臭氧老化試驗箱的臭氧殺菌原理

因而正確認識臭氧在水中的物理、化學(xué)過(guò)程與臭氧殺菌的生物化學(xué)過(guò)程是極重要的。由于臭氧在水中溶解的機理以及臭氧對生物細胞物質(zhì)交換的影響過(guò)程極為復雜，本文不能詳細的探討，只就臭氧殺菌做一般性的討論。

其中：u：傳質(zhì)速度，可用在t時(shí)間內從氣相傳入液相的臭氧量G確定，即dG/dt。K：傳質(zhì)系數，F：氣相與液相的接觸表面積，△C傳質(zhì)過(guò)程中的動(dòng)力，可用臭氧在實(shí)際情況下與平衡時(shí)的濃度差決定(即水中臭氧濃度與臭氧源中臭氧濃度差別越大，傳質(zhì)速度越大)。

分析一般傳質(zhì)方程式可以知道，首先要使臭氧盡多地溶入水中，就要盡量加大臭氧與水的接觸表面積F，而這是接觸裝置決定的。

其次，△C說(shuō)明臭氧發(fā)生器的濃度越高，越有利于水對臭氧的吸收·

第三，傳質(zhì)系數K則與多種因素有關(guān)，K(總傳質(zhì)系數)為氣相傳質(zhì)系數K氣與液相傳質(zhì)系數K液之和，而臭氧屬于低溶解度氣體，K氣可忽略不計．而根據亨利一道爾頓定律，K液是多種物理參數的復合函數。

K液=f(T，P，u，w，p，ó)

其中臭氧溶解量與氣體壓力P成正比而與水溫T成反比。

隨著(zhù)兩相相對線(xiàn)速度的增大，氣液兩相接觸表面積F及其更新速度也增大，但每個(gè)氣泡與液體接觸的時(shí)間會(huì )減小，因此從綜合效果來(lái)看，氣體-液體的相對線(xiàn)速度應維持在一個(gè)范圍內較好．

液體的粘滯度u，密度p及氣液間介面表面張力。的提高可使相間表面更新速度降低，并相應使K液減小，所以Km與u，p，o成反比，對于各種飲用水，此項可忽略不計。

在應用中，我們應關(guān)注溫度、氣壓兩個(gè)參數，而在設計接觸裝置時(shí)則應注意到水流、氣流的相對速度，尤其是其中的溫度，因為溫度高了不但使水對臭氧的吸收效果下降，而且臭氧本身會(huì )因溫度過(guò)高而分解。國內就曾發(fā)生過(guò)試圖用臭氧處理70·℃的水溫而沒(méi)有取得任何效果的例證。

1894年梅爾費特(Mailfert)根據前人的實(shí)驗報告求出以下臭氧在水中的濃度： 溫度(℃) O 11.8 15 19 27 405560

溶解度(L氣/L水) 0.64 0.5 O.456 0.381 O.27 0.112O.031O 這組數據大致里線(xiàn)性，而且表明臭氧在水中的溶解度大約是氧的lO-15倍。

威諾薩(venosa)與奧帕特金(Opatken)指出，決定臭氧(或任何氣體)在某液體中的溶解度的基本關(guān)系式是亨利定律．即在一定溫度下，任何氣體溶解于已知體積的液體中的重量，將與該氣體作用在液體上的分壓成正比。

而且此定律可推導出結論：在標準溫度與壓力下，臭氧是氧溶解度的13倍。

從亨利定律可以得出結論：要提高臭氧在水中的溶解度，必須提高臭氧氣在整個(gè)氣源中分壓，即提高臭氧源的濃度，如果臭氧源的濃度不夠，處理時(shí)間再長(cháng)，水中臭氧濃度也提不高(因已達到濃度平衡)。