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清时捷讲堂 | 3分钟了解臭氧消毒与检测

2021-01-29 17:39作者:清时捷科技 

臭氧在大气环境中天然存在、能吸收紫外线辐射,是一种具有鱼腥气 味的气体,与氧气是同素异形体,化学式是O3

(图片来源于网络)

臭氧的性质

强氧化性

臭氧是自然界最强的氧化剂之一,在水中氧化还原电位仅次于氟而居第二位,高于过氧化氢、高锰酸钾、二氧化氯等氧化剂。

稳定性差

臭氧的稳定性极差,在常温下可自行分解为氧,随着温度升高,分解速度加快。温度超过100℃时,分解剧烈;温度达到270℃时,可立即转化为氧气。pH值越高,分解也越快

在含有杂质的水溶液中臭氧被迅速分解消耗,而在纯水中分解速度会相对慢一些,20℃下半衰期大约是20min。

消毒的机理

臭氧几乎对所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原虫、卵囊都具有明显的灭活效果。

消毒机理如下:臭氧是一种强氧化剂,其分子极不稳定,能分解产生氧化能力极强的单原子氧(O)和羟基(OH),是独有的融菌型制剂,可迅速融入细胞壁,破坏细菌、病毒等微生物的内部结构,短时间内破坏细菌、病毒、各种霉菌、真菌、原虫孢体卵囊及微生物的生物结构,使之失去生存条件

臭氧不能像其它工业气体一样可以用瓶贮存,一般通过臭氧发生器现场生产。其系统部件通常由四部分组成包括气源制备、臭氧发生、接触反应和尾气处理。

应用系统常见的工况影响因素有气源纯净度,设备腔体温度以及气液混合方式。

原料气体中的油、粉尘和水分都会在电晕放电的臭氧发生器内产生短路电弧,降低放电效率使臭氧浓度减少。设备腔体温度过高加快臭氧分解,影响生成效率。常见的臭氧与水混合的方式有鼓泡法、射流法、混合泵等几种,不同的方式混合效率不同。

消毒的特点

臭氧不仅灭菌速度快,灭菌率高,还可去色除臭,但很不稳定,容易被还原分解,持续性差(10 min~15 min即可衰减一半;40 min后浓度几乎衰减为零),因此,一般与其他消毒剂联合使用,比如氯,以维持水中一定消毒剂水平。

臭氧虽然自身会分解成氧气,但消毒过程仍会产生副产物,如氮氧化物、溴酸盐、甲醛等。

臭氧的检测

只有把臭氧溶解到水中,使水中含有一定浓度的臭氧,并维持一定的反应时间,才能达到杀菌消毒的目的。因此需要对水中臭氧余量进行监测

由于臭氧在水中稳定性很差,因此最好现场取样立即测定

臭氧常用的检测方法主要有:碘量法、靛蓝法、DPD法,其中碘量法与靛蓝法是《GB 5750-2006生活饮用水标准检验方法》推荐的臭氧检测方法。

不同方法检测特点与应用

1、碘量法

碘量法显色直观,不需要贵重仪器,检测灵敏度可高达2μg/L,但碘量法检测属于手工操作,因此测量的精度与操作者经验、操作过程、所需的化学物质及实验仪器设备有关,对操作者要求高

检测时易受氧化剂(如NO、Cl2等)的干扰。一般用于不含其他氧化剂的清水中臭氧浓度的测量,适合实验室检测。

2、DPD法

DPD法是非特异性的非标方法,水中氧化性物质均会影响DPD显色。 而臭氧处理水的过程中,存在氮氧化物副产物,还可能会形成过氧化氢等其它氧化剂,因此,DPD法测定水中剩余臭氧时容易出现测定结果偏高的现象

一般当水样中同时存在氯或者溴,测量时可用甘氨酸试剂破坏水样中的臭氧,通过前后两次测量差值(未加甘氨酸、加了甘氨酸)测得臭氧浓度值。

另外,DPD试剂显色程度会随时间加深,因此溶液显色反应时间应控制在1min左右,确保检测准确性。

3、靛蓝法

该方法为国标方法,具有测定简便、迅速,选择性强、抗干扰能力优于其他方法的优点,可用于大批量的现场水样测定

过氧化氢和有机过氧化物等干扰物和靛兰试剂反应缓慢,反应时间要在6 h以上,一般在4 h内测完水样就影响不大。

检测时,应注意水样与试剂充分摇匀溶解,以确保反应完全。

以上是我们对于臭氧的简单分享,欢迎大家在下方留言交流,也可拨打“400-660-7869”与我们联系。


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