臭氧是一種強氧化劑,具有很強的殺菌消毒、漂白、除味等特性,因此廣泛應(yīng)用于水消毒、食品加工殺菌凈化、食品貯藏保鮮、醫(yī)療衛(wèi)生和家庭消毒凈化等方面的產(chǎn)品。在臭氧發(fā)生器生產(chǎn)和應(yīng)用中,一定的臭氧濃度是保證消毒氧化效果、節(jié)約能源和防止污染的重要參數(shù)。
1. 臭氧發(fā)生器產(chǎn)量的標定
發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量是其最主要、最基本的技術(shù)指標,而產(chǎn)量又是通過測定臭氧濃度后計算得出的。嚴格說,沒有測定臭氧濃度的可靠手段就不可能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品,目前市場臭氧發(fā)生器產(chǎn)量虛報假冒主要表現(xiàn)為沒有臭氧濃度指標或不真實。
2. 臭氧濃度保證消毒效果
只有保證和其它消毒殺菌劑一樣,只有達到足夠的劑量,作用一定時間才能達到消殺效果。例如當臭氧濃度為0.08~0.6ppm時,對空氣中細菌繁殖體中的大腸桿菌作用30min,其平均殺滅率達84.60~99.9%,而空氣中臭氧濃度為0.34~0.85ppm時,作用10~30min,其殺滅率可達99.47~99.97%。又如臭氧對空氣消毒時,當濃度為0.21mg/L時,作用10min對金黃色葡萄球菌殺滅率達90.81%,如提高濃度為0.72mg/L時,作用時間仍為10min,殺滅率可達99.99%。
一般講臭氧的濃度愈高其殺菌效果愈好。
3. 環(huán)境臭氧濃度不能過高
臭氧除了對人類有益的一面外,同時它又是一種對環(huán)境污染的物質(zhì),我國環(huán)境空氣質(zhì)量標準(GB3095-1996)中規(guī)定臭氧的濃度限值(1小時平均)一級標準為0.12mg/m3;二級標準為0.16mg/m3;三級標準為0.20mg/m3。臭氧的工業(yè)衛(wèi)生標準大多數(shù)國家最高限值為0.1ppm(0.20mg/m3)。因此利用臭氧消毒殺菌濃度不應(yīng)過高,臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量不是越高越好。例如:一般家庭用室內(nèi)殺菌的臭氧發(fā)生器產(chǎn)量應(yīng)在200mg/h左右,最高不要超過400mg/h。這樣,在臭氧殺菌工作30~60min后,室內(nèi)殘余濃度低于果品家衛(wèi)生標準要求。需要注意的是,一些過敏體質(zhì)的人,長時間暴露在臭氧含量超過0.18mg/m3的環(huán)境下,回出現(xiàn)皮膚刺癢,呼吸不暢,咳嗽及鼻炎等癥狀。濃度再高,會給人體造成更大的傷害。
4. 臭氧應(yīng)用工程與設(shè)備需要監(jiān)測臭氧濃度
臭氧發(fā)生器發(fā)生臭氧能力在很大程度上受氣源的濕度、冷卻水溫度、放電面的老化等影響,所以要經(jīng)常對臭氧濃度進行檢測。對大型臭氧設(shè)備,最好在流程中裝有高濃度臭氧(氣體)檢測儀,并有檢測混合后水的溶存臭氧檢測儀,還有檢測排放的尾氣中所含臭氧濃度的檢測儀。以便控制整個系統(tǒng)處在最佳工作狀態(tài)。
臭氧濃度檢測方法大致可分為“化學(xué)分析法”、“物理分析法”、“物理化學(xué)分析法”三類。
1. 化學(xué)檢測法
1.1 碘量法
碘量法是最常用的臭氧測定方法,我國和許多國家均把此法作為測定氣體臭氧的標準方法,我國建設(shè)部發(fā)布的《臭氧發(fā)生器臭氧濃度、產(chǎn)量、電耗的測量》標準CJ/T3028.2—94中即規(guī)定使用碘量法。其原理為強氧化劑臭氧(O3)與碘化鉀(KI)水溶液反應(yīng)生成游離碘(I2)。臭氧還原為氧氣。反應(yīng)式為:
O3+2KI+H2O→O2+I2+2KOH
游離碘顯色,依在水中濃度由低至高呈淺黃至深紅色。
利用硫代硫酸鈉(NaS2O3)標準液滴定,游離碘變?yōu)榈饣c(NaI),反應(yīng)終點為完全褪色止。反應(yīng)式為:
I2+2Na2S2O3→2NaI+NaS4O6
兩反應(yīng)式建立起O3反應(yīng)量與NaS2O3消耗量的定量關(guān)系為1molO3:2molNaS2O3,則臭氧濃度CO3計算式為:
CO3=40x3x1000/1000(mg/L)
式中:
CO3——臭氧濃度,mg/L;
ANa——硫代硫酸鈉標準液用量,ml;
B——硫代硫酸鈉標準液濃度,mol/L;
V0——臭氧化氣體取樣體積,ml。
操作程序及方法參照標準CJ/T3028.2—94。
測定標準型發(fā)生器濃度很方便。臭氧化氣體積用流量計計數(shù),NaS2O3濃度一般配制為0.100mol/L,測定精度可達±1%。
測定空氣中臭氧濃度時,應(yīng)用在氣采樣器抽氣定量。為保證測定精度,NaS2O3配為0.10mol/L。
測定水溶臭氧濃度亦可用此公式計算,只是V0代表采水量,取1000ml。NaS2O3濃度為0.10mol/L。
碘量法優(yōu)點為顯色直觀。不需要貴重儀器。缺點是易受其氧化劑如NO、CI2等物質(zhì)的干擾,在重要檢測時應(yīng)減除其它氧化物質(zhì)的影響。
1.2 比色法
比色法是根據(jù)臭氧與不同化學(xué)試劑的顯色或脫色反應(yīng)程度來確定臭氧濃度的方法。按比色手段分為人工色樣比色與光度計色.此法多用于檢測水溶解臭氧濃度.
國內(nèi)檢測瓶裝水臭氧溶解濃度有使用碘化鉀、鄰聯(lián)甲胺等比色液的。其方式是利用檢測樣品顯色液管相比較,確定測樣臭氧溶解度值(0.05~0.08mg/L),要求精確的,則利用分光光度計檢測。
國外利用此法做成儀器,配制標準工具與藥品作為現(xiàn)場抽檢使用,很方便。如美國HACH公司、日本荏原公司的DPD(二己基對苯二胺)比色盤,范圍為0.05~2mg/L。美國HACH公司微型比色儀,利用靛藍染料脫色反應(yīng)。在600nm波長比色,0.05~0.75nm/L濃度數(shù)字顯示,精度±0.01nm/L。受其它氧化劑干擾少。
1.3 檢測管
將臭氧氧化可變化試劑浸漬在載體上,作為反應(yīng)劑封裝在標準內(nèi)徑的玻璃管內(nèi)做成測管,使用時將檢測管兩端切斷,把抽氣器接到檢測管出氣端吸取定量臭氧氣體,臭氧濃度與檢測管內(nèi)反應(yīng)劑柱變色長度成正比,通過刻度值讀取濃度值。
德國、日本和我國都生產(chǎn)臭氧檢測管,濃度范圍分為高(1000ppm)、中(10ppm)、低(3ppm)三種,用于檢測空氣臭氧濃度,適于現(xiàn)場應(yīng)用,使用簡便,但精度低(為±15%)。
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