装置图，图2是制取高浓度臭氧水的实验流程图。本次实验的流程为：氧气进入臭氧发生器产生臭氧，产生的臭氧注入射图1高浓度臭氧水产生装置图流器进行初次混合，然后经气液溶解分离器(内含喷嘴)二次混合输出臭氧水溶液。实验条件还包括：实验用水(其水质参数如表1所示)；采用瓶装氧气供氧，氧气浓度>99％；采用LZB型转子流量计测量基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(60031001)收稿日期：2002一O9O1；修订日期：200211—04作者简介：宗旭(1978～)，男，河北张家口人，硕士研究生，主要从事等离子体环境污染治理的研究。维普资讯http://www.cqvip.com3期宗旭等：制取高浓度臭氧水的实验研究13氧气流量；采用BurkertFlow8035流量计测量水流量；采用OrbisphereModel3600型臭氧浓度分析仪检测臭氧气体浓度；采用OrbisphereModel3660型的臭氧溶解分析仪检测臭氧水浓度。同时分别采用碘化钾滴定、靛蓝法来校正准确度，其误差范围在2．8％、0．04mg／L以内。L图2高浓度臭氧水实验流程图1．氧气瓶；2．流量调节阀；3．流量计；4．控制器；5．高频高压发生器；6．臭氧发生器；7．止回阀；8．涡流叶轮泵；9．压力表；10．射流器；11．气液溶解分离器；12．剩余臭氧消除器；13．臭氧气体检测仪；14．臭氧水检测仪实验采用传质效率(MTE)和有效溶解效率1f评价臭氧溶解的程度，其公式为：MTE=Ⅷ。％=—CLmes—XQLCGinXQGin×100％仇，——xluu％式中：CGi为加入臭氧溶解系统进口的臭氧气体浓度；QGi为加入臭氧溶解系统进口的臭氧气体流量；CGo为臭氧溶解