臭氧發生器

臭氧發生器是用於製取臭氧氣體（O₃）的裝置。臭氧易於分解無法儲存，需現場製取現場使用（特殊的情況下可進行短時間的儲存），所以凡是能用到臭氧的場所均需使用臭氧發生器。臭氧發生器在飲用水，污水，工業氧化，食品加工和保鮮，醫藥合成，空間滅菌等領域廣泛套用。 臭氧發生器產生的臭氧氣體可以直接利用，也可以通過混合裝置和液體混合參與反應。

基本介紹

• 中文名：臭氧發生器
• 外文名：Ozone Generator
• 別名：臭氧機
• 參數：臭氧產量（g/h，kg/h)
• 能耗：單位產量耗電量kW·h/kgO3

原理

獲得方法

利用高壓電離(或化學、光化學反應)，使空氣中的部分氧氣分解聚合為臭氧，是氧的同素異形轉變過程;亦可利用電解水法獲得。臭氧的不穩定性使其很難實現瓶裝貯存 ，一般只能利用臭氧發生器現場生產，隨產隨用。 臭氧發生器的分類 按臭氧產生的方式劃分，臭氧發生器主要有三種：一是高壓放電式，二是紫外線照射式，三是電解式。

電路

臭氧發生器電路由三極體VT1、VT2與電感線圈L1一13、脈衝變壓器T、限流電阻器R1、充電電容器C3,雙向觸發二極體叨5等組成推挽振盪電路；濾波電感線圈L0,整流二極體VD1與濾波電容器C1、C2等組成半波整流濾波電路。 接通電源，交流220V電壓經LO濾波，VD1整流後，在C1兩端產生十280V左右的電壓，供給推挽振盪電路。 在開機瞬間，VT1導通。由於C3的充電作用，雙向觸發二極體VD5截止。當C3兩端的充電電壓升至32V時，VD5被觸發而導通，使VT2導通。在VT2導通期間，C3逐漸放電，又使VT2截止。VTl導通後，在脈衝變壓器T的作用下，L1、L2上產生正反饋電壓，此電壓分別加至VTl和VT2的基極，使VTl和VT2交替導通與截止（即VTl導通時，VT2截止；VT2導通時，VTl截止），推挽振盪電路振盪工作。 推挽振盪電路工作後，在脈衝變壓器T的二次側繞組L6上產生脈衝高壓，使臭氧發生片VG工作，產生臭氧。

同時，發光二極體VD7也點亮工作。 元器件選擇 VTl、VT2選用2SC2653或BU406型矽NPN高反壓三極體。要求電流放大係數β>100。 VDl一VD4、VD6選用1 N4007型整流二極體；VD5選用DB3型雙向觸發二極體。 R1一R6全部選用RJ一1/8W型金屬膜電阻器。 L0為5mH的磁心電感線圈，可用Φ0.25mm的漆包線在骨架上繞210匝；L1一璐用Φ0.2mm的單心塑銅線在同一磁環上繞制而成，其中L1、L2分別繞3匝，L3繞9匝。脈衝變壓器T可使用14in（英寸）黑白電視機行輸出變壓器改制，改制時用高壓包作為L6，在低壓包骨架上用Φ0.45mm的漆包線繞168匝作為L4，用Φ0.23mm的漆包線繞4匝作為L5（在最外層繞制）。 臭氧發生片VG選用Z二10或Z一15、Z一20等型號。 製作與調試 除臭氧發生片VG外所有電子元器件安裝在一塊自製的印製電路板上，並將其裝人大小合適的塑膠或木製盒內。在盒面開孔固定發光二極體VD7，接上臭氧發生片VG，只要元器件良好、接線無誤，通電即能正常工作。

發生器與放電管

臭氧系統的核心技術和設備是發生器中的放電管，直接影響設備的運行效率和可靠性。臭氧發生器採用微間隙介質阻擋放電設計，不僅大大提高了運行的效率，而且增加了系統連續運行的安全可靠性。設備的技術參數已經達到國際先進水平。

由於採用微間隙放電技術，使系統運行電壓降低為6-8 kV，遠低於玻璃管絕緣介質的耐壓水平，有效地避免了介質擊穿短路故障的發生，提高了運行可靠性。

臭氧發生器放電單元所採用的模組化設計方法，使設備的安裝，檢修和維護工作更加容易。在保證進氣氣源質量的條件下，臭氧發生器放電單元連續運行的免維護時間可以長達5年。

高頻高壓電源

與傳統的臭氧中頻 (<1kHz) 電源不同，高頻高壓臭氧系統採用3-6kHz的高頻電源技術，結合微放電間隙設計可以有效提高臭氧生成的效率，減小發生器的體積和占地空間，從而減少土建設計及投資費用。逆變電源系統採用成熟的高頻電源技術，現場長期運行證明可以保證系統長期運行的穩定性。高頻輸出經升壓系統後產生正弦波高電壓，經電纜與發生器相連，在高頻高壓的作用下，放電間隙產生冷態電漿放電生成臭氧。

冷卻系統

雖然現代臭氧發生器的效率與傳統產品相比已經明顯提高，但有90%左右的電能不是用來生成臭氧而是轉變成熱量，如果這部分熱量得不到有效的散失，臭氧發生器放電間隙的溫度會持續升高甚至超過設計的運行溫度。高溫不利於臭氧的產生但利於臭氧的分解，導致臭氧產量和濃度下降。我們設計單循環冷卻水單元;當冷卻水溫度超過系統設計溫度或水量不足時，系統會自動發出報警信號。

參數

臭氧濃度

臭氧為混合氣體其濃度通常按質量比和體積比來表示。質量比是指單位體積內混合氣體中含有多少質量的臭氧，常用單位mg/L、mg/m3或g/m3等表示。體積比是指單位體積內臭氧所占的體積含量或百分比含量，使用百分比表示如2%、5%、12%等。衛生行業常用ppm表示臭氧濃度，即每立方臭氧混合氣體中臭氧占該體積的百萬分之一為1ppm。臭氧濃度是衡量臭氧發生器技術含量和性能的重要指標。同等的工況條件下臭氧輸出濃度越高其品質度就越高。

影響臭氧濃度的主要因素有

1、臭氧發生器的結構和加工精度；

2、冷卻方式和條件；

3、驅動電壓和驅動頻率；

4、介電體材料；

5、原料氣體中氧的含量及潔淨和乾燥度。

6、發生器電源系統的效率（效率高，熱量轉化少。）；

臭氧是一種氧化性極強的不穩定氣體，臭氧輸出濃度受多種因素的影響，其中腔體溫度是極重要的因素之一；臭氧在30度左右時會在1分鐘內衰減一半。在 40~50℃ 時衰減達到80%。超過60℃臭氧會馬上分解。

臭氧產量是指臭氧發生器單位時間內臭氧的產出量；臭氧濃度數值與進入臭氧發生器總氣量數值的乘積即為臭氧產量；通常使用mg/h,g/h,kg/h這些單位表示。臭氧發生器標準中規定臭氧發生器規格型號使用臭氧產量表示和區分。小型臭氧發生器使用g/h為單位，大型臭氧發生器使用kg/h為單位區分規格的大小。

2011年國家出台了最新的國家標準，第一次規範了臭氧在不同用途中的濃度。

2011臭氧發生器國標

家用臭氧作用

1 、食物淨化：

由表及里的降解果蔬、糧食中殘留的化肥、農藥等有毒物質，清除肉、蛋中的抗生素、化學添加劑、激素等有害物質，殺滅海鮮中容易引起中毒的嗜鹽性菌，把住病從口入關。

2 、飲用水淨化：

自來水經臭氧處理後是一種優質的生飲水。每升水只需通入O3 2 分鐘即可去除水中的余氯，殺菌、消毒、去味、去除重金屬，防止致癌物質三氯甲烷的生成，增加水中含氧量，自製理想純淨的飲用水。

3 、消毒滅菌：

將清洗後的餐飲用具放入水中通入O₃ 20 分鐘，可去除洗滌劑殘留物，殺滅細菌、病毒，替代電子消毒櫃，避免餐飲用具傳染疾病。還可對衣物、毛巾、抹布、襪子等進行水介質消毒、除味。

4 、空氣淨化：

將臭氧排氣管掛在1.7 米以上高度，排放O₃ 20--30 分鐘，即可有效去除室內煙塵或裝飾材料的異味，降塵滅菌，增加空氣含氧量，清新空氣，讓您在家中享受到雨後森林般清新的空氣（可用於家庭、辦公室、會議室、娛樂場所的除煙、除塵、消毒、去味）。

5 、果蔬保鮮、防霉：

家庭果蔬保鮮只需往袋裝果蔬中通入O₃ 2 分鐘，可延長保鮮期7 天，也可用於菜窖防霉、果蔬運輸。

6 、洗浴、美容、保健：

洗臭氧浴在國外已成為時尚，通過臭氧浴治療疾病已有多年歷史，這是O₃ 的又一神奇功效。經常洗臭氧浴能排除體內毒素，活化表皮細胞，消除痤瘡，美白皮膚，對風濕病、皮膚病、婦科病、糖尿病及灰指甲等有良好療效。

7 、養魚、澆花：

澆花、大棚蔬菜的噴灌，能避免蟲害，減少農藥使用量。

養魚、水產養殖，O₃ 進入水中釋放出初生態氧，消滅細菌、病毒，氧化雜質，防止水質腐壞變質，增加水中養份。

8 、除臭：

因臭氧有很強的氧化分解能力，可迅速而徹底的消除空氣中、水中的各種異味。

選型

臭氧發生器選型非常重要應從以下幾個方面進行選型：

確定型號

採購臭氧發生器時首先要確定其使用用途，是用於空氣滅菌除味還用於水處理。用於空氣處理時可選擇低濃度經濟型的開放式臭氧發生器，它包括有氣源開放式和無氣源開放式兩種最好選有氣源機型。該類臭氧發生器結構簡單價格低廉，但工作時溫度和濕度影響臭氧發生量。上述開放式臭氧發生器屬最簡單的臭氧裝置，對於要求高的場所空氣處理也應選擇高濃度臭氧發生器。空氣處理時按20-50mg/m³標準投放，食品藥品行業選高值。可根具空間大小換算即得出臭氧的總用量（即臭氧發生器產量）。用於水處理時必須選購高濃度臭氧發生器（臭氧濃度大於12mg/L），低濃度臭氧處理水是無效的。高濃度臭氧發生器為標準配置含氣源及氣源處理裝置和臭氧發生裝置。小型的可設計成一體式機型產量在5-200g/h間，大中型臭氧發生器基本以機組形式存在。

鑑別品質

臭氧發生器品質的優劣可從製造材料、系統配置、冷卻方式、工作頻率、控制方式、臭氧濃度、氣源和電能消耗指標等多方面鑑別。優質的臭氧發生器應是高介電材料製造、標準配置（含氣源和淨化裝置）、雙電極冷卻、高頻驅動、智慧型控制、高臭氧濃度輸出、低電耗和低氣源消耗。

性價比

優質的臭氧發生器從設計到配置及製造材料均按其標準進行，成本遠高於低檔發生器和低配置發生器。但優質臭氧發生器性能非常穩定，臭氧濃度和產量不受環境因素影響。而低配置臭氧發生器工作時受環境影響較大，溫度和濕度的增加可使臭氧產量和濃度大幅度下降，影響處理效果。選購時應對其售價和性能進行綜合比評。

防止誤區

1. 了解臭氧發生器是否含氣源，含氣源發生器和不含氣源發生器造價相差很大。如果通過價格優勢採購了無氣源的臭氧發生器，你還需自配氣源裝置最終可能要多花錢。2.了解發生器的結構形式，是否可以連續運行，臭氧輸出濃度等指標。例如需要一台臭氧發生器用於淨水處理，若誤選了開放式臭氧發生器那是無法使用的。3.確認臭氧發生器額定標註產量，是使用空氣源標註的還是使用氧氣源時標註的產量。因為臭氧發生器使用氧氣源時臭氧產量比使用空氣源時大一倍，兩者的造價相差近一倍。選購臭氧發生器時供求雙方應全方位溝通避免走入誤區，切勿以價格為主要參考依據衡量臭氧發生器。
   

備用機

對於連續工作不許停機的場所，選購臭氧發生器時應有備用機。按兩用一備，一用一備的原則購置。備用機組主要在設備維護或修理過程中交替使用，避免停機維護影響正常生產。

混合方式

從世界的臭氧技術產業來看，以水處理的殺菌淨化為主要市場，而水淨化臭氧裝置包括臭氧源與氣水混合裝置兩部分。臭氧發生器應提供足夠濃度與產量的臭氧，混合裝置以高效率使臭氧溶解在水中，即達到一定的臭氧溶解度。因此，一台好的臭氧發生器必須要有優良的氣水混合裝置，使臭氧能高效地和水混合，使水中的臭氧溶解度能滿足完全殺菌。

幾種常見的混合裝置比較：

1. 傳統的曝氣法---歷史悠久的傳統混合方法。（布氣板法、鼓泡塔法同理）
   

運行方式---氣水順流、逆流或多級串聯交迭逆順流，連續運行或間斷批量運行。優點：能耗較低。缺點：噴頭堵塞時布氣不均勻，混合差，需要大型空壓機和昂貴的氧化反應塔。

二、著名的文丘里射流混合法---安全、高效的混合方法。

運行方式---氣水強制混合。優點：投資少，混合好，接觸時間短，經射流混合器後臭氧在水中的臭氧濃度可為曝氣法的數倍。

三、氣液強力混合腔---安全、節能、效率極高的混合方法，是在文丘里射流混合器基礎上改進的升級產品。

運行方式---充分利用水的紊流產生較大的負壓，將臭氧吸入，在混合腔內產生渦流、旋轉並相互碰撞。經實際使用證明，一級臭氧吸收率達90%以上，在相同臭氧發生系統的情況下，水中的臭氧溶解度為文丘里射流混合器的2倍左右。氣液強力混合腔外體採用304不鏽鋼製作，內腔採用316不鏽鋼和部分耐臭氧ABS材料製作，SSLW系列內腔採用不鏽鋼和耐臭氧PVDF材料製作，產品堅固耐用，無機械故障免維修，運行安裝方便，為目前投資最少，混合效果最好的設備。

處理較大水量需定做。下表尺寸可能會有適當變動。

四、氣液混合泵---安全、效率極高的混合方法

氣液混合泵的吸入口可以利用負壓作用吸入氣體，高速旋轉的泵葉輪將液體與氣體混合攪拌，由於泵內的加壓混合，氣體與液體充分溶解，溶解效率高。一台氣液混合泵即可進行氣液吸引、混合、溶解並直接將高度溶解液送至使用點。

分類

臭氧發生器工作原理 按臭氧產生的方式劃分，臭氧發生器主要有三種：高壓放電式、紫外線照射式、電解式。

1. 高壓放電式發生器 　該類臭氧發生器是使用一定頻率的高壓電流製造高壓電暈電場，使電場內或電場周圍的氧分子發生電化學反應，從而製造臭氧。　這種臭氧發生器具有技術成熟、工作穩定、使用壽命長、臭氧產量大（單機可達1Kg/h）等優點，所以是國內外相關行業使用最廣泛的臭氧發生器。　在高壓放電式臭氧發生器中又分為以下幾種類型：
   

1、按發生器的高壓電頻率劃分，有工頻（50-60Hz）、中頻（400-1000Hz）和高頻（>1000Hz）三種。工頻發生器由於體積大、功耗高等缺點，已基本退出市場。中、高頻發生器具有體積小、功耗低、臭氧產量大等優點，是現在最常用的產品。

2、按使用的氣體原料劃分，有氧氣型和空氣型兩種。氧氣型通常是由氧氣瓶或制氧機供應氧氣。空氣型通常是使用潔淨乾燥的壓縮空氣作為原料。由於臭氧是靠氧氣來產生的，而空氣中氧氣的含量只有21%，所以空氣型發生器產生的臭氧濃度相對較低，而瓶裝或制氧機的氧氣純度都在90%以上，所以氧氣型發生器的臭氧濃度較高。

3、按冷卻方式劃分，有水冷型和風冷型。臭氧發生器工作時會產生大量的熱能，需要冷卻，否則臭氧會因高溫而邊產生邊分解。水冷型發生器冷卻效果好，工作穩定，臭氧無衰減，並能長時間連續工作，但結構複雜，成本稍高。風冷型冷卻效果不夠理想，臭氧衰減明顯。總體性能穩定的高性能臭氧發生器通常都是水冷式的。風冷一般只用於臭氧產量較小的中低檔臭氧發生器。在選用發生器時，應儘量選用水冷型的。

4、按介電材料劃分，常見的有石英管（玻璃的一種）、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等幾種類型。使用各類介電材料製造的臭氧發生器市場上均有銷售，其性能各有不同，玻璃介電體成本低性能穩是人工製造臭氧使用最早的材料之一，但機械強度差。陶瓷和玻璃類似但陶瓷不宜加工特別在大型臭氧機中使用受到限制。搪瓷是一種新型介電材料，介質和電極於一體機械強度高、可精密加工精度較高，在大中型臭氧發生器中廣泛使用，但製造成本較高。

5、按臭氧發生器結構劃分，介質阻擋放電式（DBD）和開放式兩種。

6、按臭氧發生器放電室結構劃分，管式和板式兩種。

通電

其反應的化學方程式為3O₂====2O₃

要點

設計

1. 使用高介電常數的材料製造電極，提高加工精度。
   
2. 改善冷卻條件，採用水冷或雙極冷卻。
   
3. 降低氣源露點，提高氣源潔淨度。
   
4. 提高臭氧電源的驅動頻率，降低電耗。
   
5. 採用智慧型控制，並對運行工況再線監測。
   

氣源

臭氧發生器中廣泛使用，但製造成本較高。按臭氧發生器結構劃分，有間隙放電式（DBD）和開放式兩種。間隙放電式的結構特點是臭氧在內外電極區間的間隙內產生臭氧，臭氧能夠集中收集輸出使用其濃度較高，如用於水處理。開放式發生器的電極是裸露在空氣中的，所產生的臭氧直接擴散到空氣中，因臭氧濃度較低通常只用於較小空間的空氣滅菌或某些小型物品表面消毒。間隙放電式發生器可代替開放式發生器使用。但間隙放電式臭氧發生器成本遠高於開放式。

1. 紫外線式臭氧發生器
   

該類臭氧發生器是使用特定波長（185mm）的紫外線照射氧分子，使氧分子分解而產生臭氧。由於紫外線燈管體積大、臭氧產量低、使用壽命短，所以這種發生器使用範圍較窄，常見於消毒碗櫃上使用。

1. 電解式發生器
   

該類臭氧發生器其特性是採用新型PEM膜用低壓直流導通固態膜電極的正負兩極電解去離子水，水在特殊的陽極溶液界面上以質子交換的形式被分離為氫氧分子，氫從陰極溶液界面上直接被排放，氧分子在陽極介面上因高密度電流產生的電子激發而獲得能量，並聚合成臭氧分子。比較常規電暈法發生器的製取方式，有以下優點：
1.所產生的臭氧氣體濃度高，重量比數倍於電暈法臭氧發生器，最高可達到20%（大於250mg/L）
2.所產生的臭氧氣體中，不含氮氧化合物（NOx），無致癌物質。
3.工作時抗環境濕度影響高達85%，即使在潮濕的環境下工作下，也能穩定地保持臭氧產量。
4.由於使用直流低電壓電解方式，工作時不會產生電磁波和噪音，與其它精密儀器共同工作時，不會造成干擾。
5.因所產生的臭氧濃度高，投入水中同等值的臭氧量，用本方式可達到較高的水中剩餘臭氧濃度，即可對飲用水進行徹底滅菌與消毒，並可制出高濃度的臭氧水（消毒劑）
6.擁有超強的使用壽命，數倍於電暈法臭氧發生量，膜電極使用壽命超強。
● 臭氧水機降解廣泛存在於蔬菜、瓜果、魚、肉等食物中的農藥、化肥殘留。
● 高效殺菌消毒，可快速殺滅水中繁殖的大量細菌和病毒，又能使富含氧的活性水對人體有益。
● 預防疾病；自來水經臭氧淨水後可高效殺滅餐具上的病毒，防止疾病通過餐具在公眾和家庭成員中傳播。高效殺滅生活用品上的各種病毒，有效防止交叉感染。
● 健康皮膚；用於洗澡、洗臉可徹底清除毛孔中的污漬，活化表皮細胞，促進皮膚新陳代謝。
● 護髮美發、足浴保健。用臭氧水洗頭能去屑、止癢，泡腳可治腳氣。
● 經濟實惠；本系列產品使您享受安全，方便、高品質的健康生活。
● 適用範圍
食品加工行業：生產用水、生產車間、包裝間、更衣室、無菌間、生產設備工具的消毒。
飲料加工行業：純淨水、礦泉水、各種飲料的生產用水、生產車間、包裝間、更衣室、無菌間、生產設備工具的消毒。
果蔬加工行業：果蔬儲存、保鮮、加工生產用水、生產車間、包裝間、更衣室、無菌間、生產設備工具的消毒的消毒。
冷庫保鮮：果蔬、糧食、禽蛋、肉類、水產品等防腐保鮮、延長儲存。
製藥行業：生產用水、中央空調系統、車間、更衣室、無菌室等消毒。
醫藥行業：製藥廠、醫院病房、病床、被服、手術室、醫療器械、無菌室等。
養殖種植業：養雞、養魚、蔬菜大棚等殺菌、消毒、除臭、淨化空氣等。
飲用水：深井水、市政供水、二次加壓供水、農村飲用水等。
公共場所：賓館、飯店、學校、網咖、候車大廳等淨化空氣、預防交叉感染等。
另外可套用於中水、污水、廢水、廢氣中，及游泳池、游泳館的水質淨化、空氣淨化等場所。

安裝

1）、臭氧發生器必須安裝在制水車間和灌裝車間之外（尤其嚴禁安裝在狹小、潮濕的制水或灌裝車間），保持發生器工作環境通風及空氣乾燥，該空間必須安裝排風扇。

2）、臭氧發生器安裝位置應高於地面1.2m以上，有條件時可高於貯水罐1～2m。臭氧輸送管路和單向閥必須高於貯水罐1～2m。

3）、具體產品的施工安裝要點需詳見企業樣本。

研究進展

1放電式臭氧發生器

為了改善放電狀況、提高放電效率,人們研究了如線狀、刷狀、螺線狀、網狀、水不同形式的電極。且放電形式局限於無聲、脈衝流注、電暈、沿面、無聲-沿面混合及輝光放電等形式。

無聲放電(即介質阻擋放電)的電介質是無聲放電臭氧發生器的重要組成,其作用為強化氣隙的電場強度以利於產生放電;防止氣隙擊穿,同時減小功率消耗;使氣隙的電場均勻,擴大放電區域,利於臭氧的產生。一般而言,電介質的介電係數越高,導熱性能越好越利於產生臭氧。目前,臭氧發生器所用的電介質主要有石英玻璃、陶瓷、搪瓷、有機材料等多種類型。

1)陶瓷、搪瓷a)高純度的氧化鋁陶瓷熔點高、機械強度大、擊穿電壓高、耐化學腐蝕能力強、熱導率較高。近年來,電介質層材料及加工工藝成為介質阻擋強電離放電的關鍵技術,用電漿噴塗或貼冶方法,在400～1600cm2的放電極和接地極表面上形成密實的α型Al2O3材料的極薄的電介質層,具有高強度、高密度、高絕緣度、高介電常數、高均勻度、低矯曲度和低損耗等特點。採用該技術可達到的相關參數為:臨界擊穿電場強度E≥400kV/cm;相對介電常數ε≥10;體積電阻率ρ≥1015Ψcm;介電損耗tanδ<3.9×10-4;體積密度n≥3.8g/cm3;導熱率λ≥21W/(Km);熱膨脹係數(6.5～7.5)×10-6mm/°C;表面粗糙度0.25～0.5μm;吸水率趨於0;介質厚度0.1mm;電介質最大面積<1600cm2。

劉維良等人為提高陶瓷基板材料的ε,降低材料的tanδ和使材料有較高的熱導率研究了不同摻雜方法[7],製備的樣品參數為密度n=3.97g/cm3,ε=12.98,tanδ=2.00×10-4,λ=23.0W/mk。岳朝松等人為試驗不同的電介質對臭氧產生的影響,分別選取石英玻璃(ε=4.2)、鎂橄欖石(ε=9)、α-Al2O3(ε=8.3)、ZrO2瓷(ε=12.0)、SiC瓷(ε=40.1)5種材料作為電介質,電介質厚度0.3mm,電源頻率10kHz,電壓峰值9.4kV,分別測量臭氧發生器出口處臭氧的濃度,最終選擇0.25～0.4mm的α-Al2O3為電介質,單電極產生臭氧的質量濃度達12～13g/m3。鮑慈光等研究的(Sr,Ca)TiO3陶瓷材料和Sr-TiO3基摻雜陶瓷材料基料為67%的SrTiO3和29%的CaTiO3,摻雜料為BaTiO3、CaSiTiO3、TiO2、ZnO、Bi2O3,所得樣品性能較理想,其ε=88,U=10kV,tanδ=75.1×10-4,ρ=0.84GΨm。

b)搪瓷製造工藝簡單、電氣強度高、介電常數較大、耐腐蝕能力較強。清華大學採用搪瓷材料作為介電體,製作了不同尺寸的單管搪瓷介電體臭氧發生器,同玻璃介電體的臭氧發生器對比試驗。結果顯示,搪瓷材料的ε比玻璃高近1倍,用於臭氧發生器中將有較高的臭氧產量。SeminMA用矽酸鹽電絕緣搪瓷為介電體。

2)雙介質組合材料(雲母)

趙純等人採用一種使用鐵電球/雲母片雙介質的間隙結構,有一對平板電極和一個雙介質層構成。0.1mm厚的雲母片放在下側電極上,中部留有直徑10mm圓洞1mm厚聚四氟乙烯絕緣板放在雲母片上,直徑1.0～3.0mm的鐵電球FEB放置在板中央的圓洞中,εr=660的鐵電球和電源頻率f≥4kHz是產生臭氧的最優條件。

Uchida,Takeji等也發明專利用多於兩層壓成薄片的雲母片覆蓋在放電電極上作為接觸表面,可延長臭氧發生器在高度潮濕條件下的壽命。3)有機高分子材料王飛等人用有機高分子材料作為介電體,介電管內徑69mm,壁厚1.2mm,該材料為性能優良的工程塑膠,能在145°C下連續使用,具有優異的電絕緣、延伸、尺寸穩定、耐化學腐蝕、自熄、阻燃、自重輕、易增強、無毒、衛生、能著色等特性。

3)有機高分子材料

王飛等人用有機高分子材料作為介電體,介電管內徑69mm,壁厚1.2mm,該材料為性能優良的工程塑膠,能在145°C下連續使用,具有優異的電絕緣、延伸、尺寸穩定、耐化學腐蝕、自熄、阻燃、自重輕、易增強、無毒、衛生、能著色等特性。

4)玻璃

近年來隨玻璃材料和燒結技術不斷進步,國外很多臭氧發生器採用玻璃作為電介質。

Takeichi,Hirotoshi等的專利所用的電介質是蘇打玻璃,其Bi、Zn、Pb氧化物的質量分數分別為(10～90)%、(10～90)%、(0～40)%。還有線性膨脹係數與之相當的另一材料,其Bi、Zn、B、Si氧化物的質量分數分別為(20～30)%、(30～40)%、(15～25)%、(0～10)%。Murata,Takaty等又把這一薄層電介質用樹脂浸透處理效果也較好。

2電解池式臭氧發生器

由於電極材料、電解液與電解機理方面的大量研究工作,電解法臭氧發生技術進展很大。近期發展的SPE(固態聚合物電解質)電極與金屬氧化催化技術,使用純水得到φ(O3)>14%的高濃度臭氧,使電解池式臭氧發生器的技術跨越了一大步。

Shiue,Lin-Ren等人的臭氧發生器電解池專利中用鈦電極板外表面覆蓋鉑層作為陰極,β-PbO2覆蓋的電極板作為陽極,電池與超大電容器一起作為直流電源,電極上不需覆蓋其它薄膜,電解液用中性的鹽如NaCl來促進臭氧氣體的產生。周元全等人認為:可用石墨、玻璃碳、氟化碳、金屬鉛、鉛合金或二氧化鉛等充當陽極。他們選用鐵基二氧化鉛作陽極,陰極是不鏽鋼析氫陰極或氧還原陰極。氧還原陰極選用防水型氣體擴散電極,由聚四氟乙烯、活性炭、還原催化劑、乙炔黑與鎳網或鍍銀銅網等複合組成。所用的中間隔板可是微孔陶瓷、微孔聚氯乙烯、微孔聚四氟乙烯。此臭氧發生器設備小而輕、結構簡單、無噪聲,產物中無有害的氮氧化物,有廣闊的套用前景。

3紫外線輻照式臭氧發生器

Yamada,Yasuhiro等發明了一種攜帶型臭氧發生器,其中有多個短波紫外燈,空氣的紫外照射區是一個長尺寸空間。空氣路徑寬50～100mm,由於多個紫外燈使空間空氣的照射長度疊加,利於產生更多的臭氧氣體。

Jodzis,Slawomir研究的一種特殊的臭氧合成裝置。用金屬-石英臭氧發生器作為放電反應器,同時用短波紫外線將O2轉化為O3,臭氧的產生與溫度、波長以及放電間隙的催化能力有關,在0°C時,金屬電極與紫外輻射複合,催化間隙很小的情況下,臭氧產量增加,但波長增加會使產量降低。

標準

產品標準

臭氧發生器應嚴格按照以下標準設計製造：

《水處理用臭氧發生器》CJ/T322-2010中華人民共和國城鎮建設行業標準，替代《臭氧發生器》CJ/T 3028.1-1994和CJ/T 3028.2-1994《臭氧發生器臭氧濃度、產量、電耗的測量》

《環境保護產品技術要求 臭氧發生器》HJ/T 264-2006 環境保護總局

工程標準

《生活飲用水衛生標準》GB 5749-2006

《環境空氣品質標準》GB 3095-2012

《建築給水排水設計規範》GB 50015-2003

《二次供水設施衛生規範》 GB 17051-1997

《建築給水排水及採暖工程施工質量驗收規範》GB 50242-2002

中華人民共和國衛生部《消毒技術規範》

《食品、藥品生產質量管理規範》GB 19303-2010

《食品、藥品衛生微生物學檢驗　菌落總數測定》GB4789

藥品《GMP驗證指南》《藥品生產驗證指南》

GB/T4064 電氣設備安全設計導則

GB5083 生產設備安全衛生設計總則

GB/T13384 機電產品包裝通用技術條件

GB997 環境空氣 氮氧化物的測定

GB/T13384 機電產品包裝通用技術條件

注意事項

1、將設備安裝在乾燥寬敞的地方，以便於散熱和維護；

2、確保電、氣、水進出氣管線連線正確；

3、使用的線路的容量是符合要求的，以確保消除火災隱患；

4、高壓危險，不要用水沖洗設備。

5、不能置於變電所附近。

6、遠離高壓線。

7、地面不宜潮濕

8、設備距四周應有一定的空間（≥300mm)

有個國家標準；中華人民共和國環境保護行業標準HJ/T264－2006臭氧發生器可以參考

使用說明

1、臭氧發生器安裝人員必須要經過技術培訓才能開機維修；

2、使用臭氧機殺菌時，嚴禁工作人員在濃度較高的臭氧環境中上班和工作；

3、切記設備保養或維修時 處理電源斷掉和把臭氧泄氣的狀態下進行，能夠很好的確保人員安全維修；

4、如有異常，請立即斷電或者通知專業的人員進行檢修。

5、合格的專用接地線，安全可靠的接地，禁止安裝在氨氣易泄露或有發生爆炸危險的危險區

6、對工藝流程臭氧發生器的套用方法操作人員應知曉，並且能熟練的操作此消毒設備。

7、如發生臭氧泄漏的情況需要第一時間關閉臭氧發生器，並開啟通風設備進行通風處理後，即時退出臭氧發生器使用空間，等空間殘餘臭氧降至安全範圍再進入

注意問題

臭氧發生器套用於水處理工程等場合時，有很多因素可能影響發生器的效率及其可靠性，因此在設計臭氧發生器套用系統時必須注意下列問題：

⑴發生器原料氣體絕對不得含烴類、腐蝕性氣體和任何其他能在氧/臭氧/電暈環境內發生反應，從而對設備安全造成危害或損壞的物質。

眾所周知，爆炸的三要素是燃料、氧化劑和火種，而臭氧發生器的電暈環境中已存在兩項，即氧化劑和火種。因此必須防止在原料氣體中含有烴類燃料物質；如果有可能存在烴類物質，必須安裝烴類分析儀，以便當烴類濃度接近爆炸下限（LEl）的25%時切斷電源。

碳氟化合物，如特氟隆或冷卻劑都可在電暈中分解形成氟，後者能侵蝕玻璃介電材料，可加速介電體損壞。圍繞在電暈室外面的循環冷卻流體有可能通過密封泄漏並進入電暈空間，結果在介電體表面形成一層漆類，塗層。當發生這種情況時，由於這種塗層降低臭氧生產的效率，介電體必須定期予以清洗。

另外，原料氣還應濾除5μm左右的顆粒，以防止小的乾燥劑粉末或其他微粒進入發生器電暈區。以免影響電暈效率。

⑵供氣壓力不能無控制地改變，由於氣壓影響電暈功率誘導和跨越介電體所加電壓，大範圍壓力變化會使發生器運行不可靠。超出電暈功率範圍可造成熔斷器或自動斷電器斷開。超出外加電壓峰值還能造成介電體過早失效。

⑶臭氧發生器系統設計時，必須能防止大量水進入到發生器內。

水封供氣壓縮機用的浮閥或空氣乾燥器上的凝結水閥阻塞卡住，都會造成發生器電暈室內灌水。電暈室內大量進水可導致電暈集中、高電流密度和局部電介體發熱，造成介電體過早失效。即使檢測裝置在水進入電暈室之前切斷電暈電源，水中所含雜質也會沉積在元件表面上，這些雜質必須在繼續運行之前予以清除。運行故障或操作錯誤都能迫使處理出水從臭氧接觸池到流至發生器內，至少會造成電暈元件污染或者介電體損壞。此外，系統設計和操作規程必須阻止易燃的腐蝕性氣體及從臭氧接觸池回流的水蒸氣進入發生器內。

⑷冷卻水的水質要好，防止結垢，以免影響發生器的散熱效果。

二對水冷發生器采說，為使傳熱表面的結垢最少，冷卻水的水質十分重要。結垢會使傳熱效率降低，從而減少臭氧產量，增加維護費用。在技術上自來水是被優先選擇的冷卻劑，不過，對大型工業用發生器所需要的耗水量來說，使用自來水經濟上毫無吸引力，也許只有發生系統用在水處理廠的情況除外。與自來水水質相反，一般處理後的污水作為冷卻水，效果不是很好，因為它容易導致結垢。如果高質量的水或其他流體用在密封的十次冷卻迴路中，末級熱交換器又是專門設計得最少結垢；且便於清洗，而且污水出水還可以作為末級散熱使用。為了水費和設備維護費之間的最佳平衡，系統設計時多數採用冷卻塔水或熱交換器優質飲用水（無懸浮固體、氯化物<5mg/L）。

⑸對於氣冷卻發生器來說，冷卻空氣必須無潮氣、雜質、腐蝕性、氣溶膠、油質或導電物質以及可見粉塵。正常情況下，除非處在一個極度多塵的工業大氣環境內，空氣多半是不需要過濾處理的。

手提式

臭氧發生器以手提式的為主，適合家用或者一些酒店旅館使用，既方便也使用，價格方面比大型的臭氧發生器還要便宜，大部分人可以接受。

手提式臭氧發生器

我們以創環臭氧的手提式臭氧發生器為例，其套用和功能如下：

套用

1. 可套用於美食店、酒店客房淨化和KTV去除煙味、酒味
   
2. 去除異味，畜牧養殖殺菌，除臭食品蔬果保鮮 洗滌 去除農藥 冷庫保鮮設備除甲醛臭氧機 新裝修房間除甲醛
   
3. 空調房淨化兒童衣服殺菌 玩具清洗 日常用品殺菌消毒 家庭用水消毒 去除水中余氯 氧化重金屬
   

功能

殺菌：可迅速殺滅各種細菌、病毒，且無二次污染

解毒：有效去除食物中的殘餘農藥

除臭：去除霉味、煙味、油煙味、水漬、垃圾等各種臭味

增氧：提高空氣和水中的含氧量

保健：淨化空氣，促進人體新陳代謝

保鮮：水果、蔬菜禽蛋的保鮮等

說明

工作原理

臭氧發生器套用先進的物理制氧原理，通過制氧塔的變壓吸附作用，在常溫常壓下直接將空氣中的氧和氮分離，取得高純度的氧氣；然後採用電暈放電法獲取臭氧，在常壓下使含氧氣體在交變高壓電場作用下產生電暈放電生成臭氧；通過氣液混合系統進行水和臭氧的混合後，得到一定濃度的臭氧水。

適用範圍

學校、部隊、機關、工廠等公共食堂對蔬菜、水果、肉類等殺菌消毒、減少農藥殘留。飲用水廠、食品廠、藥廠、化妝品廠、水產養殖場、污水處理廠及泳池、庫房、小區供水等用臭氧水殺菌消毒．

主要用途

蔬菜、水果、肉類食品殺菌、消毒，減少農藥殘留；

對礦泉水、純淨水、醫用水、自來水殺菌消毒和保鮮處理；

對養殖用水殺菌消毒，防治水產類疾病；

對污水殺菌、脫色；泳池水消毒淨化；

包裝物消毒，環境消毒，空氣淨化，化工合成，材料改性等。

設備特點

1. 美觀大方，耐腐蝕性能高；
   
2. 管路採用衛生級不鏽鋼管件，耐壓力、耐腐蝕；
   
3. 電腦型顯示.採用薄膜控制臺設計和數字顯示，外形美觀且操作簡單；
   
4. 製取臭氧所獲得的氧氣純度在90%以上
   
5. 採用高濃度高效率的臭氧發生器；
   
6. 臭氧利用率高,可達80%以上；
   
7. 帶臭氧水氣分離,保證臭氧水出口殘留濃度符合國家標準；
   
8. 帶電器安全保護；
   

工藝流程

得到臭氧消毒水的工藝流程如下：

空 氣 → 制氧系統 → 臭氧發生系統

↓

水 源 → 氣液混合系統 → 臭氧水

套用

120kg/h大型臭氧發生器及其系列產品可廣泛套用於市政飲用水處理、污水處理、工業廢水處理、煙氣脫硝、紙漿漂白、精細化工氧化等領域，是國家“十二五”以及未來在飲用水安全、環境保護和節能減排等方面“轉方式，調結構”的重要發展方向，也是我國面向環保工程套用並可替代進口的重大技術裝備。