正確(què)認識臭氧在水(shuǐ)中(zhōng)的物(wù)理(lǐ)，化學(xué)過程(chéng)與臭氧殺菌的(dí)生(shēng)物化學過程(chéng)是(shì)極重要的。由(yóu)於臭氧在(zài)水(shuǐ)中溶(róng)解的(dí)機理以及臭(chòu)氧對(duì)生物(wù)細(xì)胞(bāo)物質(zhì)交換(huàn)的影(yǐng)響(xiǎng)過程極為復(fù)雜，本(běn)文不能(néng)詳(xiáng)細(xì)的(dí)探(tàn)討，隻就臭(chòu)氧殺菌做一般性的討論。
其(qí)中(zhōng)：u：傳質(zhì)速度，可用(yòng)在t時間內從氣相傳(chuán)入液相(xiāng)的臭(chòu)氧(yǎng)量G確定，即dG/dt。K：傳質係數(shù)，F：氣(qì)相(xiāng)與(yǔ)液(yè)相(xiāng)的接觸表(biǎo)麵積，△C傳質(zhì)過(guò)程中(zhōng)的動力，可(kě)用(yòng)臭(chòu)氧在實際(jì)情(qíng)況下與平衡時的濃度(dù)差決(jué)定(即(jí)水中臭氧(yǎng)濃度(dù)與臭(chòu)氧(yǎng)源(yuán)中臭(chòu)氧濃(nóng)度(dù)差別越大(dà)，傳(chuán)質(zhì)速度越大(dà))。
分析(xī)一(yī)般(bān)傳(chuán)質方(fāng)程式可(kě)以知道，首(shǒu)先要使(shǐ)臭(chòu)氧(yǎng)盡多(duō)地溶(róng)入水中，就(jiù)要盡量加大(dà)臭(chòu)氧與(yǔ)水的(dí)接觸(chù)表(biǎo)麵(miàn)積(jī)F，而(ér)這(zhè)是接(jiē)觸裝置決(jué)定(dìng)的。
其(qí)次，△C說(shuō)明臭氧發(fā)生器的濃(nóng)度越高(gāo)，越有利於水(shuǐ)對臭氧的吸收·
第三，傳質係(xì)數K則(zé)與多種因素有關，K(總傳質係數)為氣相傳(chuán)質係數K氣(qì)與液相傳質(zhì)係(xì)數(shù)K液(yè)之和，而臭(chòu)氧(yǎng)屬於(yú)低溶解度氣體，K氣可忽(hū)略不(bù)計.而根(gēn)據(jù)亨(hēng)利一(yī)道爾頓(dùn)定(dìng)律，K液是(shì)多種(zhǒng)物理(lǐ)參數(shù)的(dí)復合函(hán)數(shù)。
K液=f(T，P，u，w，p，ó)
其中(zhōng)臭(chòu)氧(yǎng)溶(róng)解(jiě)量與氣體(tǐ)壓(yā)力(lì)P成正比(bǐ)而與水溫(wēn)T成(chéng)反比。
隨(suí)著(zhuó)兩相(xiāng)相對綫速(sù)度(dù)的(dí)增大(dà)，氣液兩相接觸表麵積F及其更(gēng)新(xīn)速(sù)度(dù)也增大，但(dàn)每個(gè)氣(qì)泡與液體(tǐ)接(jiē)觸(chù)的時間(jiān)會減小，因(yīn)此從綜合效果來看(kàn)，氣(qì)體-液體(tǐ)的相(xiāng)對綫速度(dù)應(yīng)維持在一(yī)個範圍內較(jiào)好.
液體(tǐ)的(dí)粘(nián)滯(zhì)度u，密度(dù)p及氣液間(jiān)介(jiè)麵(miàn)表(biǎo)麵張(zhāng)力。的提(tí)高可使相間表麵(miàn)更新(xīn)速(sù)度降(jiàng)低，並相(xiāng)應(yīng)使(shǐ)K液(yè)減小(xiǎo)，所以Km與u，p，o成反比，對於(yú)各種(zhǒng)飲用水(shuǐ)，此(cǐ)項可(kě)忽略不計(jì)。
在(zài)應用中(zhōng)，我們(mén)應關注(zhù)溫度(dù)，氣壓(yā)兩(liǎng)個參(cān)數，而(ér)在(zài)設(shè)計接觸裝(zhuāng)置(zhì)時則應注(zhù)意(yì)到(dào)水流，氣(qì)流(liú)的相(xiāng)對速度，尤(yóu)其是(shì)其(qí)中的(dí)溫(wēn)度，因為(wéi)溫度高了不但使水對(duì)臭氧(yǎng)的(dí)吸(xī)收效果(guǒ)下降，而(ér)且(qiě)臭氧本身(shēn)會(huì)因(yīn)溫(wēn)度(dù)過(guò)高而(ér)分(fēn)解。國(guó)內就(jiù)曾(zēng)發生過試圖用臭(chòu)氧(yǎng)處理70·℃的水溫而沒(méi)有取(qǔ)得任(rèn)何效果的(dí)例(lì)證(zhèng)。
1894年梅爾費(fèi)特(Mailfert)根據前(qián)人的(dí)實驗報告求(qiú)出(chū)以下(xià)臭(chòu)氧在水中的濃(nóng)度： 溫度(dù)(℃) O 11.8 15 19 27 405560
溶解(jiě)度(dù)(L氣(qì)/L水(shuǐ)) 0.64 0.5 O.456 0.381 O.27 0.112O.031O 這(zhè)組(zǔ)數據大致裏綫性，而(ér)且表明臭氧(yǎng)在(zài)水(shuǐ)中(zhōng)的(dí)溶解(jiě)度(dù)大(dà)約是(shì)氧的lO-15倍。
威諾薩(venosa)與奧(ào)帕(pà)特金(Opatken)指出(chū)，決(jué)定臭(chòu)氧(或任(rèn)何(hé)氣體)在(zài)某液(yè)體(tǐ)中的溶解(jiě)度(dù)的(dí)基(jī)本(běn)關係式是(shì)亨(hēng)利(lì)定律.即(jí)在(zài)一(yī)定溫度(dù)下，任(rèn)何(hé)氣(qì)體溶解(jiě)於已知(zhī)體(tǐ)積(jī)的液體中(zhōng)的(dí)重量，將與該氣體(tǐ)作用(yòng)在液(yè)體上(shàng)的(dí)分(fēn)壓(yā)成(chéng)正比(bǐ)。
而(ér)且(qiě)此(cǐ)定律可(kě)推導出結(jié)論：在(zài)標(biāo)準(zhǔn)溫(wēn)度(dù)與壓力(lì)下，臭(chòu)氧是氧溶解(jiě)度的13倍(bèi)。
從亨利定律可以得出結(jié)論：要提高臭(chòu)氧(yǎng)在水(shuǐ)中(zhōng)的溶解度(dù)，必須提(tí)高(gāo)臭(chòu)氧氣在整個氣源中分壓，即提高臭氧源(yuán)的濃(nóng)度，如(rú)果臭(chòu)氧源(yuán)的濃(nóng)度不夠(gòu)，處(chǔ)理時間(jiān)再(zài)長，水中臭氧濃(nóng)度也(yě)提不高(因已達到(dào)濃度(dù)平衡(héng))。
從(cóng)以(yǐ)上論(lùn)述，可以得(dé)到結論：
1，為保(bǎo)證殺菌效果，必須(xū)保證水(shuǐ)中臭氧(yǎng)的一(yī)定濃(nóng)度(dù)與(yǔ)處理時間(jiān)。
2，為保證水(shuǐ)中(zhōng)臭氧(yǎng)的一定濃(nóng)度就需(xū)保(bǎo)證(zhèng)：
a.臭氧(yǎng)源(yuán)的濃(nóng)度。
b.一定(dìng)的(dí)氣(qì)溫(wēn)。
c.水(shuǐ)溫(wēn)不(bù)能(néng)過(guò)高。
d.投入(rù)水中臭(chòu)氧氣(qì)的(dí)比表麵積(jī)盡量大，使(shǐ)臭氧(yǎng)與水的(dí)接(jiē)觸(chù)機會更多。
根據國內外(wài)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)一般水(shuǐ)質(zhì)的飲用(yòng)水(shuǐ)消(xiāo)毒(dú)處(chǔ)理(lǐ)參數(shù)推(tuī)薦(jiàn)為(wéi)：水(shuǐ)溶臭(chòu)氧濃(nóng)度O.4mg/L，接觸(chù)時(shí)間(jiān)為4分鐘，即CT值(zhí)為1.6。臭氧投加量1-2mg/L，水(shuǐ)溫在25℃以下(xià)。前(qián)蘇聯標(biāo)準規定(dìng)飲用(yòng)水中臭氧濃(nóng)度(dù)不低於O.3mg/L。我(wǒ)國(guó)瓶裝水(shuǐ)行業(yè)推薦灌裝時(shí)瓶內水(shuǐ)臭氧(yǎng)濃度(dù)0.3mg/L. 二(èr)，目前常用(yòng)的(dí)三(sān)種(zhǒng)接(jiē)觸裝置(zhì)與其效果(guǒ) 前(qián)節已(yǐ)提到(dào)接(jiē)觸(chù)裝置的根本(běn)目的(dí)是(shì)保證(zhèng)臭氧在(zài)水中有盡(jìn)量(liáng)大的溶解(jiě)度(dù)，為此(cǐ)，就需(xū)使臭(chòu)氧(yǎng)氣與(yǔ)水的接(jiē)觸(chù)麵盡量(liáng)大(dà)，有(yǒu)足夠的(dí)接觸(chù)時間，因而(ér)對接(jiē)觸裝置的(dí)基(jī)本要求是(shì)：
1，能保證*化的臭氧(yǎng)吸(xī)收效果。
2，接觸(chù)裝置工作時，工藝(yì)參數(shù)控(kòng)製(zhì)容易(yì)，工作穩定，安全(quán)性好。
3，能(néng)耗(hào)(攪(jiǎo)拌或輸送水，氣所(suǒ)需動(dòng)力(lì))zui低(dī)。
4，zui小的(dí)體積下(xià)有zui大(dà)的生產能力(lì)。
5，結(jié)構(gòu)簡單，用(yòng)料便宜，製造(zào)與維(wéi)修成本低。
一般常(cháng)用的接(jiē)觸(chù)裝(zhuāng)置有(yǒu)三種：鼓泡塔或池(chí)：水射(shè)器(qì)(文丘裏(lǐ)管)與固定(dìng)螺旋(xuán)混(hùn)合(hé)器單用(yòng)或(huò)合用)：攪拌器(qì)或螺(luó)旋(xuán)泵：也有(yǒu)兩(liǎng)種(zhǒng)以上(shàng)串聯(lián)使用(yòng)的，簡介如(rú)下(xià)： l，鼓泡(pào)法：大型水處理用鼓(gǔ)泡池(chí)，小型水(shuǐ)處理(lǐ)則(zé)常(cháng)用鼓(gǔ)泡塔(tǎ)，它要(yào)求鼓(gǔ)泡(pào)器有小(xiǎo)(幾個微(wēi)米(mǐ)到(dào)幾(jī)十(shí)微米孔徑(jìng))的(dí)孔徑以(yǐ)增加(jiā)臭氧的比(bǐ)表麵積，而且要求孔徑(jìng)布氣均(jūn)匀，以(yǐ)使水(shuǐ)，氣全麵接觸，尤(yóu)其是在鼓泡池中用(yòng)多個布氣(qì)器時，同(tóng)時一般(bān)要求(qiú)從(cóng)水(shuǐ)麵到(dào)布氣器表麵，水深不小於(yú)4-5m，以利於氣(qì)，水充(chōng)分接觸。
