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臭氧杀菌原理


    一、臭氧基本性质:

  臭氧,又名三原子氧,因其具有淡淡的类似鱼腥味而得名,其分子式为 O 3 ,是氧气的同素异型体。分子量是 48 ,在标准状态下臭氧密度 P=2.144g/L ,空气密度 P=1.2938g/L , 1ppm 臭氧 =1.936mg/m3 。臭氧在水中的溶解度大约是氧的 10-15 倍,在水中的稳定性差。

  臭氧易分解,不稳定参比状态下,臭氧的半衰期为 22-25 分钟, 1 小时衰退率为 61% 。温度越高,湿度越大,半衰期越短。

  二、臭氧杀菌原理

  臭氧是一种强氧化剂,其氧化还原电位仅次于氟( F2 )。臭氧是一种高效、广谱的杀菌剂,它可迅速杀灭使人和动物致病的各种病菌、病毒及微生物。利用臭氧的强氧化性,可以在较短的时间内破坏细菌、病毒和微生物的生物结构,使之失去生存能力。臭氧的杀菌效果与过氧乙酸相当,强于甲醛、杀菌能力比氯高一倍。用氧化性来杀灭微生物以达到灭菌效果的化学消毒剂还有很多,比如常见的氯气、漂白粉、高锰酸钾等。但是这些化学消毒剂不但杀菌速度比臭氧慢,而且对人体有害。臭氧与一般消毒剂有不同,因为多余的臭氧可以很快分解成氧气,而氧气对人体有益无害。与一般化学消毒剂进行性、积累性的杀菌消毒功能不同的是,臭氧的杀菌作用是急速的。当其浓度超过一定阈值后,消毒杀菌甚至可以瞬间完成。利用臭氧杀菌消毒没有二次污染,在处理过的水、空气、食品、器具中不残存任何有害物质,这是其他化学消毒剂无法比拟的优点。

  臭氧除具有杀菌作用外,由于其强氧化性,还可用于氧化、脱色、除味、除臭,如可用于除去冰箱中的臭味,异味,用于污水处理。

  三、臭氧的制造

  人类制造臭氧主要是通过模拟自然界产生臭氧的方法而来。

  1、光化学法

  原理:光波中的紫外光会使氧分子分解并聚合为臭氧。光化学法就是产生出波长 λ=185nm 的紫外光谱,这种光最容易被 O 2 吸收而达到产生臭氧的效果。且产生的臭氧纯度高、对湿度、温度不敏感,具有很好的重复性。   

2、电化学法

  原理:利用直流电源电解含氧电解质产生臭氧气体。目前电解液多为酸盐类电解质或纯水。

  3、电晕放电法   

原理:模仿自然界雷电产生臭氧的方法,通过人为的交变高压电场在气体中产生离子体,使空气中的氧分子在离子体中反应,经碰撞合为 O 2 分子。

  四、臭氧在应用过程中应注意的问题  

 臭氧是无毒的安全气体,谈到它的危险性主要是其强氧化能力,在浓度高于 1.5ppm 以上时,人员必须离开现场。原因是臭氧刺激人的呼吸系统,严重时会造成伤害。为此各国制定了相应的卫生标准。

  国际臭氧协会: 0.1ppm ,接触 8 小时

  德、美、日等国: 0.1ppm 接触 10 小时

  中国: 0.15ppm ,接触 8 小时

  (ppm 是计量空气中臭氧浓度的指标, 1ppm=2mg/m3)

  五、臭氧浓度检测方法

  臭氧浓度检测的方法大致可分为化学分析法和仪器法两大类。

  化学分析法中最常用的是碘化钾法,硼酸碘化钾吸光光度法和靛兰二酸钠分光光度法。仪器法检测臭氧的浓度的原理是采用化学发光法和紫外线吸收法,仪器法检测臭氧的优点在于灵敏度高,重复性好,对操作者水平要求也不高,是一种较好的方法。

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