臭氧制造方法很多,其中有化学法、电解法、紫外线法、放射线照射法和无声放电法等。

化学法生产的臭氧产量有限,不能为生产所利用,电解法有相当高的产率,并能获得较高的臭氧浓度,目前已有商品在市场出现,但生产的O3往往与ClO2、H2O2、Cl2共存。紫外线法使用较早,但生成的臭氧量少,只适合使用在需消毒剂量少的地方。

无声放电是一种可以获得大量低浓度臭氧化气体(臭氧质量占空气质量的1%~2%)的技术,适合大规模工业化生产,是目前给水处理厂常用的工业生产臭氧的方法。若采用高频、中频、高电压、纯氧气源无声放电法可获得较高的臭氧浓度(臭氧质量占总质量的4%~5%)。

无声放电法发生臭氧的原理是在一对交流电极之间隔一介电体,当空气或氧气通过高压电极时,在具有足够动能的放电电子中,使氧分子电离,一部分氧分子就被聚合成臭氧,如图2-4-6所示。

如何制造臭氧消毒剂?-水处理设备与技术

图2-4-6 无声放电法臭氧发生器原理

图中A和C都是电极,一般用金属材料不锈钢制成,B是介电体,它是一种绝缘物质,一般用耐高压玻璃作为介体。当交流高压电作用时,在B和C的间隙中产生无声放电现象,高压电流从A透过B而传到C,由于介电体B的阻挡,大电流不能通过,只能通过极小的电流,电压极高,B和C的间距D很小,一般只有几毫米,因而使间隙D中电压强度很大,电子在高电场作用下速度很快,不断袭击通过放电间隙D的空气或氧气内的氧分子。氧分子在高速电子袭击下,有一部分就变成带电的离子,带电离子又不断碰撞结合成分子,又不断电离、碰撞,直至达到某种平衡状态生成一定数量的臭氧,反应方程式如下:

如何制造臭氧消毒剂?-水处理设备与技术

此种臭氧生成方式只能使通过放电区域的气体中的一小部分变成臭氧,一般只占1%~2%质量,所含有的臭氧气体通常称臭氧化气体,因此臭氧水处理实际上均指使用一定浓度臭氧化气体进行处理,而不是使用纯臭氧进行水处理。