臭氧发生器相关知识

臭氧发生器相关知识

（一）臭氧发生器电路图原理

臭氧发生器电路原理图

臭氧发生器电路由三极管VT1、VT2与电感线圈L1一13、脉冲变压器T、限流电阻器R1、充电电容器C3,双向触发二极管叨5等组成推挽振荡电路；滤波电感线圈L0,整流二极管VD1与滤波电容器C1、C2等组成半波整流滤波电路。接通电源，交流220V 电压经LO滤波，VD1整流后，在C1两端产生十280V左右的电压，供给推挽振荡电路。在开机瞬间，VT1导通。由于C3的充电作用，双向触发二极管VD5截止。当C3两端的充电电压升至32V时，VD5被触发而导通，使VT2导通。在VT2导通期间，C3逐渐放电，又使VT2截止。VTl导通后，在脉冲变压器T的作用下，L1、L2上产生正反馈电压，此电压分别加至VTl和VT2的基极，使VTl和VT2交替导通与截止（即VTl导通时，VT2截止；VT2导通时，VTl截止），推挽振荡电路振荡工作。推挽振荡电路工作后，在脉冲变压器T的二次侧绕组L6上产生脉冲高压，使臭氧发生片VG工作，产生臭氧。

同时，发光二极管VD7也点亮工作。元器件选择VTl、VT2选用2SC2653或BU406型硅NPN高反压三极管。要求电流放大系数β>100。VDl一VD4、VD6选用1 N4007型整流二极管；VD5选用DB3型双向触发二极管。R1一R6全部选用RJ一1/8W型金属膜电阻器。L0为5mH的磁心电感线圈，可用Φ0.25mm的漆包线在骨架上绕210匝；L1一璐用Φ0.2mm的单心塑铜线在同一磁环上绕制而成，其中L1、L2分别绕3匝，L3绕9匝。脉冲变压器T可使用14in（英寸）黑白电视机行输出变压器改制，改制时用高压包作为L6，在低压包骨架上用Φ0.45mm的漆包线绕168匝作为L4，用Φ0.23mm的漆包线绕4匝作为L5（在最外层绕制）。臭氧发生片VG选用Z二10或Z一15、Z一20等型号。制作与调试除臭氧发生片VG外所有电子元器件安装在一块自制的印制电路板上，并将其装人大小合适的塑料或木制盒内。在盒面开孔固定发光二极管VD7，接上臭氧发生片VG，只要元器件良好、接线无误，通电即能正常工作。

（二）臭氧发生器的分类

臭氧发生器工作原理按臭氧产生的方式划分，臭氧发生器主要有三种：高压放电式、紫外线照射式、电解式。

高压放电式发生器该类臭氧发生器是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电

场，使电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧。这种臭氧发生器具有技术成熟、工作稳定、使用寿命长、臭氧产量大（单机可达1Kg/h）等优点，所以是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。在高压放电式臭氧发生器中又分为以下几种类型：

1、按发生器的高压电频率划分，有工频（50-60Hz）、中频（400-1000Hz）和高频（>1000Hz）三种。工频发生器由于体积大、功耗高等缺点，已基本退出市场。中、高频发生器具有体积小、功耗低、臭氧产量大等优点，是现在最常用的产品。

2、按使用的气体原料划分，有氧气型和空气型两种。氧气型通常是由氧气瓶或制氧机供应氧气。空气型通常是使用洁净干燥的压缩空气作为原料。由于臭氧是靠氧气来产生的，而空气中氧气的含量只有21%，所以空气型发生器产生的臭氧浓度相对较低，而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%以上，所以氧气型发生器的臭氧浓度较高。

3、按冷却方式划分，有水冷型和风冷型。臭氧发生器工作时会产生大量的热能，需要冷却，否则臭氧会因高温而边产生边分解。水冷型发生器冷却效果好，工作稳定，臭氧无衰减，并能长时间连续工作，但结构复杂，成本稍高。风冷型冷却效果不够理想，臭氧衰减明显。总体性能稳定的高性能臭氧发生器通常都是水冷式的。风冷一般只用于臭氧产量较小的中低档臭氧发生器。在选用发生器时，应尽量选用水冷型的。

4、按介电材料划分，常见的有石英管（玻璃的一种）、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等几种类型。使用各类介电材料制造的臭氧发生器市场上均有销售，其性能各有不同，玻璃介电体成本低性能稳是人工制造臭氧使用最早的材料之一，但机械强度差。陶瓷和玻璃类似但陶瓷不宜加工特别在大型臭氧机中使用受到限制。搪瓷是一种新型介电材料，介质和电极于一体机械强度高、可精密加工精度较高，在大中型臭氧发生器中广泛使用，但制造成本较高。

5、按臭氧发生器结构划分，有间隙放电式（DBD）和开放式两种。间隙放电式的结构特点是臭氧在内外电极区间的间隙内产生臭氧，臭氧能够集中收集输出使用其浓度较高，如用于水处理。开放式发生器的电极是裸露在空气中的，所产生的臭氧直接扩散到空气中，因臭氧浓度较低通常只用于较小空间的空气灭菌或某些小型物品表面消毒。间隙放电式发生器可代替开放式发生器使用。但间隙放电式臭氧发生器成本远高于开放式。

综上所述：性能比较优秀的臭氧发生器应具备以下特点：中高频高压放电式、石英介电管结构、水冷却、氧气型、密闭式。

臭氧发生器的主要部件及选购

（一）主要部件：

发生器与放电管

臭氧系统的核心技术和设备是发生器中的放电管，直接影响设备的运行效率和可靠性。臭氧发生器采用微间隙介质阻挡放电设计，不仅大大提高了运行的效率，而且增加了系统连续运行的安全可靠性。设备的技术参数已经达到国际先进水平。

由于采用微间隙放电技术，使系统运行电压降低为6-8 kV，远低于玻璃管绝缘介质的耐压水平，有效地避免了介质击穿短路故障的发生，提高了运行可靠性。

臭氧发生器放电单元所采用的模块化设计方法，使设备的安装，检修和维护工作更加容易。在保证进气气源质量的条件下，臭氧发生器放电单元连续运行的免维护时间可以长达5年。

高频高压电源

与传统的臭氧中频(<1kHz) 电源不同，新大陆臭氧系统采用4kHz的高频电源技术，结合微放电间隙设计可以有效提高臭氧生成的效率，减小发生器的体积和占地空间，从而减少土建设计及投资费用。逆变电源系统采用美国成熟的高频电源技术，现场长期运行证明可以保证系统长期运行的稳定性。高频输出经升压系统后产生正弦波高电压，经电缆与发生器相连，在高频高压的作用下，放电间隙产生冷态等离子体放电生成臭氧。

冷却系统

虽然现代臭氧发生器的效率与传统产品相比已经明显提高，但有90%左右的电能不是用来生成臭氧而是转变成热量，如果这部分热量得不到有效的散失，臭氧发生器放电间隙的温度会持续升高甚至超过设计的运行温度。高温不利于臭氧的产生但利于臭氧的分解，导致臭氧产量和浓度下降。我们设计单循环冷却水单元;当冷却水温度超过系统设计温度或水量不足时，系统会自动发出报警信号。

紫外线式臭氧发生器是使用特定波长（185nm）的紫外线照射氧分子，

电解式臭氧发生器电解式发生器通常是通过电解纯净水而产生臭氧。这种发生器能制取高浓度的臭氧水，制造成本低，使用和维修简单。但由于有臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点，其用途范围受到限制。这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用，不具备取代高压放电式发生器的条件。（二）臭氧发生器的选购

臭氧发生器的正确选购

确定型号

采购臭氧发生器时首先要确定其使用用途，是用于空气灭菌除味还用于水处理。用于空气处理时可根据空间的大小来确定，如果是空间较小，可以选择低浓度经济型的开放式臭氧发生器，它包括有气源开放式和无气源开放式两种最好选有气源机型。该类臭氧发生器结构简单价格低廉，但工作时温度和湿度影响臭氧发生量。如果空间较大，比

如：制药企业、食品生产、化妆制造业等的生产车间消毒与杀菌，应当选择中等氧气源臭氧发生器，对于要求高的场所空气处理或是制药企业无菌操作台，医院手术室，手术工具等，应选择高浓度氧气源臭氧发生器。空气处理时按20-50mg/m3标准投放，食品药品行业选高值。可根具空间大小换算即得出臭氧的总用量（即臭氧发生器产量）。用于水处理时必须选购高浓度臭氧发生器（臭氧浓度大于12mg/L），低浓度臭氧处理水是无效的。高浓度臭氧发生器为标准配置含气源及气源处理装置和臭氧发生装置。小型的可设计成一体式机型产量在5-200g/h间，大中型臭氧发生器基本以机组形式存在。

鉴别品质

臭氧发生器品质的优劣可从制造材料、系统配置、冷却方式、工作频率、控制方式、臭氧浓度、气源和电能消耗指标等多方面鉴别。优质的臭氧发生器应是高介电材料制造、标准配置（含气源和净化装置）、双电极冷却、高频驱动、智能控制、高臭氧浓度输出、低电耗和低气源消耗。

性价比

优质的臭氧发生器从设计到配置及制造材料均按其标准进行，成本远高于低档发生器和低配置发生器。但优质臭氧发生器性能非常稳定，臭氧浓度和产量不受环境因素影响。而低配置臭氧发生器工作时受环境影响较大，温度和湿度的增加可使臭氧产量和浓度大幅度下降，影响处理效果。选购时应对其售价和性能进行综合比评。

防止误区

了解臭氧发生器是否含气源，含气源发生器和不含气源发生器造价相差很大。如果通过价格优势采购了无气源的臭氧发生器，你还需自配气源装置最终可能要多花钱。B.了解发生器的结构形式，是否可以连续运行，臭氧输出浓度等指标。例如需要一台臭氧发生器用于净水处理，若误选了开放式臭氧发生器那是无法使用的。D确认臭氧发生器额定标注产量，是使用空气源标注的还是使用氧气源时标注的产量。因为臭氧发生器使用氧气源时臭氧产量比使用空气源时大一倍，两者的造价相差近一倍。选购臭氧发生器时供求双方应全方位沟通避免走入误区，切勿以价格为主要参考依据衡量臭氧发生器。

备用机

对于连续工作不许停机的场所，选购展坤臭氧发生器时应有备用机。按两用一备，一用一备的原则购置。备用机组主要在设备维护或修理过程中交替使用，避免停机维护影响正常生产。

工程案例车间消毒时臭氧投放量的计算

臭氧投放量的大小，需要根据车间容积大小、每次消毒的时间来确定。举例来讲，1个普通的1000立方米的车间计划在60分钟消毒一次（不包括30分

钟的臭氧后续消毒时间），那么按照不低于10mg/m3臭氧浓度的要求，这1000

立方米的车间在60分钟时间内就需要投入10000mg臭氧（1000mg=1g）。也就是说，所选用的臭氧消毒机在工作到60分钟时，必须能够产生10g或10g以上的臭氧，并且全部均匀投放进这个车间。按此要求计算，这1000立方米的车间需要的是一台每小时臭氧发生量不低于10g(即10g/h)的臭氧消毒机。如果这个1000立方米的车间计划消毒时间是30分钟，则需要选择一台臭氧发生量不低于20g/h的臭氧消毒机。如果选用管道喷淋型臭氧消毒机，按此标准计算即可；如果选用中央空调内置型或外置型臭氧消毒机，则需要加大30%左右的臭氧投放量。

以上介绍的仅是车间臭氧消毒的一般性常识，在实际生产中，还需要根据具体情况，具体分析。特别是在购买臭氧消毒机时，应该选择信誉好、实践经验丰富的厂家。

如何选用臭氧发生器气源

臭氧的应用主要以发生量来确定，分为气态下消毒和液态下消毒两大类。臭氧发生量和使用量一般按照发生量的额定发生量乘以时间来确定，但在不同的用途和不同的场所应计出衰减量而后确定。臭氧发生器在使用中，气源的配置直接影响臭氧的发生浓度、产量和纯度，气源一般分为普通气源、干燥空气源、富氧气源和工业氧气气源四种，以上气源的配置，在发生装置相同的情况，浓度和产量依次递增。按照应用常识，一般不应配置普通气源，因为这会影响发生装置的连接使用寿命并导致发生量不稳定。因此，常用的气源按用途大体可分为下列几种：（1）干燥气源——空间消毒、自来水处理、游泳池水、养殖水、生产循环水、中水回用等→干燥剂

（2）富氧气源——臭氧浓度需求较高的使用场所，如纯净水、矿泉水、污水处理、医药食品车间等→制氧机

（3）工业氧气源——纯度要求较高、浓度需求较重要、小气量应用场所等→氧气瓶

3. 用于大型空间的消毒应用，如医药、食品等行业车间的杀菌消毒，一般应安装专门管路分通到车间内，使臭氧分布均匀，也有的通入中央空调风道管路，但这种方式有时会造成空调风道金属件的腐蚀和臭氧消耗。

4. 用于水处理，则主要配置臭氧溶于水的投加装置，一般分为曝气式（直接曝气或氧化塔式）、文丘里射流器式、涡轮负吸式（混合塔）或尼可尼泵混合式样

等几种，以上其溶于水效率可依次提高，尼可尼泵式效率可达95%以上。

1）曝气式：自来水、养殖水、生产循环水、生活污水、工业废水等→曝气石 2）文丘里射流式：二次供水、纯净水、矿泉水、养殖水冷却、游泳池水等→射流器

3）负吸式：小水体应用→混合塔

4）气液混合泵式：小水体应用或臭氧消毒水应用→南方泵，尼可尼泵等

臭氧发生器安装使用及注意事项

1、将设备安装在干燥宽敞的地方，以便于散热和维护；

2、确保电、气、水进出气管线连接正确；

3、使用的线路的容量是符合要求的，以确保消除火灾隐患；

4、高压危险，不要用水冲洗设备。

5、不能置于变电所附近。

6、远离高压线。

7、地面不宜潮湿

8、设备距四周应有一定的空间（≥300mm)

臭氧发生器应用于水处理工程等场合时，有很多因素可能影响发生器的效率及其可靠性，因此在设计臭氧发生器应用系统时必须注意下列问题：

⑴发生器原料气体绝对不得含烃类、腐蚀性气体和任何其他能在氧/臭氧/电晕环境内发生反应，从而对设备安全造成危害或损坏的物质。

众所周知，爆炸的三要素是燃料、氧化剂和火种，而臭氧发生器的电晕环境中已存在两项，即氧化剂和火种。因此必须防止在原料气体中含有烃类燃料物质；如果有可能存在烃类物质，必须安装烃类分析仪，以便当烃类浓度接近爆炸下限（LEl）的25%时切断电源。

碳氟化合物，如特氟隆或冷却剂都可在电晕中分解形成氟，后者能侵蚀玻璃介电材料，可加速介电体损坏。围绕在电晕室外面的循环冷却流体有可能通过密封泄漏并进入电晕空间，结果在介电体表面形成一层漆类，涂层。当发生这种情况时，由于这种涂层降低臭氧生产的效率，介电体必须定期予以清洗。

另外，原料气还应滤除5μm左右的颗粒，以防止小的干燥剂粉末或其他微粒进入发生器电晕区。以免影响电晕效率。

⑵供气压力不能无控制地改变，由于气压影响电晕功率诱导和跨越介电体所加电压，大范围压力变化会使发生器运行不可靠。超出电晕功率范围可造成熔断器或自动断电器断开。超出外加电压峰值还能造成介电体过早失效。

⑶臭氧发生器系统设计时，必须能防止大量水进入到发生器内。

水封供气压缩机用的浮阀或空气干燥器上的凝结水阀阻塞卡住，都会造成发生器电晕室内灌水。电晕室内大量进水可导致电晕集中、高电流密度和局部电介体发热，造成

介电体过早失效。即使检测装置在水进入电晕室之前切断电晕电源，水中所含杂质也会沉积在元件表面上，这些杂质必须在继续运行之前予以清除。运行故障或操作错误都能迫使处理出水从臭氧接触池到流至发生器内，至少会造成电晕元件污染或者介电体损坏。此外，系统设计和操作规程必须阻止易燃的腐蚀性气体及从臭氧接触池回流的水蒸气进入发生器内。

⑷冷却水的水质要好，防止结垢，以免影响发生器的散热效果。

二对水冷发生器采说，为使传热表面的结垢最少，冷却水的水质十分重要。结垢会使传热效率降低，从而减少臭氧产量，增加维护费用。在技术上自来水是被优先选择的冷却剂，不过，对大型工业用发生器所需要的耗水量来说，使用自来水经济上毫无吸引力，也许只有发生系统用在水处理厂的情况除外。与自来水水质相反，一般处理后的污水作为冷却水，效果不是很好，因为它容易导致结垢。如果高质量的水或其他流体用在密封的十次冷却回路中，末级热交换器又是专门设计得最少结垢；且便于清洗，而且污水出水还可以作为末级散热使用。为了水费和设备维护费之间的最佳平衡，系统设计时多数采用冷却塔水或热交换器优质饮用水（无悬浮固体、氯化物<5mg/L）。

⑸对于气冷却发生器来说，冷却空气必须无潮气、杂质、腐蚀性、气溶胶、油质或导电物质以及可见粉尘。正常情况下，除非处在一个极度多尘的工业大气环境内，空气多半是不需要过滤处理的。

展坤臭氧发生器使用说明

1、臭氧发生器安装人员必须要经过技术培训才能开机维修；

2、使用臭氧机杀菌时，严禁工作人员在浓度较高的臭氧环境中上班和工作；

3、切记设备保养或维修时处理电源断掉和把臭氧泄气的状态下进行，能够很好的确保人员安全维修；

4、如有异常，请立即断电或者通知专业的人员进行检修。

5、合格的专用接地线，安全可靠的接地，禁止安装在氨气易泄露或有发生爆炸危险的危险区

6、对工艺流程臭氧发生器的应用方法操作人员应知晓，并且能熟练的操作此消毒设备。

7、如发生臭氧泄漏的情况需要第一时间关闭臭氧发生器，并开启通风设备进行通风处理后，即时退出臭氧发生器使用空间，等空间残余臭氧降至安全范围再进入

臭氧发生器相关标准

臭氧发生器应严格按照以下标准设计制造：

中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T322-2010《水处理用臭氧发生器》。《环境保护产品技术要求臭氧发生器》HJ/T 264-2006

该标准《臭氧发生器》CJ/T 3028.1-1994已经被CJ/T322-2010替代

2）工程标准

《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006

《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003

《二次供水设施卫生规范》GB 17051-1997

《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242-2002

中华人民共和国卫生部《消毒技术规范》

GB 19303食品、药品生产质量管理规范（2010年）

GB4789食品、药品卫生微生物学检验菌落总数测定

药品《GMP验证指南》《药品生产验证指南》

中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T322-2010《臭氧发生器》；

HJ/T264-2006国家环境保护总局中国环境保护产品条件《臭氧发生器》GB/T4064 电气设备安全设计导则

GB5083 生产设备安全卫生设计总则

GB/T13384 机电产品包装通用技术条件

GB997 环境空气氮氧化物的测定

GB/T13384 机电产品包装通用技术条件