目 录
第一部分 臭氧基础知识 第二部分 臭氧的用途 第三部分 臭氧发生器系统 第四部分 臭氧发生器气源系统
第五部分 臭氧发生器数据采集和控制系统 第六部分 臭氧发生器冷却系统 第七部分 臭氧发生器投加系统 第八部分 臭氧发生器臭氧分解系统 第九部分 臭氧发生器系统的安装调试
第一部分 臭氧基础知识
一、臭氧的简介
臭氧的分子式为O3，是氧气（O2）的同素异性体。臭氧分子是由三个氧原子组成，其中一个氧原子与另外两个氧原子以单键的形式相连接，这种单键不稳定，断裂后生成一个单原子氧和一个氧气分子，其中单原子氧具有极强的氧化能力，所以决定了臭氧的性质极为活跃、易分解、氧化能力强的特点。 二、臭氧的物理性质
臭氧是一种具有腥臭气味的不稳定气体，臭氧与氧气的主要物理性质对比见表1-1。 表1-1 氧气和臭氧的主要性质
分子式 分子量 一般情况下的形态 气 味 氧 气 O2 32 气态 无 臭 氧 O3 48 气态 腥臭味 气体颜色 液体颜色 1个大气压，0℃时的溶解度（mg/L） 1个大气压，0℃时的密度（g/L） 稳定性 以空气为基准时的密度 三、臭氧的化学性质
无色 淡蓝色 49.1 1.429 稳定 1.103 淡蓝色 暗蓝色 640 2.144 易分解 1.658 由上表不难看出，与氧气比较，臭氧比重大、有腥臭味、较氧气易溶于水。 臭氧的强氧化性使臭氧可迅速灭菌消毒，臭氧的强氧化性取决于臭氧有高的氧化还原电位，表1-2列出常见的消毒物质还原电位与臭氧的比较。
表1-2 氧化还原电位比较
名 称 氟 臭 氧 过氧化氢 高锰酸钾 二氧化氯 氯 气 2O3→3O2＋285kJ
由于分解时放出大量热量，故当其含量在25%以上时，如急剧压缩，容易爆炸。但一般臭氧化空气中臭氧的含量很难超过10%，在臭氧应用较长历史过程中，还没有一例臭氧爆炸的事例。
含量为1%以下的臭氧，在常温常压的空气中分解半衰期为16h左右。随着温度的升高，分解速度加快，温度超过100℃时，分解非常剧烈，达到270℃高温时，可立即转化为氧气。臭氧在水中的分解速度比空气中快的多。在含有杂质的水溶液中臭氧迅速回复到形成它的氧气。如水中臭氧浓度为6.25×10-5??mol/L(3mg/l)时，其半衰期为5～30min，但在纯水中分解速度较慢，如在蒸馏水或自来水中的半衰期大约是20min（20℃），然而在二次蒸馏水中，经过85min后臭氧分解只有10%，若水温接近0℃时，臭氧会变得更加稳定。
臭氧在水中的分解速度随水温和PH值的提高而加快，图1-3为PH=7时，水温和分解速度的关系，下图为20℃，PH和分解速度的关系。
2．臭氧的氧化能力
臭氧得氧化能力极强，其氧化还原电位仅次于F2，在其应用中主要用这一特性。从表1-3中看出。
分子式 F2 O3 H2O2 KMnO4 ClO2 Cl2 氧化还原电位（mV） 2.87 2.07 1.78 1.67 1.50 1.36 1．臭氧的化学性质极不稳定，在空气和水中都会慢慢分解成氧气，其反应式为：
从表1-3可知，臭氧的标准电极电位除比氟低之外，比氧、氯、二氧化氯及高锰酸钾等氧化剂都高。说明臭氧是常用氧化剂中氧化能力最强的。同时，臭氧反应后的生成物是氧气，所以臭氧是高效的无二次污染的氧化剂。
表1-3 氧化还原电位比较 名称 氟 臭氧 过氧化氢 分子式 F2 O3 H2O2 标准电极电位/mv 2.87 2.07 1.78 1.67 名称 二氧化氯 氯 氧 分子式 ClO2 Cl2 O2 标准电极电位/mv 1.50 1.36 1.23 高锰酸钾 MnO4- 3．臭氧的氧化反应
a、与无机物的氧化反应 ⑴臭氧与亚铁的反应 3Fe2＋ ＋ 2O3→ 3Fe3+ +3O2
⑵臭氧与Mn2+的反应
Mn2+＋O3＋H2O→MnO2＋2H＋＋O2 （易） Mn2+＋O3＋H2O→MnO4-＋2H＋（难）
⑶臭氧与硫化物的反应 H2S＋O3→SO2＋H2O 3H2S＋4O3→3H2SO4
⑷臭氧与硫氰化物的反应
CNS－＋2O32OH－→CN－＋SO32－＋2O2＋H2O CN－＋SO32－＋2O3→CNO－＋SO42－＋2O2
⑸臭氧与氰化物的反应 CN－＋O3→CNO－＋O2
CNO＋2H＋H2O→CO2＋NH4 NH4＋＋CNO－→NH2CONH2 NH2CONH2+O3→N2+CO2+2H2O
总反应为：
2CN－＋2H＋＋H2O+3O3→N2+2O2+2H2CO3
⑹臭氧与氯的反应 3Cl2+6O3→2ClO2+2ClO7
－
＋
＋
b、臭氧与有机物的反应
臭氧在水溶液中与有机物的反应极其复杂，下面仅以大家公认的几种反应式列出以供参考。
（1）臭氧与烯烃类化合物的反应： 臭氧容易与具有双链的烯烃化合物发生反应，反应历程描述如下：
OOH 式中G代表OH、OCH3、OCCH3等基。反应的最终产物可能是单体的、聚合的、R2C==CR2 + O3 R2C + R2C==O
或交错的臭氧化物的混合体。臭氧化物分解成醛和酸。
G
（2）臭氧和芳香族化合物的反应： 臭氧和芳香族化合物的反应较慢，在系列苯＜萘＜菲＜嵌二萘＜蒽中，其反应速度常数逐渐增大。其反应如下：
OH H2O O O O
OH OH H O H C—OH O3 COOH COOH （3）对核蛋白（氨基酸）系的反应 O—OH + C==OH C—OH C—O COOH COOH + OC 3 OOH
C—OH C O—OH R2S + O3 R2S—O C==O -+ R3N + O3 R+ O 3HH OOH O H OH O （4）对有机氨的氧化 +－
O ( O )3P + O3 ( O ) + PO （丁（丁醛） R—N—OH R—N==O R—N—O O 臭氧在下列混合物的氧化顺序为： R2N—CHR + O3 R2N—OH CHR
OH + O3 O O3
OH （三苯磷酸链烯烃＞胺＞酚＞多环芳香烃＞醇＞醛＞链烷烃
c、臭氧的毒性和腐蚀性
（羟氨） （硝基化合物） （氨基醇）
臭氧属于有害气体，对眼、鼻、喉有刺激的感觉，出现头疼及呼吸器官局部麻痹等H 症。其毒性与浓度和接触时间有关，例如长期接触 4ppm以下的臭氧会引起永久性心脏障碍，但接触20ppm以下的臭氧不超过2h，对人体无永久性危害。因此，臭氧浓度的允许值定为0.1ppm，接触时间小于8h。由于臭氧的臭味很浓，浓度为0.1ppm时，人们就
OH H 明显感觉到并及时采取措施。世界上使用臭氧已有一百多年的历史，至今也没有发现一
例因臭氧中毒而导致死亡的报道，相对于氯气、甲醛、二氧化碳等气体，臭氧属于比较安全的气体。
R2NCH2—R + O3 R2 NC==O + RC—OH
臭氧具有很强的氧化性，除了金和铂外，臭氧化空气几乎对所有的金属都有腐蚀作 O 用。铝、锌、铅与臭氧接触会被强烈氧化，但含铬铁合金基本上不受臭氧腐蚀。基于这一点，生产上常使用含25%Cr的铬铁合金（不锈钢）来制造臭氧发生设备和加注设备中与臭氧直接接触的部件。
臭氧对非金属材料也有了强烈的腐蚀作用，即使在别处使用得相当稳定得聚氯乙烯塑料滤板等，在臭氧加注设备中使用不久便见疏松、开裂和穿孔。在臭氧发生设备和计量设备中，不能用普通橡胶作密封材料，必须采用耐腐蚀能力强的硅橡胶或耐酸橡胶等。
（氨基醇） （氨基醛） （有机酸）
第二部分 臭氧的用途
臭氧以其强氧化性，且在与氧气的转化过程中没有二次污染物产生，这是臭氧用于环保、食品加工、医疗等领域最大的优越性。随着近年来臭氧应用技术的不断发展，其应用领域越来越广泛，在自来水处理、啤酒饮料用水杀菌、食品加工用水处理、化工废水处理、染料废水处理、回用水处理、精细化工、香料合成、空气杀菌除臭、医疗等领域已具有成熟的应用经验。
第三部分 臭氧发生器系统 臭氧：O3 目前，臭氧已在饮用水处理、污水处理、空气净化、化工氧化、纸浆漂白、食品加工、医疗与家庭等多个领域得到广泛应用，其应用规模、应用深度与产品规格都达到空前水平，我国近年臭氧应用发展较快的是自来水厂、制药工业和食品加工业。 人工合成臭氧的装置统称为臭氧发生器，其设计与制造技术涉及国民经济多个技术行业，臭氧系统的可靠运行需要其它行业技术研发和技术进步给予支撑。 1．基础介绍
臭氧发生器主要由两个部分组成：一部分是一个包含有放电体的容器，通常被称为臭氧放电室；另一部分是一套为臭氧放电室提供高压电源的电源系统，通常被称为臭氧电源或供电单元（PSU）。 构成臭氧发生器的基本部分的定义如下： 1.1 臭氧发生单元 ozone generation unit 组成产生臭氧的最基本元件。 1.2 臭氧发生装置 ozone generation device 安装臭氧发生单元的装置，俗称“臭氧放电室”。 1.3 臭氧电源装置 power supply unit 将输入电源转化为中频高压电源或高频高压电源的装置，也称为“供电单元”，使臭氧发生装置内形成高压电场。
1.4 臭氧发生器 ozone generator
产生臭氧所必需的全部装置，包括臭氧发生装置和臭氧电源装置两大部分。 1.5 电极 electrode
与具有不同电导率的媒质形成导电交接面的导电部分；在臭氧发生单元中系指分布高压电场的导电体。
1.6 介质管（板） dielectric tube (plate)
其由基本电磁场性能是受电场作用而极化的物质所构成的零、部件；在臭氧发生单元中系指位于两电极间，造成稳定的辉光放电的绝缘体。
1.7 介质强度 dielectric strength
材料能承受而不致遭到破坏的最高电场强度。 1.8 电晕放电 corona discharge
气体击穿后，出现极间电压减小的现象，并同时在电极周围出现昏暗辉光，称为电晕放电。
1.9 辉光放电 glow discharge
当电场强度超过某值时，以发光表现出来的气体中电传导现象，此时辉光扩展到两电极之间的整个放电空间，没有大的嘶声或噪声，也没有显着的发热或电极的蒸发。
2．分类及****臭氧类型标记 2.1 分类
a) 臭氧发生单元水平安置为卧式。 b) 臭氧发生单元竖直安置为立式。 2.1.2 臭氧发生器按其工作频率可分为： a) 工作频率在50Hz之间的称为工频臭氧发生器
b) 工作频率在50～1000Hz之间的（一般从400Hz开始，含1000Hz）称为中频臭氧发生器
c) 工作频率在1000Hz以上的称为高频臭氧发生器。
2.2 臭氧发生器规格系列的划分可采用单位时间内臭氧的生产能力来表示，基本单位为g/h，大型机单位为kg/h。
2.3 ****臭氧类型标记
****实业有限责任公司/****臭氧装备有限公司企业标准Q/02 GLG001－2006《臭氧发生器》规定臭氧发生器型号标记主要按单位时间内臭氧的生产能力来表示，具体规定如下：
CF- G －□- □□ □ 臭氧产量单位，g表示克/小时，Kg表示千克/小时 臭氧产量数值
2表示中频，3表示高频 管式
臭氧发生器
示例：每小时产生500g臭氧的中频管式臭氧发生器标记为：CF-G-2-500g。 3．臭氧发生器设计、制造和检验标准 3.1 臭氧发生器设计、制造标准
臭氧发生器严格按照以下标准设计制造：
3.1.2 国家环境保护总局中国环境保护产品认定技术条件HJ/T264-2006《臭氧发生器》；
3.1.3 ****实业有限责任公司企业标准Q/02 GLG001－2006《臭氧发生器》。 3.2 臭氧发生器检验标准
3.2.1 中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T3028.2-1994《臭氧发生器臭氧浓度、
产量、电耗的测量》；
3.2.2 ****实业有限责任公司企业标准Q/02 GLG001－2006《臭氧发生器》。 注意：
我国有关臭氧发生器的标准目前有四个：
①建设部 CJ/T3028.1/2-94 臭氧发生器/臭氧发生器臭氧浓度、产量、电耗的测量； ②环保总局 HJ/T264-2006 臭氧发生器；
③原医药管理局 YY0215.2-95 臭氧消毒柜安全、消毒效果通用技术条件； ④中国轻工总会 QB/T2233-96 家用食具消毒柜（臭氧型为其中一部分）。 其中，标准①起草时间较早，其适用范围、产品分类、技术要求与臭氧浓度测定、产量计算等方面内容都难于适用于当前技术产品；标准②是修改替代原HCRJ058-1999标准，原标准起草时是从照顾新发展的多种类型发生器出发，靠近建设部CJ/T3028标准为原则制定的，现标准改动不大，反而增加以冷却方式作为产品等级评价标准，有失标准的公正性，似有商业色彩；标准③与④为专用臭氧设备的标准，本资料不涉及。
4．臭氧发生器设计运行条件
臭氧发生器按室内安装要求设计，使用方应确保设备在设计条件范围内运行。 4.1 温度
臭氧发生器设计环境温度范围为0—40℃。 4.2 湿度
臭氧发生器设计相对湿度＜90%。 4.3 冷却水
臭氧发生装置以水为冷却剂，冷却水温度以15-20℃为宜，一般要求不高于28℃。冷却水温度≤32℃时，臭氧发生器能连续工作运行，但30℃冷却水的臭氧产量比15℃下的额定产量要低10~20%。
冷却水须保证较高的水质，一般要求浑浊度不超过10度（NTU），硬度不大于450mg/L，氯化物不大于150mg/L，COD不大于100mg/L，悬浮物不大于10mg/L并不能在容器内造成沉积，这对臭氧发生器长期连续运行有好处。
根据现场条件，臭氧发生器的冷却水因地制宜采用开路或闭路循环，或回流到水处理系统工艺中的方式；根据水质特点，采取适当的防结垢、防有机物沉积等措施。
4.4 大气压
臭氧发生器按标准大气压设计，即大气压为101.3KPa，大气压的变化对臭氧发生器正常工作基本无影响，但高海拔地区使用臭氧发生器时应注意大气压变化对臭氧浓度检测带来的影响进行压力修正，空气压缩机选型时应考虑大气压变化对实际排气量的影响。
4.5 气源
用于臭氧产生的气体必须是氧气或含有氧气的气体，气体中应该尽可能不含有水分、灰尘、油、碳氢化合物（烃）和氢之类的杂质。所有这些杂质都会对臭氧形成过程产生
不良影响，并可能对设备产生严重的损坏。
供给臭氧发生器的原料气体品质指标要达到如下要求： 4.5.1 含水量：要求气源露点低于-45℃，最好能低于-55℃；
4.5.2 含油量：要求含油量低于0.01mg/m3(21℃)，最好能低于0.003mg/m3(21℃)； 4.5.3 杂质颗粒度：要杂质颗粒小于1μm，最好能小于0.01μm； 4.5.4 温度：一般要求温度不高于25℃；
4.5.5 压力：要求有一定的压力，一般要求0.1MPa以上，以保证臭氧发生器稳定工作并满足后级臭氧气体输送及投加的需要。
4.6 电源条件
臭氧发生器使用380V/3ph/50Hz电源，允许电压波动范围为±5%。 5．臭氧发生器技术参数 臭氧发生器技术参数见下表： 项 目 输入电源 工作电压 工作频率 气源露点 进气温度 工作压力 指 标 380V/3ph/50Hz 4.5kV 800 Hz ~1500Hz ≤-45℃ 20℃左右 0.05MPa~0.15MPa 项 目 臭氧浓度 进气流量 分 类 氧气源 空气源 氧气源 空气源 氧气源 空气源 氧气源 空气源 指 标 80 mg/L ~120mg/L 20 mg/L ~35mg/L 10 Nm3/h?kgO3~12Nm3/h?kgO3 35 Nm3/h?kgO3~50Nm3/h?kgO3 8 kW/kgO3~10kW/kgO3 14.5 kW/kgO ~17kW/kgO3 1.7 T/h?kgO3~2T/h?kgO3 3 T/h?kgO3~4T/h?kgO3 功耗 冷却水流量 冷却水温度 28℃以下 冷却水温升 3℃~4℃ 6．臭氧发生器性能指标试验
臭氧浓度、产量、电耗的测量详见CJ/T3028.2-1994《臭氧发生器臭氧浓度、产量、电耗的测量》，本章节仅做一下简要介绍，并就一些问题提请操作者注意和探讨。
6.1 臭氧浓度
臭氧浓度可用国标碘量化学法，也可使用紫外吸收仪器法。 6.1.1 碘量化学法
臭氧O3作为氧化剂通过与KI反应生成游离I2显色，再用硫代硫酸钠Na2S2O3标准液滴定产生反应至无色，符合1molO3:2molNa2S2O3的定量关系。其计算公式为：
Co3＝（ANa×B×24000）/Vo （mg/L） 式中 CO3——臭氧浓度 mg/L ANa——Na2S2O3标准液用量 mL
B ——Na2S2O3标准液浓度 mol Vo——臭氧气体采样体积 mL 操作方法详见CJ/T3028.2-1994。 说明 ：
（1）Na2S2O3标准液浓度在测定标准型发生器时（Co3≥10mg/L）一般用0.10mol。在用于测定低浓度臭氧时（Co3≤1mg/L），应选用0.01mol，否则滴定量太少，降低测定精度。
（2）臭氧气体采样体积Vo是一个重要参量。国内采用的湿式流量计（煤气表）由于腐蚀增加转轮摩擦阻力，显示数值会比实际气量小，计算的Co3偏高。当使用转子流量计（包括大气采样器）计量Vo时会由于其精度低而失准。这个问题出现的很多。臭氧协会推荐使用皂膜流量计计量Vo或用皂膜流量计校准湿式流量计和转子流量计。
（3）作为标准型发生器测定臭氧浓度时要换算到标准状况（STP）。在高浓度（≥10mg/L）时应应用两个采样瓶串联，以保证测定精确。
6.1.2 紫外吸收仪器测定
λ为253.7nm的紫外光对臭氧具有最大吸收值并符合比尔－朗伯定律，利用其特性原理研制的紫外吸收臭氧浓度分析仪具有很高的精度和稳定性，其数字显示并可记录数据，使用方便。美国环保局（EPA）和德国标准（DIN19627-1993）都认定其符合臭氧浓度检测要求的仪器。北京生产的国产臭氧检测仪已生产使用多年，该仪器有不同的浓度量程规格供使用选择。
值得提醒的是，紫外吸收检测仪也是由碘量化学法作标定校准的。利用紫外仪器作臭氧设备鉴定检测时，应预先进行校准检验。
6.2 臭氧产量
6.2.1 方法原理概要：臭氧浓度数值与进入臭氧发生器总气体量数值的乘积即为产量。
6.2.2 气体转子流量计 工业级
6.2.3 气体流量的修正计算：流量计使用时被测气体的温度、压力，往往与流量计分度标定时有所不同。因此，使用时读数的流量显示值，常常不是流经流量计气体的真实反映，必须予以修正。其公式如下：
Qn =(PsTn/PnTs)1/2 ·Qs(m3/h或L/h)
式中： Qn——标准状态下，气体实际流量，m3/h或L/h； Qs——测量（试验）状态下，气体在仪表中的显示流量，m3/h或L/h； Ps——测量（试验）状态下，气体的压力，Pa； Tn ——仪表标定时的绝对温度，(273.15+20)K； Ts——测量（试验）状态下，气体的温度K；
Pn——仪表标定状态时的绝对压力（一个标准大气压1.01325×105Pa）。 6.2.4 臭氧产量的计算
DO3 =CO3 ·Qn (g或mg)
式中 DO3——臭氧产量，g或mg。
值得注意的是，作为CJ/T3028.2-1994的碘量化学法，目前还没有加入温度修正和压力修正，一些相关的专家已经提出，浓度检测中应该将不同温度与气压值下的计算值进行修正；考虑到引起气压变化的主要因素是海拔高程，可以用海拔高程作为修正参照，并提出了供参考的修正值：
不同温度下的修正值如下（假定气压为标准大气压）： 温度(℃) 修正量(%) 海拔(m) 修正量(%) 0 0 -150 -1.74 0 0 10 +3.66 200 +2.41 20 +7.32 500 30 +10.98 1000 40 +14.64 3000 不同海拔下的修正值如下（假定气温为0℃）： 2000 气压(105Pa) 1.03143 1.01325 0.98901 0.95265 0.89205 0.77085 0.64964 +6.28 +13.41 +31.03 +55.24 还有紫外吸收仪器法，高端的仪器有温度补偿和压力补偿，普通的仪器同样也应进行温度修正和压力修正。
6.3 产量与电耗的关系
臭氧发生器的发生量为其每小时产生的额定臭氧量（g/h或kg/h）。同一台臭氧发生器，只改变气源，其额定发生浓度和发生量都要改变。一般关系空气源的臭氧浓度为氧气源的1/3，臭氧产量为1/2。发生器的额定发生量是在冷却水温15℃条件下以额定功率运行，产生额定臭氧浓度时的臭氧产量，这时的电耗是额定电耗kWh/kgO3。臭氧发生器的技术指标即为此三项数值，三项指标同时限定了供气的标准状态气量Nm3/h。
臭氧浓度与发生量及电耗为反向相关，即同一台发生器在额定功率下运行，臭氧浓度越高，臭氧产量越小，电耗越大。
以国外某型号产品为例，其名义发生量空气源为16kg/h，氧气源为30kg/h。按氧气源7wt%浓度时电耗为8kWh/kgO3计算，在额定输入功率240kW下运行，以额定臭氧浓度为变量则各项额定技术性能指标变化如下表：
气源 浓度wt% -mg/L 发生量kg/h 电耗kWh/kgO3 气量Nm3/h 空气 2.3—30 16 15 533 3.8—50 12 20 240 7 —102 30 8 294 氧气 10— 148 24 10 162 12—179 20 12 112 7．臭氧发生器技术要求 7.1 臭氧发生装置的技术要求
7.1.2 臭氧发生装置容纳臭氧发生单元的外壳设计及制造应符合JB741《钢制焊接压力容器技术条件》的要求，所使用的钢板应优先选用按GB6654《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》的技术条件所制造的钢板或按JB1150《压力容器用钢板超声探伤》进行检验，制成的臭氧发生装置外壳应按JB1152《压力容器对接焊缝超声探伤》进行检验。
7.1.3 臭氧发生装置外壳宜采用JB1153《压力容器公称直径》和JB1154《椭圆形封头型式与尺寸》的数值制造。
7.1.4 臭氧发生装置外壳所用法兰应按JB1157-1164《压力容器法兰》的标准制造。 7.1.5 臭氧发生装置外壳应设置观察窗；大型臭氧发生装置外壳宜设置检修孔，其应按JB2555《碳素钢、低合金钢人、手孔分类与技术条件》的标准制造。
7.1.6 臭氧发生装置应设置水、气排空装置和水、气安全阀或水、气安全减（泄）压装置。
当受到条件限制时，水、气安全阀或水、气安全减（泄）压装置可设置在与臭氧发生装置连接管道上，作用与在臭氧发生装置等同处。
7.1.7 臭氧发生装置应设置水、气压力及温度显示仪表或显示仪表的安装接口；受到条件限制时，可在与臭氧发生装置连接管道上，作用与在臭氧发生装置等同处设置水、气压力及温度显示仪表或显示仪表的安装接口。
7.1.8 臭氧发生装置水、气进口或出口应设置流量显示或流量计量仪表，也可设置流量显示或流量计量仪表的接口。
7.1.9 臭氧发生装置与水、气管道连接的接口宜选用法兰盘连接；选用的法兰盘应按GB2555《一般用途管法兰连接尺寸》和GB2556《一般用途管法兰密封面形状和尺寸》制造。
7.2 臭氧电源装置的技术要求
7.2.2 臭氧电源装置主要包括主供电变压器（如有需要）、变流器、电抗器、升压变压器、控制系统及显示仪表等。
7.2.3 根据供电电网及要求的不同配置主供电变压器或进线电抗器，向变流器提供合适匹配的电源。
7.2.4 常见的变流器有整流（或斩波）电路、逆变电路等，应根据臭氧发生量的范围及具体特点配置，将供电电源转换成辉光放电所要求的中、高频中压交流电源传输给升压变压器。变流器应优先使用IGBT组件，以提高电源的功率因数，减少谐波。
7.2.5 经过高压变压器升压后将高压电源输送到臭氧发生装置。
7.2.6 电源控制系统尽可能采用数字控制方式代替模拟控制方式，按设定程序启动及关断。
7.2.7 大型臭氧电源装置应根据需要设计用于整机保护的保护电路或安全回路，控
制及操作系统可根据需要用自动化控制仪表及触屏等，实现设备的自动化控制，并预留于符合相关要求的通讯接口。
7.2.8 过载能力
臭氧电源装置在输入功率为1.2倍额定功率下间歇工作15个周期后，总装配不得变形，接头和连接件不能有松动现象，仍能正常工作。
7.2.9 功率偏差
在额定电压和正常工作温度下，其输入功率的偏差应不超过标称值的＋5%。 臭氧发生器的结构应能防止使用者与带电部件发生意外接触。 8．****臭氧发生器特点 典型臭氧发生器如右图所示，设备框架式一体
化设计，相关控制阀门、仪表等安装完毕，自动控制、自动保护停机、紧急停机，设备供货时包含一体化安装管道及管道安装支架。
自动化控制机型随机配备PLC和一套自动化检测仪表和阀门，用于监控臭氧发生器工作并可与总控PLC通讯。
详细控制检测点及工作原理详见其他章节内容。
**市臭氧应用工程技术研究中心对技术资料按设备类型、安装及用途类型、单位时间内臭氧的生产能力来表示臭氧发生器，具体规定如下：
□ □－□ □－□ □
前面四个格表示基本类型标记，具体规定如下： □ □－□ □－□ □
臭氧产量单位，G表示克/小时，K表示千克/小时 臭氧产量数值，指以设备类型规定气源时的额定臭氧产量数值
设备类型后缀，用于区分设备安装或用途类型： D 表示臭氧放电室和臭氧电源分体组装，分体式底座机 P 表示臭氧放电室和臭氧电源安装在一个机柜内（柜式机）
F 表示臭氧放电室和臭氧电源分体组装，一体式底座机 A 表示内置吸附干燥的柜机 O 表示内置富氧机组的柜机 C 表示含空气压缩机的柜机
H 表示湿空气放电型的柜机（一般含风机，用于空气杀菌）
V 表示负压放电型机的柜机（一般含风机，常用于泳池杀菌）
设备类型，按进入臭氧放电室的气源区分：
O，OXYGEN表示氧气（富氧气）源型，A，AIR表示空气源型
最后面的格表示辅助标记，可用于表示系列、设计序号、专用等，具体规定待编。 标记示例：
以空气为气源，每小时产生200g臭氧，内置吸附干燥机组的柜式一体机臭氧发生器标记为AA-200G；
以氧气为气源，每小时产生6kg臭氧，臭氧放电室和臭氧电源式分体组装臭氧发生器标记为OD-6K；
8.1 臭氧放电室
臭氧放电室是臭氧产生的关健部分，****臭氧发生器放电室为不锈钢材质，外表面采用喷砂防腐处理，采用DTA非玻璃放电体。
臭氧放电室由放电室罐体、放电体、高压熔断器等部件组成，是由一个或多个放电单元并联组成的结构。大型臭氧放电室是我公司的专利技术（专利号：ZL 01 2 69045.7）， 结构如右图所示。
小型机放电室外型如下图所示： 8.1.1 放电室罐体（水套）：放电室罐体实际上是一个列管式的换热容器，由筒体、封头、法兰、端板、外电极管、视镜、接管等组成，根据设计及工程需要选用304或316L等材质。放电室外电极管按照极精密的标准制成，在内部呈蜂窝状排布。整个罐体焊接而成，通过法兰连接完成装配。
8.1.2 介电体：****臭氧放电室采用专利DTA可连接式非玻璃放电体（专利号：ZL 01 2 68920.3）。专利DTA放电体臭氧产量大，臭氧浓度高，能最大程度的发挥电源系统和冷却系统的功能，是大产量高浓度臭氧发生器的关键，适用频率400-3000Hz，电压3.7-4.5kV，介电常数ε=6.19，击穿强度大于9kV，产品如右图所示。
8.1.3 高压熔断器
安装在每一组放电单元上，在放电单元出现故障时快速熔断而使改组放电单元停止工作，保证臭氧发生器整体稳定、可靠工作。
高压熔断器必须具有耐高压、抗一定的过载能力
高压冷却O2
冷
O3
和快速熔断等特点，满足臭氧发生器负载的特性和电源特性，产品如右图所示。
8.2 臭氧电源
****臭氧电源采用中、高频放电技术，变流装置为可控硅或IGBT，高压变压器为干式变压器，效率高；主电路还设有安全回路，确保主电路在意外工况下不会受到损坏。
电源柜体采用高档组合式机柜，电源装置所有组成部件均装配在机柜内部；高档机型电源装置为封闭式内冷却，进一步增强对恶劣环境的适用性。
电源控制装置采用CPU全数字控制方式，可靠性高，控制系统设置多重保护回路，能及时显示异常工作状况并输出报警信号。电源控制系统还具有在线升级功能，能根据微电子技术的发展和集成电路技术的发展，最大限度地优化电源系统。
目前****臭氧技术几经成功解决了搪瓷介电材料的喷涂、烧结工艺与发生单元的结构这两大技术难点；大功率臭氧专用电源这个技术关键；以及大功率容性负载升压变压器设计制造技术。在搪瓷材料的电气性能、静电喷涂工艺、介质层均匀性、发生单元加工精度、安装定位精度、电源效率等几方面，距离国际领先技术还是有一些差距的，以上每个问题解决都会对提高浓度，降低电耗起到很大作用，****公司相关技术人员正在有针对性、有根据性的展开深度的研发工作，使****臭氧继续走在国内臭氧行业的前沿，并努力赶超国际领先技术。
另外根据多年的运行经验，****公司选择中高档配置的配套设备及仪表配件，保证长时间连续运行的可靠性，降低系统故障率，加大同国外产品竞争的砝码。
第四部分 臭氧发生器气源系统
一、总述
用于臭氧产生的气体必须是氧气或含有氧气的气体，气体中应该尽可能不含有水分、灰尘、油、碳氢化合物（烃）和氢之类的杂质。所有这些杂质都会对臭氧形成过程产生不良影响，并可能对设备产生严重的损坏。
供给臭氧发生器的原料气体品质指标要达到如下要求： a．含水量：要求气源露点低于-45℃，最好能低于-55℃；
b．含油量：要求含油量低于0.01mg/m3(21℃)，最好能低于0.003mg/m3(21℃)； c．杂质颗粒度：要杂质颗粒小于1μm，最好能小于0.01μm； d．温度：一般要求温度不高于25℃；
e．压力：要求有一定的压力，一般要求0.1MPa以上，以保证臭氧发生器稳定工作并满足后级臭氧气体输送及投加的需要。
获取原料气体最直接的来源就是空气，但由于空气并不完全具有上述要求，因此为获取达到上述要求的空气，必须对空气经过一定形式的处理。处理空气有以下两种方式：
a．按一定的工艺要求处理空气，使之达到上述要求； b．从空气中分离出氧气，使用纯氧作为气源。 根据这两种方式形成了空气源系统和氧气源系统。
二、气源系统特点及设备构成介绍 （一）空气源系统
空气源系统是指一套产生符合臭氧产生要求的原料空气的设备，包括空气压缩机、后冷却器、储气罐、冷冻式干燥机、吸附式干燥机、空气过滤器、热交换器等的部分或全部，将空气经过多道处理工艺后送入臭氧发生器产生臭氧。
空气源系统工艺流程如下所示：
空压机 后冷却器 贮气罐 除油水过滤 冷冻干燥 除油过滤 吸附干燥 除尘过滤 1．空气压缩机
空气压缩机是一种将环境中的空气通过某种方式加压的设备，常用的空压机基本上都是容积式的，分为往复式和回转式两大类，往复式又分为活塞式和膜片式；回转式又分为滑片式和螺杆式。根据密封及润滑方式，分为油润滑和无油润滑两大类。根据冷却方式分为水冷式和风冷式，水冷式应使用软化水。用于臭氧气源的空压机一般选用螺杆式或活塞式的，应尽可能选择无油润滑型的，如选型微油润滑型的，必须在后级进行严格的无油化处理。
空压机的最高排气压力通常有1.0MPa、0.7MPa、0.4MPa等几种，为保证后级干燥净化的工作需要并达到良好效果，用作气源设备的空压机宜选用最高排气压力0.7MPa的。
环境中的空气经过空压机压缩后会有一定量的水排出，空压机上一般有排水装置。 螺杆式空压机一般内置后冷却器，小型风冷活塞式空压机一般与储气罐一体化设计。 2．后冷却器
后冷却器是将空压机排出的带有一定压力的含有饱和水蒸气的压缩空气，通过外冷媒冷却，并将冷凝液排放，达到一定的除油水效果。后冷却器根据冷媒不同分为水冷式和风冷式。
后冷却器一般根据空压机的排气量来选型，其额定处理能力应大于空压机的排气能力。
3．贮气罐
贮气罐是压缩空气储存缓冲装置，属于一类压力容器，一般根据空压机的排气量来选型，因臭氧发生器耗气量稳定，一般要求容积能储存1-2分钟的气体即可，其设计压力应该高于空压机的最高排气压力。
贮气罐属于一类压力容器，其附件应包括安全阀、压力表组件、排污/放空阀等。 4．冷冻式干燥机
冷冻式干燥机是将在饱和状况下的压缩空气降温冷凝除水的设备，正常工作条件下可去除压缩空气中约80%的水分，除水量大；除水后的低温气体在排出设备之前通过热交换器和进入设备的气体进行热交换，对气体进行预冷，因此能耗低。
因为水的冰点为0℃，为防止冰塞，冷干机内部制冷系统蒸发器设置温度都在0℃以上，因此冷干机在额定压力下仅能获得大约常压下-20℃左右的露点，属于浅度除水。
冷干机处理气量一般以工作压力0.7MPa、进气温度42℃、环境温度38℃为额定工况，选型设计时应根据不同工况条件下的修正系数进行修正。同一台冷干机，工作压力越高，进气温度越低，环境温度越低，气源处理质量越好。在低工作压力、高进气温度和高工作环境温度的工况时必须对冷干机处理量进行修正。选型时，冷干机实际处理量一般应稍大于空压机的排气量。
根据冷却方式不同，冷干机分为风冷型和水冷型两类，一般小型的设备永丰棱形，大型的设备有风冷型和水冷型区分。不同的冷干机在不同工况条件下的修正系数略有不同，应根据具体设备选型样本，或在选型设备时留够足量余量。下面是DH公司冷干机修正系数：
工作压力修正系数 进气压力Mpa 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 修正系数φ 0.69 0.79 0.88 0.95 1.01.0 5 1.09 1.12 1.15 1.18 进气温度修正系数 进气温度℃ 修正系数φ 30 35 40 42 1 45 50 55 60 1.48 1.29 1.08 0.90 0.75 0.63 0.52 环境温度修正系数（风冷型） 环境温度℃ 修正系数φ 5．吸附式干燥机
吸附式干燥机是应用变压吸附原理和无热再生或微加热再生方法，对压缩空气进行吸附干燥的一种除湿净化装置。设备采用双塔结构，一塔在一定压力下吸附空气中的水分，另一塔用稍高于大气压的一小部分干燥空气使吸附塔中的干燥剂再生，经过一定时间，两塔切换，保证干燥压缩空气的连续供应。
在正常的操作条件下，应确保进入干燥机的饱和空气在一定的流速下与吸附剂床层有足够长的接触时间，经处理后的空气露点（压力下）可降至-45℃以下，最低可达-70℃，属于深度干燥。
吸附式干燥机额定处理流量即额定进口空气流量，是指换算到绝对压力1atm，温度20℃，相对湿度为0时，进入到干燥机的空气容积流量；
工况条件对吸附式干燥机处理效果有很大影响：
①进气温度：进入干燥机的压缩空气一般都在饱和状态，在相同压力下不同温度下，所含水份有很大的差别，温度升高，饱和含湿量随之增加，干燥机负荷亦增加。
20 25 30 35 38 1 40 0.985 45 50 1.16 1.12 1.08 1.03 0.80 0.52 ②进气压力：饱和压缩空气的含湿量和压力成反比，当工作压力越低，水份含量越高，需要的再生气量也就越大，同时因压力降低，亦会造成塔内空气流速加快，而加速吸附剂磨损；进气压力变化时，其最大进口流量=额定处理量×进气压力修正系数。修正系数φ可由下表查得：
进气压力修正系数表 进气压力MPa 修正系数φ 0.45 0.69 0.50 0.75 0.55 0.81 0.60 0.87 0.65 0.94 0.70 1.00 0.75 1.06 0.80 1.13 0.85 1.19 0.90 1.25 0.95 1.31 1.0 1.38 ③油雾污染：吸附剂对油雾污染非常敏感，当油雾和吸附剂接触后覆盖其表面，将致使吸附剂的性能迅速下降，不仅引起露点升高，还会缩短吸附剂的使用寿命。
④吸干机前应安装前置过滤器，以除去压缩空气中可能存在的液态水、固体粒子和油雾（特别是有油润滑式空压机），保证干燥机的运行条件与吸附剂的使用寿命。
⑤吸附式干燥机根据再生方式分为无热再生式和微热再生时，后者用一小部分加热了的干燥空气对吸附剂进行再生，平均再生气流率（亦称再生气耗比）从15%左右降到了5%左右，再生气量的大小也在一定条件下影响着空气处理效果。
6．空气过滤器
空气过滤一般采用分级的方式，包括主管道过滤、除油过滤、除尘过滤等。 空气过滤器一般按一下规则安装：空气压缩机后安装主管道过滤器，过滤孔径为3-5μm；吸附式干燥机前面安装除油过滤器，过滤器过滤孔径至少为0.01μm（最好一级0.01μm加一级0.001μm），一般应在0.01μm过滤器前加装1μm过滤器；吸附式干燥机后面安装除尘过滤器，过滤器过滤孔径至少为1μm（最好一级1μm加一级0.01μm）。
空气过滤器的流量均指标准工况0.7MPa工作压力下的流量，在其他压力下的流量，应对其进行压力修正。
工作压力修正系数一般如下表，不同生产商会略有不同： 进气压力MPa 修正系数φ 0.20 0.53 0.30 0.65 0.40 0.76 0.50 0.85 0.60 0.93 0.70 1.00 0.80 1.07 0.90 1.13 1.00 1.19 1.10 1.25 1.20 1.31 1.30 1.36 一般可用下面公式计算：
修正系数φ=(实际工作压力/标准工作压力)1/2
随着空气处理设备技术的不断发展和改进，以上设备已有一定程度的集成，比如空压机自带有储气罐，或者空压机自带有后冷却器，或者空压机自带有后冷却、过滤器甚至冷冻式干燥机。 （二）氧气源系统
氧气源系统是指一套提供符合臭氧产生要求的原料氧气的设备，将一定纯度的氧气送入臭氧发生器产生臭氧，一般有现场制氧和液态氧两种方式。
1．现场制氧：现场制氧即变压吸附制氧设备，是以空气为原料，以沸石分子筛为吸附剂，利用变压吸附原理，即加压吸附，常压（PSA）或真空（VSA或VPSA）解吸两种方式制取氧气的设备。在一定的压力下，利用空气中氧、氮在沸石分子筛表面的吸附量的差异，即沸石分子筛对氮的扩散吸附远大于氧，在一定时间内氮在吸附相富集，氧在气体相富集，从而实现氧氮分离。
常压解吸制氧机系统工艺流程示意图一般如下：
空压机 冷凝器 贮气罐 除油过滤 干燥机 PSA制氧机
氧气缓冲罐 除尘过滤 合格原料氧气
大型制氧机系统一般使用真空解吸，系统工艺流程示意图一般如下： 罗茨风机 冷凝器 贮气罐 VSA制氧机 氧气缓冲罐 氧压机 除尘过滤 合格氧气
罗茨真空泵
目前一般变压吸附制氧设备采用双塔吸附，通过控制气动管道阀的启闭，达到A、B两塔交替循环吸附、解吸，从而得到连续的高纯度氧气。由于变压吸附制氧机理论上获得的氧气纯度大约有95%左右，通常为90%，产品气体是富氧气而并不是纯氧，因此变压吸附制氧机通常也叫做富氧机。
制氧机系统的沸石分子筛对水非常敏感，大量吸附水分以后极容易造成分子筛的粉化，因此分子筛前级的空气干燥处理显得非常重要。由于分子筛制氧时温度高一点更适宜一些，因此PSA制氧机前级的空气干燥处理设备，使用吸附式干燥机要比使用冷冻式干燥机要更好一些。
变压吸附制氧机每产出1Nm3/h氧气，大约需要12-15Nm3/h的空气，耗气量取决于分子筛的制氧效率、分子筛吸附床结构、供气压力以及管道阀门逻辑切换流程。小型制氧机一般直接使用排气压力0.4-0.7MPa的空压机，该气源兼做原料气体及仪表风气体；稍大的PSA制氧机可选用排气压力在0.3-0.4MPa的空压机以节约能耗，仪表风气体另选择一台小型空压机；VSA制氧机选择的罗茨风机和罗茨真空泵可以是独立的设备，也可以根据情况共用电动机，大型VSA制氧机还应考虑有备用的罗茨风机和罗茨真空泵，制氧系统必须选择独立的仪表风空压机。
2．液态氧系统
液态氧系统是随着制氧技术的不断提高以及氧气作为工业产品被大规模使用，经低温深冷空分装置分离出的液态氧被作为商品直接从生产厂家购入，使用厂家将液氧汽化处理后送入臭氧发生器的装置，包括液氧储槽、汽化器、减压装置、热交换器等装置。
液态氧系统工艺流程如下所示：
液氧贮罐 汽化器 减压装置 热交换器 合格原料氧气 其中，热交换器是根据情况的可选设备。
由于直接使用商品氧而没有制氧设备，设备的故障率以及降低企业的维修费用大大降低，但受工厂地理位置及交通运输的影响较大，直接影响用氧费用（或运行费用）。
液态氧系统设计配置时，为了提高臭氧发生器的运行效率，以及一些安全因素，一般应随之配套设计氮气添加系统，向气源中添加5%左右的氮气。氮气添加可以使用纯氮（液氮气化或气氮），也可以使用干燥空气，添加气体品质应符合本资料开始要求的气源品质指标。 三、选型指导
气源处理系统设备的总体设计和选型应根据臭氧投加工艺、臭氧系统产量和臭氧浓度指标及系统运行条件来综合确定，而不是仅仅追求单一的指标。系统设计应在确定了臭氧投加工艺后，根据对臭氧发生器产量（QZ）、臭氧浓度（C）要求来确定对供气量（空气QA，氧气QO）的要求，各工艺设备的参数一般可以按反推的方式确定，得出结果后可以再经过正推，验证一下。
假定臭氧投加工艺和系统运行条件都满足，现有臭氧发生器臭氧浓度，空气源为25-35mg/L，氧气源为80-100mg/L，现以一套臭氧产量10kg/h的臭氧发生器为例，介绍一下气源选型。 （一）空气源系统
1．确定臭氧发生器所需要的气量：
由臭氧产量QZ =10kg/h，臭氧浓度C=25-35mg/L，供气空气为QA为 QAmin=QZ /C=10000/35=285.7Nm3/h QAmax=QZ /C=10000/25=400.0Nm3/h
气源设备提供的的气量一般应能满足臭氧发生器所需要最大气量要求，这里暂选400.0Nm3/h；
2．确定气源系统设备的型号：
因无热再生吸干机的再生耗气量为15%左右，如选无热再生吸干机，吸干机在工作压力0.7MPa时的处理能力应为
400/0.85/60=7.85 Nm3/min；
考虑空气压缩机效率、管路损漏系数、备用系数等总共0.85，空气压缩机的排气量应为
7.85/0.85=9.24 Nm3/min；
空气压缩机的排气量应为9.24 Nm3/min以上，可选10Nm3/min左右，最高排气压力0.7MPa的空气压缩机；
考虑空压机加载/卸载或启跳/停机的压差以及管路上的压力损失，系统最低压力有时可能为0.55MPa，则吸干机的压力修正系数为0.81，因此在0.55MPa工况下，吸干机额定处理能力至少应为
7.85/0.81=9.69Nm3/min
吸干机应选额定处理能力9.69Nm3/min以上，甚至更大一些的；
按某厂家样本或选型手册选型冷干机，按系统最低工作压力0.55MPa，进气温度45℃，环境温度（风冷型）40℃进行修正：
9.69/0.9/0.985=10.93Nm3/min
冷干机应选额定处理能力大于10.93Nm3/min的；
按某厂家样本或选型手册选型空气过滤器，按系统最低工作压力0.55MPa进行修正： 9.69/(0.55/0.7)1/2=10.93Nm3/min
空气过滤器应选额定处理能力大于10.93Nm3/min的；分别按照过滤精度级别选择空气过滤器；
储气罐选型按气体方程计算一下即可，不同容积的罐体适应一定排气量的空压机，可查表对应，计算如下：
10*2/(7+1)=2.5 m3
储气罐的最高工作压力应大于空压机的最高排气压力。
如空气压缩机的排气温度太高（如达到50-60℃），已在空压机和冷干机之间加一级冷却器，将气温降到冷干机处理比较经济的温度。
管路及阀门选型请参照机械工业出版社《机械设计手册》（第二版）第30篇 管道与管道附件 相关章节内容，下同。 （二）氧气源系统
1．确定臭氧发生器所需要的气量：
由臭氧产量QZ =10kg/h，臭氧浓度C=80-100mg/L，供气氧气为QO为 QOmin=QZ /C=10000/80=125Nm3/h QOmax=QZ /C=10000/100=100Nm3/h
气源设备提供的的气量一般应能满足臭氧发生器所需要最大气量要求，这里暂选125Nm3/h；
2．确定气源系统设备的型号：
2.1现场制氧（本选型仅以PSA型为例）：
所需要的制氧机的产氧量为125Nm3/h，因变压吸附制氧机每产出1Nm3/h氧气，大约需要12-15Nm3/h的空气，所需要的空气量应为
125*12/60=25 Nm/min；
前级空气干燥选择设备选型方法同空气源系统，后级氧气除尘过滤器按125Nm3/h，PSA型制氧机出气压力一般根据前级的气源处理设备而异。
因本套系统空压机排气量较大，为降低能耗，应尽可能选择最高排气压力在0.3-0.4MPa左右的，而另选择一台仪表风空压机并配套后处理系统。仪表风空压机选型计算方法可参照本文选型指导-空气原系统和机械工业出版社《机械设计手册》（第二版）第42篇 选型空压机 相关章节内容。
2.2液态氧系统
3
所需要的液氧储槽一般要求能储存7-10天左右所需要的气量，125Nm3/h的氧气耗量，需要的液氧储槽至少为
125*1.429(氧气密度)*24*7=30吨 30/1.143(液氧密度)=26.3 m3
应选择30吨左右或25-30 m3储量的液氧储槽；
空温式汽化器，正常工作时的气量应为其汽化量的1/3-1/2左右，因此至少应选择汽化量为250m3/h的空温式汽化器；
氮气添加系统：向气源中添加2-5%左右的氮气。使用液氮添加时，其选型可参考液氧配置方法选型；使用干燥空气添加时，其选型可参考空气源配置方法选型。 （三）气源类型选型依据参照
如不考虑氧气制备的费用，和使用空气作为气源相比，使用氧气作为气源确实具有以下的优点：
a 臭氧发生器能耗降为空气源的二分之一左右； b 可以实现更高的臭氧浓度；
c 同等产量的臭氧发生器设备体积和装机容量更小，投资更低；
d 由于供气量低，臭氧输送管道及投加装置随之减小规格，进一步降低投资； e 如采用液氧源，不需要配套采购气源设备，投资还要低； f 进一步降低臭氧投加装置投资，投加效率更高。
g 使用液氧的臭氧系统的自动化、智能化控制、检测、监测、保护等设计，因为不用集成气源设备，降低了投资同时也简化了管理。
因此，所需要的臭氧量越大，越应该采用氧气作为气源；然而针对PSA制氧、VSA制氧和液氧各自的特点，大规模使用氧气作为原料气体也具有相当大的局限性：
a 使用液态氧的费用太高，液态氧一般每吨1000元以上，远离中心城市或远离氧源厂的地区更高，有的地方液氧甚至超过1400元/吨。每吨液氧可以汽化出大约700N m3的氧气（标况下氧气的密度为1.429kg/ m3），按照液氧1200元/吨计算，1Nm3氧气合人民币1.71元；
b 使用现场制氧的能耗也非常高，PSA型制氧机，如使用0.7MPa排气压力的空压机，产生1Nm3氧气大约需要电能1.4kWh；使用0.3-0.4MPa排气压力的空压机，产生1Nm3氧气大约需要电能1.0kWh，?虽然VSA型制氧机理论上产生1Nm3氧气大约需要电能0.7kWh，但并不是所有气源配置都能接近理论值，而且常压的氧气作为臭氧气源还需要进行干燥以及加压、过滤，还要另外配置仪表风空压机系统，能耗另计；
c 作为现场制氧的分子筛制氧机，无论是PSA型还是VSA型，除体积庞大（其占地面积比与之配套使用的臭氧发生器大得多）外，设备的价格也比较高（不包括空压机及干燥净化处理装置，PSA型设备到达终端用户的价格一般至少为1万元/Nm3h），另外作为吸附剂的沸石分子筛比较娇气，在前级气源处理不理想时，很容易出现分子筛中毒或粉化的现象；
d 每次在臭氧发生器运行前，尤其是臭氧发生器经过长时间停机后再开机时，必须
对臭氧发生器吹扫，流量至少应为额定气量的20%，第一次开机用干燥空气吹扫至少12小时，有的甚至要求24小时，以后操作时吹扫时间视停机时间长短而定，虽然不用达到每停机一天吹扫一小时的程度，但开机之前吹扫几个小时是很正常的操作要求，甚至是必需的操作要求。在使用液氧气源时，如用氧气进行吹扫无疑是更浪费，因此最好还是另外给氧气源的臭氧发生器配备一套专门用于开机前和关机后吹扫的空气源系统。
在80年代以前，绝大多数臭氧发生器都使用空气作为气源，现在随着制氧技术的不断提高，氧气开始作为臭氧发生器的原料气体大规模使用。我国自来水厂几乎全部采用国外进口的大型臭氧设备，都以液氧经汽化后为主要气源，并掺有2%-5%的少量氮气。以氧气为气源的臭氧设备，所产生的臭氧浓度高，一般要求大于100mg/L；因气源洁净，露点低，保证了设备长期运行的稳定性。
国外进口臭氧设备之所以要求以氧气为气源，而不用压缩的干燥空气为气源，除上述原因外，更主要是减少其设备的故障率，降低企业的维修费用。追求高浓度，是因为使用氧气的费用太高，只有提高臭氧浓度来减少氧气用量，降低自来水厂的生产成本，但是又间接提高了臭氧发生器的设备费用。实际上自来水处理根本不需要那么高的臭氧浓度，我国臭氧行业对于用于水处理的臭氧发生器出气浓度仅要求为≥8mg/L，一般的以空气为气源的标准型臭氧设备，都能达到以上指标，甚至可以达到35 mg/L以上。
水处理臭氧设备选型及运行的过程中，不要仅限于氧气源和高浓度，应考虑臭氧设备的产量、浓度、气量及功耗之间的综合经济指标。使用氧气源时，氧气综合利用显得非常必要，至少不应该在接触池后面进行尾气臭氧破坏后排掉。由于水源质量问题，即使是自来水厂的水处理都有包含生化曝气的预处理工艺，至少应将高浓度的氧气通过加压导入曝气系统，或者直接通过提高臭氧发生器运行压力将尾气导入曝气系统。更大规模的臭氧系统，应考虑将氧气干燥净化后循环使用，仅补充10%左右的新氧气。
然而根据目前多方面的实验数据，在自来水厂适应的某些产量段的臭氧发生器，以氧气为气源的运行费用并不比以空气为气源时低，至少臭氧发生器本身运行时如此。现举例计算不包含设备折旧、维护及管理费用的设备运行费用：
a 假定空气源臭氧发生器电耗16kWh，臭氧浓度25-30mg/L，kg/hO3气源功耗5.5 kWh（此数据相当宽松）；
b 假定氧气源臭氧发生器电耗8kWh，臭氧浓度80-100mg/L；电耗10kWh，臭氧浓度145mg/L（10wt%）；液氧价格1000元/吨（此数据相当宽松）；
c假定PSA型制氧机产生1Nm氧气需要电能1.4kWh(0.7MPa排气压力的空压机)； d假定VSA型制氧机产生1Nm3氧气需要电能0.7kWh(不含氧压机)；
假设臭氧产量为 A kg/h，电价为 B 元/kWh，根据假定条件核算直接运行费用（不包含设备折旧、维护及管理费用）：
1.空气源臭氧发生器为：16AB+5.5AB=21.5AB
2.液氧源臭氧发生器，100mg/L为：8AB+1.429*1000A/100=8AB+14.29A
145mg/L为：10AB+1.429*1000A/145=10AB+9.855A
3.PSA制氧源臭氧发生器，100mg/L为：8AB+1.4*1000A/100=8AB+14A
3
145mg/L为：10AB+1.4*1000A/145=10AB+9.655A
4.VSA制氧源臭氧发生器，100mg/L为：8AB+0.7*1000A/100=8AB+7A
145mg/L为：10AB+0.7*1000A/145=10AB+4.828A
通过以上公式对比很容易得知，在假定条件下，当气源为氧气时，无论是高浓度运行还是低浓度运行，液氧最高，PSA制氧次之，VSA制氧最低。液氧、PSA制氧及VSA制氧运行费用，高浓度运行时比低浓度运行时低的条件分别是电价为 B<2.2175元、B<2.1725元和B<1.086元，条件很容易成立。
当21.5AB<10AB+9.855A时，即当B<0.857时，臭氧发生器的运行费用，用空气源运行比用液氧源高浓度运行时更低，条件也很容易成立；
当21.5AB<10AB+9.655A时，即当B<0.840时，臭氧发生器的运行费用，用空气源运行比用PSA制氧源高浓度运行时更低，条件也很容易成立；
当21.5AB<10AB+4.828A时，即当B<0.420时，臭氧发生器的运行费用，用空气源运行比用VSA制氧源高浓度运行时更低，条件实现有一定限制。
用哪一种气源运行更经济，以上的对比结论已经显而易见。
尽管现在几乎全部采用臭氧—活性炭工艺的自来水厂采用氧气源，而且大多数采用液氧源，但是我们也欣喜地看到也有许多水厂的臭氧发生器气源经技术经济比较后，采用VSA现场制氧，氧气纯度为90%，有的厂家也为二期建设预留位置考虑有条件时上变压吸附现场制氧。我们相信，不远的将来，在多年运行经验的基础上，必将有许多自来水厂选择臭氧发生器时使用干燥空气作为气源。 过滤器 第五部分 臭氧发生器数据采集和控制系统 一、概述 压 缩 机 储气罐 冷干机 调节装置 过滤器 由于过量发生的臭氧不能贮存，而且过量发生的臭氧又额外浪费电能；同时由于臭可选择项 无热再生干燥 氧属于有毒物质，为了安全和健康的原因，接触器尾气中的剩余臭氧必须在排放到环境过滤器 冷 却 过滤器 之前予以分解，这也需要电能。此外当水质下降时，在原来臭氧发生量的前提条件下，某些存在于液体中的有机污染物在臭氧氧化处理过程中会部分被氧化成毒性更大的中间产物，需要立即增加臭氧来将其氧化处理掉，因此需要在工艺环节上检测监测系统运行数据，并对臭氧系统进行调节处理。 进 大型臭氧设备及其气源、投加装置、检测控制装置非常庞大复杂，为保证总体功能 进 臭氧分解罐 的实现，系统自动化、智能化控制、检测、监测、保护等自动化水平要求极高，自来水流量计 厂用臭氧系统更是保证千家万户饮用水安全问题的大事，对系统参数检测监测及数据处 进 理提出了更高的要求，全部臭氧化水处理装置达到高度自动化，保证了出水质量，同时也降低了管理成本。 出 进 随着各种信号数据检测及处理装置以及逻辑程序控制装置、智能操作装置等在我国流量计 的广泛应用，国内臭氧设备在自动控制方面已接近发达国家水平，青岛****公司的臭氧臭 氧 接 触 槽
配电柜 整流变频器 高压变压器
产品的控制技术更适应中国国情。
本资料主要以水处理为目标讲述系统中的检测数据采集及处理。 二、检测数据
臭氧系统中需要检测的数据及处理主要有：
1、对水处理（或其他臭氧处理）系统总体运行指标进行在线检测、监测； 2、对检测到的数据进行远传和异地控制，各技术参数可进行在线或异地显示、调节； 3、对各工艺设备包括气源处理设备、臭氧发生设备、投加装置、水泵、安全设备等运行数据进行检测，自动及远程开关机、保护和报警；
4、当处理水量和水质发生波动而影响水溶臭氧浓度时（或其他臭氧氧化装置所需臭氧量发生变化时），可通过某种方式，智能化调整设备，保证处理水质指标（或其他氧化要求）在设定的范围内；
5、当有臭氧泄露超过安全容许值或氧气泄漏超过容许值或尾气分解后的臭氧含量超过容许值时，输出报警或保护动作；
等等。
水处理（或其他臭氧处理）系统的控制核心是对臭氧系统的控制，即采用何种方式控制臭氧发生器的臭氧发生量及臭氧的投加。通常用臭氧处理后水中剩余臭氧浓度或其他相应的水质指标、臭氧产品气体浓度和接触池尾气臭氧浓度的一个指标或几个指标的组合来控制系统所需投加的臭氧量。
不管采用何种控制方法，最终控制臭氧产量的方法是改变电源的电压或频率，或者改变进入臭氧发生器气体的流量和压力，或者改变臭氧发生器运行的台数。
在全自动化控制的系统中，以上多项系统参数的调节是连续实现并在线监测的，并且系统用一台预先设计编好程序的控制器同时调节以上参数的一个或多个，而且程序使系统控制在最佳效率下运行，包括故障识别及最佳能量平衡。
为了对运转参数进行监控及对臭氧产生过程进行自动调节，需要采用各种不同的电测仪表和工艺控制仪器。
臭氧水处理过程需监控工艺参数主要有： （1）气源处理系统各设备点的压力和温度；
（2）气源处理系统各调节阀门装置出口处的温度和压力； （3）进入臭氧发生器的气源的含湿量，即露点；
（4）臭氧发生器冷却水及气源处理系统中设备换热用水的流量、压力和温度； （5）供电网的电压；
（6）每台臭氧发生器的功率及效率； （7）气源发生器出口的流量、压力和温度； （8）臭氧发生器产品气体的臭氧浓度；
（9）各工艺流程被处理水的流量、压力、温度及水质指标；
（10）臭氧接触池中各监测点水的水溶臭氧浓度； （11）臭氧接触池尾气臭氧浓度； （12）尾气臭氧分解器臭氧浓度； （13）臭氧发生器间泄露臭氧浓度；
（14）臭氧发生器间泄露氧气浓度（气源为氧气时）； 等等。
完成以上检测所需的仪器仪表主要有：气体臭氧浓度仪、水溶臭氧浓度仪、泄露臭氧浓度仪、电子流量计（质量/涡街流量计）、压力变送器、温度变送器、露点仪/变送器、电动/气动调节阀门、PLC、智能操作面板、手动工艺阀门、现场压力表、温度表等，以及各种用于检测水质的仪表，用于现场检测、显示各种数据及远传，并可以同自控系统联机工作。
以上仪器仪表可以部分的包含在臭氧发生器或气源处理装置中，由设备生产厂家一起提供。
三、系统设备&仪表控制及运行参数监控处理
系统设备&仪表控制包括：对臭氧发生器的控制，对气源处理设备的控制，对臭氧投加装置的控制，控制尾气臭氧破坏器对多余的臭氧进行处理，对其他水处理工艺设备控制等，由发生器的PLC控制系统、臭氧车间PLC控制系统、整个水处理工艺PLC控制系统、全厂DCS系统等组成。
臭氧车间PLC控制系统采用人机对话界面，显示所有操作、故障和主要状态，启动/停止发生器、按要求自动调节臭氧生产和投加，控制尾气臭氧破坏器对多余的臭氧进行分解处理，还包括气源系统和冷却水系统进行控制以及对配套检测仪器仪表的控制等。
臭氧车间PLC控制系统在主控制柜触摸屏上完成操作，可通过相关协议与整个水处理工艺PLC自控系统乃至全厂DCS系统连接，可以分单步、一步化、全自动三种操作方式运行，进行臭氧浓度、臭氧投加量、放电电流等运行参数的设定、修改，并可观察实际运行的测定参数。自控系统还应完善摄像系统，采用电源避雷、网络避雷，保证自控系统正常、安全运行。
信号的采集与显示：所有的模拟量信号都应通过PLC的模数转换模块，将模拟量信号转换为数字量信号送至PLC主机，进行系统控制与调节、数据显示及故障报警；所有的开关量信号直接送入PLC数字量端子或数字量模块，再通过单台设备的PLC进入总控PLC（或DCS）。作为高度集成与自动化的水处理用臭氧发生处理系统，总PLC应对所有数据进行调整、显示与监控。
控制系统的基本功能描述：
（1）臭氧发生器开关机实现就地和远程控制； （2）在线仪表实现信号远传和就地显示；
（3）臭氧发生器工作压力和供气流量全自动调节，按系统设定进行保护；
（4）冷却水实现在线温度、压力、流量检测及自动调节，按系统设定进行保护； （5）通过设置在氧化池中的在线臭氧浓度仪检测出水臭氧浓度，根据出水臭氧浓度控制臭氧发生器的产量，使出水臭氧浓度保持在设定范围内；
（6）在线检测环境泄漏臭氧浓度和泄漏氧气泄漏浓度，并将检测信号远传和就地显示，在超标时控制声、光报警，启动送、排风装置，延时之后仍然报警则启动臭氧发生器停机程序；
（7）能调节每台臭氧发生器的功率和供气量以达到调节臭氧产量要求； （8）能对发生器系统故障迅速作出反应；
（9）能根据要求控制气源系统设备，压力或流量低于设定值时，对发生器采取保护措施，并报警；
（10）每台发生器出气浓度异常时，对发生器采取保护措施，并报警； （11）处理后尾气排放浓度高于额定值时，对发生器采取保护措施，并报警； （12）各处理工艺的水质指标的检测及报警； 四、针对臭氧系统的详细要求
1．臭氧发生器
1.1 臭氧发生量：≥ XXkg/h （每台）； O3浓度：≥120 mg/L；冷却水入口温度30℃；臭氧总投加量：≥XX克/立方米；
1.2 臭氧发生器的发生量调节范围从10%到100%，并且入口气量可调，便于降低气耗量以降低运行成本；
1.3 臭氧发生浓度在6%到10%之间可调；
1.4 臭氧发生器的耗电量在10.0Kwh/Kg O3左右（O3 浓度：≥，冷却水入口温度30℃）。 1.5 每台发生器的臭氧放电室包括高性能的放电管，罐体是304/316L不锈钢或更好的不锈钢，符合有关消防、压力容器规定；
1.6 每台臭氧发生器主电源的功率因数在正常工况下不低于0.92； 1.7 电源供应单元PSU提供升压变频装置保证发生器安全运行。 1.7.1 高压变压器为干式变压器，有20%超负荷能力； 1.7.2 电源在PSU的控制屏上连续显示；
1.7.3 PSU应装有滤波及防雷装置，防止谐波对电网干扰； 1.7.4 每套PSU系统功率可在10—100%额定功率之间连续可调；
1.7.5 控制屏包括在每套PSU系统中，与所有仪表预先布线，采用人机对话界面，显示所有操作、故障和主要状态，具有控制开机、关机、调节发生量、故障联锁、与中心控制柜通信功能；
1.8 每台臭氧发生器有单独的功率计量；
1.9 操作屏上要有以下操作功能：本地/远程；开/关；故障报警等；
1.10 臭氧发生器运行前吹扫及关机后续吹设定功能（详情参考其他章节内容）；
2．冷却水系统
2.1 臭氧发生器若采用闭路循环冷却水系统组成如下：热交换器、水泵、水罐及相关仪表阀门。
2.2 若设备不采用闭路循环冷却水系统，则必须保证冷却水须保证较高的水质，一般要求浑浊度不超过10度（NTU），硬度不大于450mg/L，氯化物不大于150mg/L，COD不大于100mg/L，悬浮物不大于10mg/L并不能在容器内造成沉积，最好使用去离子水；保证臭氧发生器壳体和发生器冷却水接触的管道、仪表、阀门、接口及其它元器件的最少使用寿命为10年（每天按24小时运行设计）；保证不因冷却水中Cl－引起的腐蚀造成发生器其它元器件的损坏。
3．仪表及在线检测系统
3.1 露点仪1台及配件或露点变送器1台 测量范围 -80 — +20 ℃ 精度 1.5%
输出信号4-20mA 电源220V ±50Hz（露点变送器为24VDC） 报警输出（露点变送器为控制PLC上设定） 3.2 气态臭氧浓度仪1台（含配件），为紫外吸收分光光度计 测量范围0-200mg/L 精度 1.5% 带数字显示仪表
输出信号4-20mA 电源220V ±50Hz 温度自动补偿 自动调零
3.3 水中臭氧浓度仪1台（含取样泵、玻璃流量计、过滤器、调节阀等）为紫外吸收分光光度计或电流法
测量范围0-2mg/L 精度 1.5% 带数字显示仪表
输出信号4-20mA 电源220V ±50Hz 温度自动补偿 自动调零
3.4 尾气臭氧浓度仪1台（含取样泵、玻璃流量计、过滤器、调节阀等），为低浓度紫外吸收分光光度计
测量范围0-20g/Nm3 精度 1.5% 带数字显示仪表
输出信号4-20mA 电源220V ±50Hz 温度自动补偿 自动调零 3.5 臭氧泄漏报警仪
测量范围0-1ppm 精度 1.5% 带数字显示仪表
输出信号4-20mA 电源220V ±50Hz
温度自动补偿 自动调零
报警开关2个,分别设定 开关1 =0.1 ppm 开关2 = 0.2 ppm 3.6 氧气泄漏报警仪
精度 1.5% 带数字显示仪表 输出信号4-20mA 电源220V ±50Hz 温度自动补偿 自动调零 报警开关
3.7 臭氧流量计（质量或标准立方米） 材质
外壳：SS304/316L 传感器：SS304/316L
传感器密封件：氟橡胶，PTFE，Kalrez 带数字显示、有瞬间流量和累计流量 电连接：
电磁兼容性（EMC）：IEC801 部件3：E=10V/m（30MHz…1GHz） 电源：220V ±50Hz 输出信号：4-20mA 3.8 压力传感器，多只
测量范围：0-0.25MPa，0-0.6MPa， 输出信号：4-20mA 精度 1.5%
3.9 温度传感器，多只 测量范围：0-100℃ 输出信号：4-20mA 精度 1.5% 4 尾气破坏系统
尾气破坏器，数量：1-2台，处理接触池产生的尾气。 种类：热催化媒方式或电加热 处理量：XX立方米/小时（每台）； 额定处理尾气浓度0.5%； 出气口臭氧浓度：小于0.1ppm； 接触池中的尾气被分解后由风扇抽出； 应配带1套尾气破坏控制箱
应配带1套烟雾消除器（不锈钢材质）； 5 臭氧接触系统
臭氧接触系统按预先设计的臭氧平均投加量值，并可根据实际水质情况进行调配。水厂的后臭氧投加一般采用接触池，扩散装置一般采用陶瓷微孔布气帽，接触池一般采用两到三级布气，每级气量依次递减，接触混合时间15-5分钟左右不等，详细数据请参考其他章节内容。
预臭氧投加也可以接触池中采用陶瓷微孔布气帽，也可采用射流的方式进行投加。采用射流的方式需配备水射器，压力水采用专用水泵提供，每台水射器配一台水泵。
主要包括的部件如下：细孔布气盘（或管）、不锈钢连接管道及支架。
5.1 布气装置须布气量可调，并且要求布气均匀，在有效水深6m时保证最少90% O3 吸收效率。
5.2 布气系统由独立的布气盘（或管）及支架组成，不允许使用能被含6mg/l臭氧水溶解和腐蚀的材料，布气盘（或管）防止板结等损坏等等。
5.3 其他材料要求316L不锈钢，密封材料要求防臭氧腐蚀。 5.4 臭氧接触池还应包括：
1-2个双向透气安全阀；1套流量平衡控制导管；1套分支管道臭氧流量检测控制装置，手动调节阀气体流量计止回阀；
5.5 射流系统还应包括：水射器、加压泵、调节阀、防倒流装置等。 五、典型工艺流程示意图
第六部分 臭氧发生器冷却系统
一、总述
理论上臭氧的生成热为0.835kW·h/kgO3[1200g/（kW·h）]。假设用氧气制造7%（质量，约合计102g/Nm3）臭氧的电耗是8 kW·h/kgO3，那么只有供给电晕电能的10%被用来生产臭氧，而90%最终从发生器内以热的形式排出被浪费，对于使用空气气源制造2%（质量，约合计30g/Nm3）16kW·h/kg的电耗来说，电晕功率的95%必须以热予以排出。
臭氧发生器的冷却系统对于臭氧产量及其能否长期稳定运行非常重要，在臭氧发生器与系统设计时，基本上把供给电晕能量全部作为废热来处理，才能确保发生器的正常有效的运行使用。由于空气及其他类似气体是不良热导体，电晕放电的热量如果不及时带走，电极会持续上升到上百度甚至更高的温度，使臭氧的热分解变得十分显着，从而降低臭氧产量。为此，在臭氧发生器构造设计时，必须把有利于电晕散热作为设计其结构的先决条件。
正因为散热对臭氧产量的影响非常大，发生器的臭氧产量都对所有冷却水温度的变化敏感。由于热量最终消散到水中，随着冷却水温的升高，相对臭氧产率明显下降。因此，一般臭氧发生器所用的冷却水温均控制在15—25℃之间，液氧为气源的臭氧设备冷却水可达30℃。
除冷却水温度外，冷却水的流量往往也是重要的。提高冷却剂流量有助于补充因高功率密度（气体温度）引起的产量下降以及由于介电体温度升高使电介体损坏这两方面的损失。因此一般水冷式臭氧发生器每生产1kg臭氧需要15—20℃的冷却水2.5—4T/h（循环量），冷却水自进入臭氧发生器至流出臭氧发生器仅用几分钟的时间。
冷却水温度与单位臭氧产生能耗或臭氧产生量降低（除介电体损坏原因外）之间存在确定的相对关系，典型的相对关系如下图所示，冷却水温超过80F（26.7℃）后即引起臭氧产量快速降低。在出气温度和冷却水温度升高情况下将导至臭氧产量和效率显着降低并增加介电体损坏的潜在危险，进气和出气的温度以及进、出冷却水的温度都应检测。冷却水上限温度和下限流量，进气和出气的上下限温度及流量等应根据具体应用条件分别设置设备保护或报警。
冷却水温超过85°F（29.4℃）时，臭氧发生器操作者应检查影响温升的详细因素，包括但不限于：臭氧产量；功率和电耗；冷却水流量&流速；出气温度；气源露点；电极或介电体污染；潜在的介电体损坏；等等。
典型的冷却水温对臭氧产率的影响如下图所示：
（注：本图为华氏温度，根据国内习惯使用摄氏温度的换算公式为： C=(F-32)*5/9，C代表摄氏度，F代表华氏度。
按以上换算，得出：60℉—15.6℃；65℉—18.3℃；70℉—21.1℃；75℉—23.9℃；80℉—26.7℃；85℉—29.4℃；90℉—32.2℃
请资料整理者将上图横标转为摄氏温度重新做出图。）
根据上图曲线可知，在同样的条件下，30℃冷却水时的臭氧产量要比15℃下的额定产量低10~20%左右。
二、臭氧发生器运行冷却水条件
臭氧发生器冷却水温度以15-20℃为宜，一般要求不高于28℃。冷却水温度≤32℃时，臭氧发生器能连续工作运行，但臭氧产量有一定程度的下降。
冷却水须保证较高的水质，一般要求浑浊度不超过10度（NTU），硬度不大于450mg/L，氯化物不大于150mg/L，COD不大于100mg/L，悬浮物不大于10mg/L并不能在容器内造成沉积，这对臭氧发生器长期连续运行有好处。
根据现场条件，臭氧发生器的冷却水因地制宜采用开路或闭路循环，或回流到水处理系统工艺中的方式；根据水质特点，采取适当的防结垢、防有机物沉积等措施。可以利用通过过滤方法生产的饮用水，由水泵通过直通管路送入臭氧发生器。由于存在结垢和腐蚀的潜在危害，腐蚀性水、含高量有机物水与无机颗粒物的水和由NEVER装置处理得到的有机污水都不能直接使用，但可以经过换热器后，作为闭路循环冷却水的冷源水。
臭氧发生器主要由两个部分组成：一部分是一个包含有放电体的容器，通常被称为臭氧放电室；另一部分是一套为臭氧放电室提供高压电源的电源系统，通常被称为臭氧电源或供电单元（PSU）。大型臭氧发生器使用水冷却，应根据现场所能提供的冷却水条件，包括水量、水温、水质指标等，设计水冷却装置。
如果按照90-95%的能量最终从发生器内以热的形式排出，对于臭氧发生器来讲，这个热量被分为两部分：一部分是电极和介电体上的发热量，这一部分热量主要和通过臭氧放电室的足量的冷却水达到热交换平衡并由冷却水带走，极小的一点比例热量被流过的气体带出来，在环境温度较低的时候，更小的一点比例还有可能直接散发到周围环境中；另一部分时臭氧电源装置的发热量，这一部分热量反映了电源装置的效率。由于臭氧电源装置实际上就是一台由多级变流装置组成的变流器，每一级变流装置都有一定的效率，但其中变压器的效率要低得多，其他装置的效率要高一些。
如果一台普通的电力变压器的效率为95%左右，那么一台臭氧发生器配置的中频升压变压器的效率不会达到95%，假定电源装置总体的效率90%左右（中高频臭氧电源装的效率比工频电源的效率要高一些），总能量中大约有10%在变电过程中被电源装置发热损耗，其余大约有85%左右才要通过冷却水被带走，电源装置的发热量要小得多。
出于安全及绝缘的考虑，臭氧电源装置大多采用风冷却，部分设备采用密封机柜，用空调来换热。可以采用制冷的空调，也可以使用汽水换热器，但后者要注意防止水的泄漏。现在部分高端的臭氧发生器产品，臭氧电源的部分部件也采用水冷却，如变频器采用水冷却，升压变压器和电抗器的铁芯采用水冷却，等等。
臭氧电源柜采用风冷却，应注意环境温度符合设计条件，还应考虑再进风口加空气过滤装置，防止泥沙、灰尘等进入设备长期积累造成故障。
第七部分 臭氧发生器投加系统
一、概述
选择臭氧接触装置首先应在可比基础上，考虑系统工程最基本的设计依据，许多依据也是经过长时间的实践运行所积累的经验。最先考虑的是臭氧投加点的现有条件，然后确定有几种类型的臭氧接触装置可以采用，在确定所需要的臭氧量。确定所需臭氧量最简便的方法是通过某种比例规模的试验，但理论计算也是设计的基础依据。臭氧接触应尽可能采用工程应用中得以证实并确认可靠的接触装置，例如，饮用水用鼓泡式氧化塔，自来水厂后臭氧用盘式鼓泡器的多级接触器，游泳池水处理采用射流器，化工氧化采用搅拌反应釜或反应塔等。
在选择臭氧接触装置时要弄清的问题包括：
（1）最佳臭氧应用浓度及所需臭氧量：根据所需的剩余臭氧浓度、必需的臭氧损耗以及平均的投加效率确定所需臭氧量；
（2）臭氧应用的最好方法：确定是否有可利用的臭氧气体压力，或可供系统联机控制的臭氧控制系统，系统安装集运行费用就会更低；
（3）最佳的接触时间：防止臭氧投加量不够造成反应不足，或臭氧消毒中部分有毒物质被氧化成毒性更大的中间产物；防止臭氧投加过量浪费能量而且还要分解多余的臭氧；
（4）臭氧应用的地点：预处理还是后处理；一点投加还是多点投加；是否有多级接触装置中臭氧综合利用的可能性；
（5）工艺要求满足性：工艺是间歇的还是连续的；当条件变化时，接触系统是否有相应的手段对系统设备进行调节；
（6）效率及费用：臭氧要求利用到什么程度，系统运行工艺复杂型、设备复杂性、操作维护复杂性；接触装置抗腐蚀能力或更换的可能性及费用；
（7）安全性：系统中可能造成的臭氧泄漏如何克服，一旦泄漏超标的应急处理方案； 等等。
臭氧接触设备的选择不仅要针对上述问题做出答案，同时还要根据其它的考虑，比如投资等。常用的投加方式有：鼓泡法、射流法、涡轮混合法等方式。 二、鼓泡法
?鼓泡法最常见的就是氧化塔和氧化池。 1．氧化塔
氧化塔底部安装曝气盘，臭氧化气体从塔底部进入氧化塔内，通过曝气盘扩散成微小气泡与水充分接触混合。被处理的水一般由氧化塔的顶部进水底部出水，与臭氧气体成逆流式。氧化塔的有效水深一般在4-7米，混合效率85%-95%。
氧化塔以其性能稳定、投资运行成本低、混合效率高的优势，目前已广泛用于净水、污水等工程中。根据整个水处理的工艺，氧化塔内可以设计活性炭滤层或鲍耳环等结构。
氧化塔适应于间歇式和连续式的工艺。间歇式臭氧化是在接触器内加入反应剂，然后连续投加臭氧直到反应完成；连续式臭氧化处理是将反应剂同时加入和取出。饮用水杀菌净化是连续式臭氧化处理的典型例子，洋茉莉醛生产的化工氧化是间歇式臭氧化处理的典型例子。
设计氧化塔，首先要根据工艺确定其结构，然后根据每小时水的流量和停留时间确定容积。还要考虑
气体和液体流量要满足生产规程、传质和化学反应关系；最后，选定一种将以最经济方式进行的气液接触器和操作方法。
在选择气液接触器过程中，需要考察以下一些参数对传质的影响：比界面面积a，传质系数kL，分散相的溶解度，溶质的扩散系数和分散相储存量。其他间接影响传质的因素有：分散相表面速度，气泡直径和速度。
1.1 鼓泡塔
鼓泡塔是向装满液体的塔内鼓气泡，是饮水消毒最常用的臭氧反应器，混合的程度依气泡大小和表面气体流速而定。鼓泡塔运行简单经济，极适用于高压臭氧化。
鼓泡塔也适用于化学反应速率控制的臭氧化反应，气体接触时间主要通过气泡上升速度和液柱高度予以控制。在气-液接触系统中，鼓泡塔传质效率所受压力的影响，不像它在气-气接触系统中那么大。
在某些化学反应情况下，鼓泡塔内投加催化剂颗粒能构成一种絮体反应器。催化剂颗粒因气泡运动被保持在悬浮状态，但是如果气流变成间歇的，或者气泡上升速度太慢不足以保持催化剂颗粒的悬浮，催化剂颗粒也能造成喷头堵塞。
1.2 填料塔
填料塔是立罐内装以填料，来分散气流和水流，并促进混合。用于气体净化的填料塔，通常称作吸收塔，一般以气液逆流方式运行。
填料塔可提供大的界面面积，某些填料也可以起催化剂作用来促进反应。填料塔采用逆流运行，但是带催化的填料塔逆流顺流操作都可以。
1.3 搅拌塔
搅拌塔（搅拌反应釜）用于传质速率和化学反应速率为同一数量级的中速反应，间歇式和连续式都可使用，常用于化工氧化，如晶体乙醛酸生产。
搅拌速度对气液平衡的主要作用是改变界面面积。通过使用强力搅拌，搅拌塔能接近填料塔的界面面积，并能近似无搅拌鼓泡塔的界面面积。因搅拌器消耗电能，增加了部分运行费用，但当气体被扩散到液体内以后，降低了混合体的密度，所需搅拌功率也降低。
搅拌塔的优点是混合及传热效果好。机械搅拌作用能使投加的催化剂保持悬浮状态，从而改善絮体反应器的运行。机械搅拌传热速率很快，因此夹套式和蛇管式热交换器均可使用。
2．池式鼓泡反应器（接触氧化池）
臭氧接触池1级，有2组，每组分3-4个隔离间（其中2-3个隔离间分别安装扩散器），每组接触池可以负担50%的流量主要包括：微孔布气盘（或管）、不锈钢连接管道及支架、流量调节机构等。
氧化池性能稳定、混合效率高、投加量调节简便、接触时间不受工作原理限制，可以提供较长的接触时间，设计和运行上都有高度的灵活性，是目前大规模的臭氧处理中使用最广的接触装置之一，广泛用于水臭氧化的接触装置，特别在净水处理中。扩散元件一般是多孔陶瓷管（盘），也有不锈钢、钛板和塑料等材质的扩散器。
氧化池的容积根据每小时水的流量和停留时间确定，通常，一座氧化池内建几（4-6）个隔断隔开，臭氧投加点设在前几（2-3）个隔断内。氧化池底部安装曝气盘，臭氧化气体从塔底部进入池内，通过曝气盘扩散成微小气泡与水充分接触混合。氧化池顶部加盖密封并设有观察窗，防止臭氧泄漏并收集尾气臭氧。另外，池顶还应设置双向透气安全阀。
氧化池的有效水深一般在4-6米，气液在池内必须保持充分的反应时间，例如水平均停留时间达到20min，混合效率90%左右。
臭氧分成相应流量的支流进到每座室内，维持稳定的水溶臭氧浓度，分解难降解化
合物并杀死细菌。一般第一级投加满足直接臭氧要求，后级投加继续维持水溶臭氧浓度，保持持续杀菌能力。
曝气系统由独立的布气盘（或管）及支架组成，不允许使用能被臭氧水溶解和腐蚀的材料，支架及其他材料要求316L不锈钢，密封材料要求防腐。
扩散器（曝气盘）须曝气量可调，并且要求布气均匀，产生平均有效直径约2mm左右或更小的气泡，实际应用中是将孔径大小20~100μm的扩散器安装在池底。
扩散器法设备简单，运行稳定可靠，但应保证扩散器孔隙均匀，防止扩散器及管道破裂或泄漏，形成臭氧化空气的“喷枪”降低混合效果，还要防止铁、锰氧化物沉积在曝气盘上造成堵塞。
2.1 曝气盘
****公司的设计生产的曝气盘有以下几种规格： 陶瓷：φ120 最大曝气量：2-4m3/h 陶瓷：φ185 最大曝气量：5-8m3/h 钛板：φ130 最大曝气量：3-5m3/h 钛板：φ200 最大曝气量：6-10m3/h 特点：
广泛的应用于工业水处理中，能适应不同池型和水深，具有曝气效果好、传质速度高、强度大、耐腐蚀性范围广等优良性能。
主要组成部件：
微孔陶瓷板或钛板、密封垫圈、夹持机构。 三、喷射器接触装置
喷射器接触装置是通过射流器利用高速水流在喷嘴口形成负压将臭氧气体吸入水流并混合，具有投资少、占地面积小、接触时间短等特点，在设计合理及臭氧浓度较高时也可以达到很高的混合效率，但系统设计时应考虑各种意外，防止负压消失造成水倒灌到臭氧发生器中。
由于射流投加需要形成高速水流，要求射流器前后有一定的压差，因此只在有可利用的水压时，才可以强调它的使用。射流法一般在分支管路上投加，也可以在主管路上投加，分支水量是主路水量的25%或40%。而且该法适用于在空气流量为水流量5%~10%的实际运行条件下使用，所以原则上此种方法适合于低臭氧需量之用，如游泳池水处理。
****公司设计生产的射流器，最大吸气量与过水量约为1：1比例，水射器工作压力要求进出水口的压差为0.03-0.05Mpa，更适合往高压水管道中投加臭氧。与射流器配套的装置有反应罐、气液分离罐、水泵等，配置反应罐可以增加臭氧与水的反应时间，而且能将气体分离出去；配合气液分离罐只能将气体分离出去。 四、管道反应
管道反应是臭氧和水在管道中完成反应，常用的装置是静态混合器，气、液在流动中通过多级（一般七级以上）切分，经过n级切分后理论混合比例为2-n。
五、涡轮负压混合法
目前常用的尼可尼气液混合泵是常见的涡轮负压混合法，适用于溶气气浮、生化曝气、臭氧水及富氧水制取。气浮机也是常用涡轮负压混合法设备。
尼可尼气液混合泵特点：
a．边吸水边吸气、泵内加压混合、微细气泡20－30微米。 b．气液溶解效率高、性能稳定、易操作、易维护。 c．气浮装置可取代加压泵、空压机、射流器、高压溶气罐、气水混合器及释放头等，可克服传统装置运行不稳定及大气泡翻腾的问题。
d．臭氧水制取装置可取代增压泵、射流器、大型氧化塔等，气液溶解效率90%以上，可大幅降低设备投资及运行成本。 六、典型臭氧接触系统示例
1．自来水厂池式臭氧接触系统 1.1 预臭氧接触池
预臭氧主要的作用是杀藻、改善絮凝效果和去除部分有机物、避免预氯化产生消毒副产品物。
预臭氧接触时间，根据试验设计可采用4min，主要是考虑絮凝剂的投加与藻类的去除效果最佳。
每格预臭氧采用前端1点投加，竖向廊道混合，混合流速采用0.12～0.2m/s，混合水头控制在0.1m以内。臭氧投加设备采用水射器和多孔扩散管，每台水射器流量为56m3/h，水射器前水压为0.35Mpa（相对压力）。压力水采用专用水泵提供，每台水射器配一台水泵。
预臭氧接触池还可以使用鼓泡的方式投加臭氧，并使用后臭氧接触装置的尾气臭氧。 1.2 后臭氧接触池
后臭氧的作用主要是氧化有机物（将大分子有机物变为小分子有机物，以利后续生物活性炭吸附降解）、杀死细菌、病毒、病原体等，并为后续活性炭提供充足的氧源。
后臭氧投加量设计采用1.5～2.5mg/L，水中余臭氧（C）采用0.2～0.4mg/L，接触时间（T）采用10min。设计的主要控制指标为CT值，一般CT≥1.6mgL-1.min。根据接触池进水流量前馈控制投加，出口水中臭氧浓度仪、尾气臭氧浓度反馈控制，根据水质化验参数进行修正。臭氧投加量与接触时间参数的选用，还应考虑具备杀死贾弟氏虫和隐性孢子虫的运行工况能力。
后臭氧扩散装置采用两级布气，前级气量60%，后级40%，接触混合时间15分钟，前级5分钟，后级5分钟，缓冲部分5分钟。采用陶瓷微孔布气帽，每个投加点设2条竖向通道，第1通道布置微孔布气帽，第2通道为混合反应区，布气帽通道的净距为2.0～2.5m。 2．游泳池水臭氧接触系统 检修人孔臭氧尾气破坏器安全阀臭氧管道混合反应区混合反应区混合反应区微孔布气帽进水出水平衡孔2002.1 CT值是臭氧消毒系统的主要设计参数
其中C代表臭氧浓度，以mg/L计；T代表接触时间，以 min计；两者的积CT值表示消毒过程的有效性。例如臭氧浓度为0.4mg/L，接触时间为4min 时的CT值等于1.6。游泳池水和饮用水不同：（1）游泳池水封闭循环，每天循环次数最少4次，而饮用水是直流的。（2）随着游泳人数增加，池水所需氧化剂量也要增加。（3）游泳池水温度一般为25℃～40℃，而饮用水温度一般为0.5℃～25℃。（4）游泳池水还要加氯作为辅助消毒剂。（5）游泳池循环水经过滤后加臭氧消毒。CT值采用1.6来确定游泳池水臭氧消毒系统的大小是比较安全的，有些地区采用低的CT值0.8，臭氧浓度为0.2mg/L～0.25mg/L，接触时间为3.5min～4min，此时作为辅助消毒的加氯量可减少65%。当氯作为主要消毒剂而臭氧作为精处理消毒剂时，CT 值可小于0.8，臭氧浓度小于0.5mg/L，接触时间小于1min。
2.2 臭氧与水混合的氧化反应
通常用装在旁流管上的射流器把臭氧导入水中，为了保证射流器的进水压力，在旁流管上安装管道泵加压。射流器后的水和臭氧混合液从上侧进入反应罐充分接触后从下侧出水与游泳池循环水主管相接。旁流管中的水在高臭氧浓度下消毒后再和主管中的水混合并产生氧化反应。商业游泳池水循环周期采用6h，旁流管水流量为循环水主管流量的15%～25%，可保证臭氧在进入主管线前有足够的传质效率和足够的接触时间。
2.3 确定臭氧发生器的大小
臭氧发生器产量（g/h）= 循环水流量（m3/h）× 臭氧投加浓度（g/m3）。 在氧化罐中，水中无机和有机污染物被水中溶解的臭氧氧化并进行消毒杀菌，反应罐上部的排气装置应与臭氧破坏装置连接使，在尾气进入大气前除去未溶解的臭氧。
反应罐的容积确定：
反应罐容积（m3）= 循环水流量（m3/h）× 旁流水百分比（%）× 反应时间（h）。 在游泳池水温度范围内，池水中溶解的饱和浓度遵循亨利定律，臭氧发生器产气中臭氧浓度越高，水中饱和浓度也越高，溶解臭氧的传质平衡浓度也越高，消毒性能越好，在选择臭氧发生器时应考虑到这一点。
第八部分 臭氧发生器臭氧分解系统
一、概述
臭氧投加是用臭氧化气来完成的，工艺气体的起始浓度在4.17×10-4mol/L（20g/ m3）数量级。假设一般接触装置的实际效率90%，尾气中臭氧浓度可能达到4.17×10-5mol/L（2g/m3）。即使有最好的扩散系统，从反应池或反应塔排出的气体中也会含有较多的臭氧，这种含有一定量臭氧的空气是不适于呼吸的。
臭氧的极限值（TLV）为4.46×10-9mol/L，或大约0.2mg/m3，而当停留时间短于30min时，可允许1.25×10-8mol/L（0.6mg/m3）的浓度。
臭氧嗅味的检测极限在（0.893~2.23）×10-9mol/L的范围内。浓度达到1.34×10-9mol/L以前人的工作能力是不受抑制的。
如果空气中臭氧浓度超过0.2mg/m3（约等于0.1ppm），将会刺激喉咙引起咳嗽。国际上很多国家建议大气中臭氧最大浓度为0.1ppm，这个值是基于8小时工作时间下工作场所允许的最大臭氧浓度。因此，在臭氧工程设计中很重要的一点就是采用安全措施进行废气处理，避免任何副作用的产生。
有关操作区和设备的安全预防措施也必须加以考虑，这些措施包括臭氧发生器室的适当通风，用来检测系统设备及管路泄露的专用设备以提供报警，以及为了保护检测设备的电子器件而要求的工作场所的通风，接触池严实密封，等等。
目前，可用来消除或分解接触器尾气中臭氧的方法有： （1）预臭氧化；
（2）尾气循环到臭氧发生器； （3）稀释后排放； （4）催化分解； （5）热分解；
（6）在可燃载体上吸附和反应； （7）淋洗和（或）化学捕获；
（8）兼有分解和（或）随后分解的吸收。
由于臭氧是一种不稳定气体，可还原成氧气。这种还原作用在常温下进行很慢，但在350℃温度下瞬间内即可完成。因此，传统的尾气臭氧分解装置大都采用加热分解的方式。
随着催化技术的发展以及能源的紧张，还有逐渐降低运行费用的要求也成为产品的发展趋势，催化分解的技术及产品开始逐渐用于尾气臭氧分解。
1．预臭氧化法
预臭氧化处理的前提条件是，系统工艺中臭氧的投加必须是多点的。后臭氧处理的尾气采用预臭氧化法消除，就是将从后臭氧接触室排出的气体通过某种方法投加到预处理的某个环节的水里。由于进行预臭氧化处理的原水含有快速反应或溶解臭氧的物质，尾气里的臭氧能被大量消耗，预臭氧化阶段的臭氧吸收率可再一次达到90%左右，但是尾气臭氧分解问题理论上依然存在，不过此刻尾气臭氧浓度又降低了一个数量级，即降低了9/10，例如从7g/m3降到了0.7g /m3。
预臭氧化系统需要一台自吸设备，如环流涡轮混合器；或者一套喷射装置，如文氏射流器；或者扩散装置，如曝气盘或穿孔管。
2．循环法
当用纯氧或富氧气体发生臭氧时，可以实行尾气循环回到臭氧发生器。这种技术是以氧的经济回用为基础的，尾气必须经过提纯和干燥的工艺后，加压到臭氧发生器或者是气源处理装置中。
表面上看使用循环法消除了尾气臭氧对环境的影响，而且又达到了气源回收利用，
但循环法造成了气体内氨气和二氧化碳气含量的逐步富集，为防止臭氧产量下降，一般也要往系统中补充5-10%左右的新鲜气体，因而仍然会有5-10%左右的尾气排放，还是需要对一小部分尾气臭氧进行分解处理。另外，循环系统中的某些部位还需要耐潮湿臭氧腐蚀材料，而且尾气的提纯非常重要，避免微量有机物逐步积累在干燥塔内吸附剂上。
接触器尾气中的臭氧并不能使臭氧发生器出口的臭氧浓度有提高，这点符合臭氧发生器是在平衡状态下运行的化学反应器原理。
3．稀释法
稀释法是用空气稀释含臭氧的尾气，达到排放要求的一种方法。不过，直接达到排放尾气0.1ppm臭氧安全目标所需的稀释比是很高的，例如在5000~10000之间，所以此法只有在剩余臭氧进一步利用（例如通过预臭氧化）或适当的大气稀释比（如8~10）之后，再配接排气烟筒用机械通风100~120的稀释比才能切实可行的。
尽管运行成本低，只需很少控制设备，但由于巨型离心通风机所产生的噪音太大，而且不同生产条件下气体流量或臭氧产量的变化会造成尾气中臭氧浓度的变化，此项技术还是很少应用。
4．热分解法
热分解法是将尾气加热到一定温度，促使臭氧快速分解的一种方法。臭氧的热分解早在30℃即已开始，在40~50℃时显着。在200℃下一分钟内臭氧分解大约是70%，230℃时92%~95%。在300℃或以上时，1~2s反应时间内达到100%分解。热分解法是当前用于消除臭氧处理厂尾气所含臭氧使用最广泛的技术，可采用的主要工艺有三种：
（1）单通道电阻加热； （2）通过热交换加热； （3）加热并过热燃烧。
单通道电阻加热工艺连续、简单，易实现自动化，排出的气体温度达到250~300℃的高温，废气烟道需要用耐火材料建造，运行费用高；可以使用热交换器回收部分热能对尾气进行预热。
用于尾气排出的离心风机最好是装在破坏装置之后（如置于整个破坏装置的出口），靠抽吸和吹风来排气；热交换器必须用抗腐蚀材料制造。如臭氧发生器采用氧气源或富氧源，上述设备应符合相应的安全要求。
5．吸附法
吸附法是通过吸附在可燃载体上破坏臭氧，实际上使用的是装有活性炭滤层的过滤器。
通常的基本设计参数是：用2L（约1kg）活性炭处理1 m3/h尾气，且过滤器炭层装成1.2m的厚度。它所产生的压力损失大约为0.02~0.03MPa。为获得完全反应，过滤器炭层最好加热到60~80℃。
由于不稳定的臭氧化反应产物（如过氧化氢类的积累所造成），也能形成CO基，导
致氧化碳的高能释放转换，这项方法有可能发生严重爆炸的危险情况。
通过往炭层上适量洒水可防止这些危险，从运行安全考虑，该方法一般禁止用于使用纯氧或富氧气体的臭氧发生器。
6．催化分解法
催化分解法是尾气中的臭氧分解更多采用催化分解的方式，能使臭氧比用活性炭时更快的分解。目前大多数可用催化剂都是同钯有关的，不过其它金属氧化物诸如氧化锰和氧化镍也是常用的。有时把活性炭催化剂包在某一支撑体上以便于操作，如在铝颗粒上包上钯基催化剂。
当尾气潮湿时，催化剂的效率很低，而且会很快失效。因此，工作时必须对催化剂持续加热。
目前，有关用催化剂作臭氧破坏用的费用和运行特性都需要进一步研究。中毒频率和催化剂价格是重要问题。
7．吸附-分解法
吸附-分解是辅助臭氧破坏可能采用的另一项技术，也就是在气体循环过程中。硅胶刚活化时，具有从不稳定气体中固着臭氧的特性，理论接触时间等于8~10s，同时硅胶逐渐失效。经若干次热再生之后，硅胶的臭氧分解性能被降低。分子筛含有类似硅胶性能的万分，不过失效比硅胶慢一些。
关于吸附-分解技术操作的严格条件，包括再生期间所吸附臭氧的热分解，需要进一步研究。有关吸附材料反复热再生的磨耗和退化方面更要特别注意研究。
各种臭氧尾气处理系统的相对运行费见下表： 装 置 预臭氧化 循环 稀释 加热 单加热 热交换 燃烧 活性炭吸附 催化 硅胶吸附 分子筛吸附 二、尾气分解设备简介
运行费W·h/m3 80~150 80~100 8~10 130~170 85 约150 10~15 5 2 1~2 主要优点 利用了臭氧 无排放 易操作 易监测 高产量 全部破坏 稳定运行 设备小 部分生产 循环周期长 主要缺点 仅部分破坏 腐蚀危险 噪音问题 热尾气 难自动化 设备大 爆炸危险 催化剂中毒 再生不可逆 仍在试验 基于各种尾气处理设备的优缺点及使用范围，水厂用的尾气分解装置主要有加热分解型尾气臭氧分解器、催化或加热-催化混合型尾气臭氧分解器两大类，目前还没有水厂使用预臭氧化法、循环法、稀释或其他方法来消除臭氧，以下简要介绍常用的两种设备。
1．加热分解型尾气臭氧分解器 1.1 工作原理
尾气臭氧被加热到350℃而被彻底分解。设备带有一套完备的仪表系统（测量、报警、故障检测），易于实现全自动运行。
加热分解型尾气臭氧分解器采用一体化设计，加热温度高于350℃，反应时间2.5秒，可将余臭氧的浓度降低至0.1ppm以下。
1.2 运行方式
设备全自动运行，运行中充分考虑节能的观点，被分解的气体在离开系统前首先通过一个高效热交换器与进入的气体进行热交换，然后含有臭氧的气体通过一列电加热器达到被破坏所需的温度，废气通过管道压力或由离心风机排出破坏器。
1.3 主要组成元件?
加热分解型尾气臭氧分解器为整体设计，主要包括以下原件：
1.3.1 一台控制柜，使设备实现恒温控制，并实现对设备的现场/远程操作。 控制柜含有一套显示调节仪表，并可在终端安装报警器用于远程指示。 1.3.2 热交换器
热交换器由焊接板制成，采用逆流运行方式。构造：304/316L不锈钢。 1.3.3 加热器
加热器由304/316L不锈钢制成，通过150mm石棉隔热，最外面用镀锌薄板起保护作用。设计温度：420℃
1.3.4 框架：外部框架由304不锈钢或碳钢焊接制成。 1.3.5 备选风机：离心风机安装在外部框架上。 1.4 主要特点
1.4.1 彻底灭除臭氧：由于使用高温来分解臭氧，臭氧被100%分解。 1.4.2 自动化程度高：由于使用电气设备，易于实现自动化。
1.4.3 设备体积大：由于使用加热设备，而且使用多级热交换器，设备体积较大。 1.4.4 设备能耗高：由于使用加热设备，将气体加热到350℃左右，尽管使用多级热交换器，设备能耗仍然很高。
2．加热-催化混合型尾气臭氧分解器 2.1 工作原理
加热-催化混合型尾气分解器主要通过催化分解作用去除尾气中的多余臭氧。设备带有一套完备的仪表系统（测量、报警等），将尾气预加热到一定温度，与催化床接触一定时间，可将余臭氧的浓度降低至0.1ppm以下，易于实现全自动运行。
设备采用紧凑型一体化设计，臭氧破坏设备（主要是加热器和催化槽）、现场控制盘及离心风机（根据运行工况可选）均安装在一个焊接钢架上，设备内部已经按要求填充好催化剂，产品发货前已经过测试运行及性能检验。
2.2 运行方式
加热-催化混合型尾气分解器全自动运行，能耗低。
尾气在破坏器入口处通过预加热来防止其在催化器中发生冷凝。加热温度通过温控器调节，温控器的安全开关可在温度过高时切断电源。进入反应室后，臭氧分子在通过催化器时得以分解。随后，尾气被离心风机从催化床排出。
2.3 主要组成元件
加热-催化混合型尾气分解器由以下元件组成：
2.3.1 催化反应槽，包括不锈钢催化槽、不锈钢网状格板及支承栅板、催化剂等； 2.3.2 加热器，包括：温控器、不锈钢外壳、加热元件等； 2.3.3 离心风机：离心式，铝质涡轮和叶片，单/三相电机； 2.3.4 除雾器，包括外壳、支撑架、专用除雾筛网、排水装置等；
2.3.5控制柜：小型控制柜一般与分解器为一体化设计，大型设备和分解器设计为分体式，使尾气分解器全自动安全运行。柜体为薄钢板制成，保护等级IP45，也可按用户要求将保护等级提高至IP55，一般包括以下元件：
专用操作面板：包含1个开关，1个急停按钮，1个电源接通指示灯，1个工作指示灯，1个故障指示灯，1套温度仪表；
控制系统：除现场手动控制外，还可由PLC实现远程自动。 2.4 主要特点
2.4.1安全：尾气分解器使用目前最理想的触媒剂，它不消耗臭氧，不会吸收臭氧，并且完全可以保证臭氧不会达到危险浓度。
2.4.2 低温运行：运行温度大约为40-60℃，这样可以降低运行成本，相对于加热分解型尾气分解装置，大约90%的运行费用是可以省去的。
2.4.3 较低的压降：最大压降仅为O.02MPa。 2.4.4 分解不完全：仍有部分臭氧残留在尾气中。 注意：催化剂中毒危险
催化床主要由二氧化锰、一氧化锰、氧化铜等构成，因此存在着由于催化剂中毒带来的风险。在水厂的臭氧消毒过程中，气态氯的分解以及氯引起的催化床中毒基本不会发生，但潮气的存在极易造成催化剂中毒。
正确使用催化分解，在尾气进入催化床之前必须经过除雾装置用来去除液态的水雾；然后再经过预加热，防止尾气经设备冷凝后再次出现液滴。 三、尾气臭氧分解器的安装及注意事项 1．安装
1.1 将尾气臭氧分解器安装在室内或室外顶棚下的一个水平的基础上，一般加热分解型必须安装在室内，其他型的可根据实际需要来安排。
1.2 为尾气臭氧分解器配备进口开关阀以及一个旁通阀（如有需要）以便于维修和启动。
1.3 如有用电设备，选用适当的断路器将电源接到设备上。
1.4 电源连接：根据给出的电气要求进行线路连接，所有元件遵循电路连接规范及国家标准或符合NEC、NEMA、CSA和UL的标准。
1.5 电器连线可能因运输过程而松动，请用螺丝刀旋紧。 1.6 保存：如果在安装之前保存一段时间，请遵从以下简单程序： 1.6.1 密封或包裹所有的部件 1.6.2 包裹电器箱
1.6.3如催化剂因运输的原因未装入干燥塔内，应置于室内保存以防雨或水的侵蚀。 1.7 检漏：所用尾气臭氧分解器在出厂之前均经过检漏测试，但泄漏现象在运输或安装过程中可能会发生，在安装后和试运行前应对系统检查有可能出现的泄漏现象。
2．注意事项 2.1 安全规程
在使用离心风机（气泵）空气处理设备及电加热器等用电设备时，请遵守基本的安全规程，并注意以下内容：
2.1.1 通读所有的规程
2.1.2 电器接线及断路器：电器接线、断路器和其他电器元件必须符合地方政府及国家标准。在任何情况下，如本设备被摔坏或损坏，请不要操作本设备。注意许可的调试、修理或调节设备的权限。
2.2 警示：安装或操作本设备时，应符合国家标准及地方政府标准的要求。 2.2.1 设备维护时，确信电源已经切断。
2.2.2采用合适的部件和附件：在管路流程中，请勿采用不能承受一定浓度的臭氧腐蚀的部件和附件。
2.2.3 离心风机（如果有）：应有必要的安全防护装置，以免对人体造成意外伤害。 2.2.4 可靠的接地：如使用加热等用电设备，必须保证设备接地良好。 2.3 警示：
经过尾气臭氧分解器处理过的尾气仍然会含有一定浓度的残留臭氧，在一些公共场所使用时必须安装浓度检测报警仪，确认臭氧浓度在安全许可浓度0.1ppm以下。
2.4 注意：
处理后的尾气可以直接排放在大气中，但是放空口应加装必要的装置，以免雨水溅入设备内部造成设备损坏。
3．尾气分解器技术参数
尾气分解器技术参数一般如下：
3.1 额定进气臭氧浓度：0.5wt%，约合6-8g/m3
3.2 出气臭氧浓度：稳定状态下为0.1ppm，约合0.2mg/m3 3.3 进气口条件要求：含臭氧的空气或氧气
3.4 额定进气流量：XX Nm3/h，最大进气流量：XX Nm3/h 3.5 最高进气压力： XX MPa 3.6 电源：XX V/Xph/XX Hz
3.7 装机容量：XXX kVA，其中加热器 XXX kVA；风机 XXX kVA 3.7 工作温度：最高 XX ℃ 四、选型建议浅析
目前由于水源的原因，水厂的臭氧的投加一般是两点或多点投加的。使用氧气源（包含液氧和富氧）时，氧气综合利用或者说尾气的回收利用显得非常必要，但是氧气的综合利用或者说尾气的回用为必须以经济为基础：当用纯氧或富氧气体发生臭氧时，虽然可以实行尾气循环回到臭氧发生器作为气源，但作为臭氧气源的回用尾气，必须要满足作为臭氧气源的几个条件，也就是说尾气必须经过提纯和干燥处理的工艺后才能使用。
由于氧气回用系统中的某些部位还需要耐潮湿臭氧腐蚀材料；而且为了避免微量有机物逐步积累在干燥塔内吸附剂上，尾气还要经过喷淋或洗涤的提纯工艺；回用的气体为防止氨气和二氧化碳气含量的逐步富集而造成的臭氧产量下降，还要往系统中补充新鲜氧气，氧气回用系统设备及工艺复杂性大大提高。
目前由于水源的原因，水厂的臭氧的投加一般是两点或多点投加的。笔者粗浅认为，使用空气源的臭氧系统，某些产量级的后臭氧处理尾气的消除完全可以采用预臭氧化的方式，预臭氧化可以通过在预臭氧池中预设穿孔管的的方式或射流的方式，预臭氧尾气的消除可以使用离心风机和射流器喷射稀释的方式。
至于使用氧气源的臭氧系统，某些产量级的后臭氧处理尾气的消除也采用预臭氧化的方式，预臭氧化可以通过在预臭氧池中预设穿孔管的的方式或射流的方式，通过控制后臭氧尾气的浓度，可以将预臭氧尾气控制在极小的数值之内，或最多再通过以及催化分解，将尾气导入水处理系统的生化曝气的处理工艺，达到综合利用程度，而不采用复杂的循环的方式。
第九部分 臭氧发生器系统的安装调试
一、概述
本工程是为XXXX公司水厂配套的臭氧系统。XX水厂位于XX省XX市XX区，该地水源已有一定程度污染，浊度X，XXX、XXX、XXX含量高，为达到国家新的水质标准，水厂采用臭氧-XXX处理工艺，臭氧用量XXkg/h，臭氧设备采用3台空气源10kg/h臭氧发生器，二用一备。水厂设计最大处理水量XX万T/d。经公开招标，选择由青岛****实业有
限公司生产的三套空气源10kg/h中频臭氧发生器，臭氧系统由青岛市臭氧应用工程技术研究中心进行设计，主体设备中臭氧发生器、吸附式干燥机由青岛****实业有限责任公司制造，空气压缩机、储气罐、冷冻式干燥机、精密过滤器采用国际、国内知名品牌设备。青岛****实业有限责任公司以包工、包料、包工期、包质量的总包方式承接系统设备、管道、电缆及仪表等的安装施工以及臭氧系统设备的调试和联动试车。安装工程总工期预计为XX工作日，本工程在施工过程中，必须做到合理规划、科学组织、统筹安排和采用先进的施工技术和施工工艺，确保本工程优质、安全、正点完成。 二、方案编制依据计及原则
1．XXXX公司提供的技术要求和水质水量情况。 2．XXXX公司项目水厂臭氧系统设备技术协议。
3．XX设计院提供的臭氧系统设备询价文件、图纸和臭氧发生装置相关工程规定。 4．严格遵守国家及地方有关法律法规和技术政策。
5．青岛市臭氧应用工程技术研究中心设计的工艺流程图及施工图。 6．青岛****实业有限责任公司的安装施工说明。
7．根据施工现场总用电量及相关规范规定，结合现场安全、文明施工等原则，编制此施工方案。 三、施工技术措施
1．设备安装工程施工方案 1．1主要设备一览表（举例略表） 序号 一 1 2 3 4 5 二 1 2 设备名称 臭氧系统 臭氧发生器 臭氧扩散器 接触池扩散导管 尾气臭氧破坏器 双向安全阀 空气处理系统 空气压缩机 储气罐 规格型号 单位 数量 安装高度 重 量（t） 3 臭氧产量≥10kgO3/h 台 曝气盘 不锈钢316L XXX 只 套 套 只 套 台 台 XXX 1 2 2 3 3 3 3 4 5 三 冷冻式干燥机 吸附式干燥机 空气过滤器 检测分析仪表 台 台 套 套 3 3 3 1 1．2 设备验收
设备的开箱检验必须有业主和监理工程师在场共同验收，根据装箱清单进行下列项目的检查，随机文件应齐全，设备名称、型号、规格、数量应正确，设备外形尺寸和管口方位与图纸相符。外观检查应无损伤、锈蚀，设备的随机配件和专用工具符合清单要求。设备开箱检验完毕，必要时应及时填写“设备开箱检验记录”，并由有关检验人员签字，随同随机文件一起保管。
1．3 设备就位
设备就位前，首先核对设备的管口方位、管口尺寸、管口相对位置，并标注管口号，在设备底座上标注设备中心方位，就位时应与设备基础方位中心线对齐，然后选择合理可靠的方法将设备吊装就位。设备调整和测量的基准规定如下：
设备支承的底面标高应以基础上标高基准线为基准。 设备中心线位置应以基础上中心线位置为基准。
设备就位后应及时进行找平找正工作，机器找平时，安装基准的选择和水平度的允许偏差必须符合“专项规范或机器技术文件的规定，一般横向水平度的允许偏差为0.1mm/m，纵向水平度允许偏差为0.05mm/m，不得用松紧地脚螺栓的办法调整找平及找正值。水平度用水平仪测量。
2．管道安装施工方法及技术措施 2.1 施工技术准备
施工负责人组织有关施工人员学习施工图纸，领会装置工艺流程，把握工程的工艺特点，进行焊接工艺评定，明确工程的质量要求，做好设计交底和技术交底。
2.2 施工人员准备
施工作业人员必须参加安全教育和通过安全技术培训，各专业人员均需具备上岗作业资格证书，现场施焊人员必须持有劳动部门考核合格的焊工合格证，并有相应材质的合格项目。
2.3 管道组成件及支撑件的检验
2.3.1 管道组成件及支撑件必须具有制造厂的产品合格证书、质量证明书或实验报告，国内产品其质量不得低于国家现行标准的规定。如无统一标准则根据制造厂家标准而定。
2.3.2 管道组成件及管道支承件在施工过程中按甲方要求妥善保管，不得混淆或损失，其标识应明显清楚。暂时不安装的管子，应封闭管口。
2.4 管道加工
2.4.1 不锈钢管应采用机械或等离子法切割，使用砂轮机时，应使用专用砂轮片。 2.4.2 切口表面应平整，无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等。
2.4.3 切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%，且不得超过3mm。 2.5管道焊接
2.5.1 焊接施工前，技术人员应按单线图对焊缝进行编号，管道焊接管理，包括焊接工艺、焊工、焊接材料、现场焊接管理，按本公司制定的管道焊接管理制度执行。
2.5.2 管道焊接为保证施工质量，原则上均应采用氩电联焊的焊接方法，如管径小于等于DN80，可采用全氩焊。
2.5.3 坡口定位焊应采用与正式焊接相同的焊接工艺。
2.5.4 除工艺或检验要求需分次焊成外，每条焊缝应一次连续焊完，否则应采取焊后保温措施，并在再次施焊前，对焊道加以预热。
2.5.5 除焊接及成型管件外的其他管子对接焊缝的中心到管子弯曲起点的距离不应小于管子外径，且不应小于100mm；管子对接焊缝与支、吊架边缘之间的距离不应小于50mm。同一直管段上两对接焊缝中心面间的距离：当公称直径大于或等于150mm时不应小于150mm；公称直径小于150mm时不应小于管子外径。
2.5.6 不宜在焊缝及其边缘上开孔，当不可避免时，应对开孔直径1.5倍或开孔补强板直径范围内的焊缝进行无损检验，确认焊缝合格后，方可进行开孔。补强板覆盖的焊缝应磨平。
2.5.7 管道上的仪表取源部件的开孔和焊接应在脱脂、清洗前进行，脱脂后开孔和焊接的，预留的管段应利于第二次清理。
焊接后，经检验合格需及时进行酸洗钝化处理。
2.5.8 穿墙及过楼板的管道，应加套管。管道焊缝不宜置于套管内，穿墙套管长度不得小于墙厚，穿楼板套管应高出楼面50mm，管道与套管之间的空隙应采用不燃材料填塞。
2.6管道的安装
管道安装过程中，要严格按照图纸施工，当出现不合理情况时要找设计方作设计修改确认，当设计方委托施工方自行解决时要遵循以下原则：应能方便施工和维修；能保证以后合理而安全的操作；能满足紧急事件的处理；能保证事故发生时危害及影响最小；从经济的角度出发尽量减少管道及其他相连电器、仪表等的消耗量。
2.6.1 管道安装时，应检查法兰密封面及密封垫片，不得有影响密封性能的划痕、斑点等缺陷。
2.6.2 法兰连接应与管道同心，并应保证螺栓自由穿入。法兰螺栓应跨中安装。法兰间应保持平行，其偏差不得大于法兰外径的1.5%且不得大于2毫米。不得用强紧螺栓的方法消除歪斜。
2.6.3 工作温度低于200℃的管道，其螺纹接头密封材料宜选用聚四氟乙烯带。拧紧螺纹时不得将密封材料挤入管内。
2.6.4) 管子对口时应在距接口中心200毫米处测量平直度，当管子公称直径小于100毫米时允许偏差为1毫米/米，当管子公称直径大于 100毫米时，允许偏差为2毫米/米。
2.6.5 管道安装的允许偏差如下： 项 目 坐标 标高 水平管道平直度 立管铅垂度 成排管道法兰与管道间距 交叉管的外壁或绝热层间距 阀门手轮与周围物体间距 在安装前不得再有第二次污染。
2.6.7 金属管道均须静电接地，接地电阻不大于2欧姆。 2.7 阀门安装
2.7.1 阀门安装前，应检查填料，其压盖螺栓应留有调节余量。
2.7.2 阀门安装前，应按设计文件核对其型号，应应按介质流向确定其安装方向。 2.7.3 当阀门与管道以法兰或螺纹方式连接时，阀门应在关闭状态下安装。 2.8 支架安装
2.8.1 管道安装时应及时固定、调整支架，支架位置应准确，安装应平整牢固，与管子接触应紧密。
2.8.2 固定支架应严格按设计文件规定执行。
2.8.3 管道安装时不宜使用临时支架，当使用临时支架时，支架不得与正式支架位置冲突；并应有明显标记，管线安装完毕后应予以拆除。
2.8.4 管道安装完毕后，应按设计文件规定检查支架形式和位置。 2.8.5 活动支架的位移方向及导向性能应该符合设计规定。
室内 室外 室外 室内 DN≤100 DN＞100 允许偏差（mm） 15 25 ±20 ±15 2L‰最大50 3L‰最大80 5L‰最大30 75 25 不小于100mm 2.6.6 管道安装时，由于交叉作业多，现场要保护好已脱脂的管子及管件、阀门。
2.9 管道的检验
2.9.1 管道的检验包括外观检验、无损检验、压力试验。
2.9.2 当检验发现焊缝缺陷超标时，必须进行返修，同时进一步检验。
2.9.3 每出现一道不合格焊缝，应再检验两道该焊工所焊的同一批焊缝，如果又发现不合格焊缝，应再次加倍检验。如果再次出现不合格，应对该焊工所焊的同一批焊缝全部进行检验。
2.9.4 液压试验应使用洁净水，试验前，注水时应排尽空气。其试验压力如设计文件无规定，则按下式确定：（一般水压强度试验压力应为设计压力的1.5倍，气压强度试验压力应为设计压力的1.15倍。）
2.9.5 吹扫与清洗工作应按照生产工艺流程，按系统进行。吹扫与清洗工作包括： 管道系统的人工清洗和水冲洗、管道系统的化学清洗、 工艺管道系统的空气吹扫。
2.9.6 管道系统的吹扫与清洗应遵守下列规定：
A) 吹洗的方法应根据对管道的使用要求、工作介质、及管道内表面的脏污程度而定。直径小于600mm液体管道可用水冲洗，气体管道可用空气吹扫。
B) 吹扫的顺序应按主管、支管、疏排管依次进行，吹洗出脏物不得进入已合格的管道。
C) 吹扫前将不允许吹扫的设备及管道与吹扫系统隔离,不应安装孔板、法兰连接的调节阀门、重要阀门、节流阀、安全阀、仪表等，对于已焊接的上述阀门和仪表，应采取流经旁路或卸下阀头及阀门加保护套等防范措施。
D) 吹扫时应设置禁区，严防发生安全事故。 E) 管道吹洗合格后，应及时对系统进行复位。 2.10管子、管件和阀门的脱脂
管道需要按工艺及操作要求脱脂，简易脱脂可以采用酒精清洗的方式。 3．电气施工方法及技术措施
3.1 电气施工工序：施工准备→电气预埋→支架预制→接地系统安装→电缆桥架敷设→现场电气设备安装→电缆保护管安装→电缆敷设→电缆检查及接线→电气调试→试车。
3.2 所有电气设备都必须有产品合格证。防爆电气设备的铭牌中必须标有国家检测单位签发的“防爆合格证书”，防爆电气设备的类型，级别，组别应符合设计要求。
3.3 对电工进行培训，提高工人技术素质，从而提高电气安装工程质量。 3.4 电气安装过程采用质量工序控制，每一道工序完成后必须经过施工负责人检查合格后（需甲方和监理施工代表确认的必须经过甲方和监理施工代表检查、签字认可），方可进入下一道工序。严格控制每一道工序的质量，确保电气安装工程整体质量。
3.5 盘、柜安装
3.5.1 设备和器材到达现场后，应在规定期限内作验收检查，并符合下列要求： 包装及密封好。
开箱检查型号、规格符合设计要求，设备无损坏，附件、备件齐全。 产品技术文件齐全。
按《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》要求检查外观合格。 3.5.2 基础型钢的安装应符合下列要求：
基础型钢的直线度和倾斜度用拉线和尺测量，允许偏差小于1mm/m。当总长超过5m时，全长允许偏差小于5mm。
基础型钢安装后，其顶部宜高出抹平地面10mm；手车式成套柜按产品技术要求执行。基础型钢应有明显的可靠接地。
3.5.3 单独盘（柜）安装，其垂直度允许偏差小于1.5mm/m。当成排安装时，还须满足：
相邻盘（柜）的顶部偏差用拉线和尺测量，允许偏差小于2mm，连接多于5处时，盘（柜）顶部最大偏差小于5mm。
相邻盘（柜）的正面接缝处，盘（柜）正面水平度允许偏差小于1mm，最大偏差小于5mm。
相邻盘（柜）的接缝处间隙用塞尺测量，应小于2mm。
3.5.4 盘（柜）搬运时，其倾斜度不得大于45度，以免盘（柜）永久性变形。 3.6 电缆桥架安装
电缆桥架应尽量在地面上组装后敷设，根据现场实际情况室内用葫芦吊，室外用吊车吊。电缆桥架安装时，连接螺母应在桥架外侧，以免电缆敷设时，划伤电缆。
电缆桥架锯断或制作弯头时采用手锯或切割机，其接口打磨光滑并刷上防腐漆，面漆颜色必须与桥架颜色一致，且不应有显著变形。
电缆桥架进建筑处应有防鼠措施。且必须接地。
仪表桥架敷设的时机为：装置内工艺设备基本就位完；工艺管道敷设完近1/3。装置区外的桥架，要待管廊架上工艺管道敷设完才能施工。
桥架安装采用托臂及立柱，托臂用膨胀螺丝固定在墙上，立柱焊接在钢平台上。 桥架安装程序为：托臂、立柱安装→桥架弯通、三通、变通就位→直通桥架敷设→隔板安装。
托臂、立柱安装方法为：将同一水平直线上的两端托臂先就位，然后拉线，再就位中间的托臂。
桥架采用平滑的半圆头螺栓连接、固定，螺母要在汇线槽外侧。 3.7 电缆线路
电缆敷设前应按设计和实际路径计算每根电缆的长度，合理安排每盘电缆，尽可能避免或减少电缆接头。
电缆与热力管道，热力设备之间的净距，平行时不应小于1米，交叉时不小于0.5米，当受条件限制时，应采取隔热保护措施。
直埋电缆回填土前，应经隐蔽工程验收合格，回填土应分层夯实。 电缆保护管管口光滑无毛刺，电缆敷设完后保护管口应用密封胶泥密封。 电缆标志牌应正确清晰。
电缆接线时，芯线应无伤痕及氧化层，电缆接线时需用接线端子。 3.8 保护管安装
电缆管的加工符合下列要求：
管口应无毛刺和尖锐棱角，管口宜做成嗽叭。
电缆管在弯制后，不应有裂缝和显著的凹瘪现象，其弯曲扁程度不宜大于管子外径的10%；电缆管的弯曲半径不应小于所穿入电缆的最小允许弯曲半径。
金属电缆管应在外表涂防腐漆或涂沥青漆，镀锌管锌层剥落处也应涂以防腐漆及银粉漆。
电缆保护管成排敷设时应排列整齐、美观大方 3.9 防雷、接地系统安装
为防雷电感应和静电感应，所有电气设备和用电设备的不带电的金属构件和外壳、避雷设施、生产中可能产生静电危害的设备及管道、构架均需接地。
3.10 电气调试
电气调试设备的精度等级应满足本工程电气设备测试要求。
电气设备调试过程中应及时做好记录，试车前，必须作好所有联锁点试验。 4．仪表施工方法及技术措施 4.1 施工工序计划
本工程仪表安装工序计划为：施工准备→支架基础预制、仪表设备出库检验→单体调试开始、设备材料脱脂→桥架敷设→接线箱安装就位→主穿线管敷设→主电缆敷设→现场仪表安装→分支穿线管敷设→仪表供气管敷设→导压管安装、气源管线安装→分支电缆敷设→电缆检查及接线、就地显示仪表安装→试压及试漏→系统调试、试车。
4.2 施工准备
施工准备工作包括仪表施工机器具的准备及进场、施工班房及调试班房的准备及进场、施工人员的进场及相应的培训工作、技术交底等。
支架基础预制、仪表设备出库检验
支架预制包括变送器支架制作、盘柜基础制作等。变送器支架和基础制作必须先核对设备尺寸才能制作。
4.3 调试人员对到货的仪表设备要及时检查、试验，并认真作好调试记录。发现有不合格仪表要及时打报告通知甲方和监理公司现场施工代表。对被调仪表设备要作好标签工作：已单体调试完成并合格的要及时贴上调试合格证。
单体调试分外观检查及性能试验。外观检查内容：封印完好、附件齐全、表内零件无脱落和损坏、铬牌清楚完整、型号规格及材质符合设计规定。
调试用标准仪器、仪表，有效的鉴定合格证书、说明书等资料要齐全，可以随时备查。其基本误差的绝对值，不许超过被校仪表基本误差绝对值的1/3。
4.4 现场仪表安装
所有仪表必须先经单体调试合格后才能进行安装，规定脱脂的仪表，应经脱脂检查合格后方可安装。
所有流量计及调节阀在工艺管道吹扫前必须全部拆除，工艺管道加临时短管。热电偶、一体化温度变送器也必须拆除，用堵头将连接头堵死。但这些设备必须随工艺管道一起试压。
双金属温度、压力表等现场指示仪表机最好在试车前安装，以免施工时损坏。 所有仪表的安装标高及位置执行设计图中的设计。 4.5 穿线管敷设
穿线管已经由业主方预埋。 4.6 电缆敷设
电缆敷设前，必须先作好电缆敷设表计划及人力计划，配备好对讲机、安全带等装置。电缆在桥架里分层敷设，每层排列整齐有序。下层排满后，才排上面一层。
每条分支穿线管里只允许敷设一条电缆，特别是信号电缆和控制电缆，绝对不允许同时敷设在同一条穿线管里。
信号电缆与控制电缆在桥架里共存时，中间必须有金属隔离板。
电缆进控制室时，电缆敷设在防静电地板下。电缆排列整齐，控制电缆与计算机电缆分开。进盘处留有一定的余量。
电缆敷设时，必须在电缆两头挂好牌，牌号内容包括仪表位号、接线箱位号、控制室内盘号、电缆型号规格等。
4.7 气源管、导压管敷设
供气管线敷设完毕，必须连同空气管一起吹扫、试压。 4.8 电缆检查及接线
电缆敷设前必须核对电缆的型号规格并进行绝缘检查，接线前应复查电缆的型号规格、电缆牌号、芯线的导通性等。
接线时，分支屏蔽电缆的屏蔽线在现场将之剪除，并包扎好。在接线箱里屏蔽线要与主电屏蔽线接在同一个接线端子上。
电缆头采用绝缘护套制作。
接线连接紧密牢固，正确无误，整齐、美观，且留有一定的余量。 4.9 试压及试漏
管线试压、试漏时用肥皂水对仪表管线进行检测。不合格的要泄压后修理，
修理后再重新试验。仪表管线发生泄漏时，不必把整个管线的压力泄除，可以关上根部阀门，进行修理漏点，再打开根部阀，一起试压。
4.10 仪表系统调试及试车
为达到调试工作的覆盖性，即调试应覆盖所有单元和所有回路，在调试时，分别按调试计划、系统结构图、逻辑图、接线图、回路图等分系统、分单元、分回路进行确认，调试好一个，用颜色笔在图上作出调试标记。 四、整机及系统试车及交工验收
1．试车准备： 1.1 组织准备
单机试车以施工单位为主，由施工负责人领导试车和工程交接工作，负责制订试车计划、审批试车方案、组织试车和签证工作。
联动试车以建设单位为主负责试车组织工作，施工单位应积极配合。 1.2 技术准备
指定专人编制试车方案并在试车前3天完成方案的审核和批准，同时准备好检测器具和试车记录表格。
1.3 试车前检查
由相关负责人组织有关方面和人员对试车和各项准备工作进行全面细致的检查，确认达到试车条件后方允许试车。
1.3.1 按照图纸要求对每条电线的连接用万用表仔细检查。特别要注意的是电路板与整流可控硅（或整流模块）的触发线、和逆变可控硅（或逆变模块）的触发线，门极和阴极之间的连接线绝对不能接反。再应引起注意的就是IGBT模块触发线和霍尔传感器的电源线、反馈线以及触发保护板的触发线必须确保连接无误才能开机。
1.3.2 带PLC的设备在检查时更应注意检查每根线的连接。带屏蔽的电缆线必须将屏蔽层和接地线连接一块，防止由于放电室工作时的高压引起信号干扰，使得无法读数。为了防止设备在运行时出现信号间的相互干扰，应将发生器电源柜与放电室之间的接地线分开连接，接到户外的总接地可以连在一块。 2. 单机试车
2.1 单机试车前必须具备的条件
1）组织已建立，操作人员通过学习，考试合格，熟识试车方案和操作方法，能正确操作。
2）试车所需的物料、仪表空气、冷却水、电等确有保证。 3）测试仪表、工具、记录表格齐全，监护和保修人员到位。 4）采取临时措施使试车系统与其他系统隔离。 2.2 单机试车应符合下列要求
1）单机试车应划定试车区，无关人员不得入内。
2）单机试车必须包括联锁保护、报警系统及有关自控仪表。
3）运行前对臭氧发生器必须吹扫，流量至少为额定气量的20%，第一次开机用干燥空气吹扫至少24小时，以后操作时吹扫时间视停机时间长短而定（每停机一天吹扫一小时）。预吹时可以先不开冷却水泵，但设备在开机产生臭氧时必须保证设备能有冷却水流出。预吹时要特别注意，先检查一下空气压缩机、冷冻干燥机、吸附干燥机是否正常工作。空压机压力应为0.5MPa—0.7MPa,进入设备的气体流量、压力、产量等的调整依据技术参数表。预吹时进一步检查气路有无泄漏的情况。
4）尾气破坏装置、氮气添加系统、冷却水压力、进气露点工作正常后可开机。 5）具备开机条件即开机，开机后先用钳型电流表看一下是否偏相或缺相，发现异常立即关机检查整流器件，将设备的最大功率平均分成十份左右，每间各十分钟记录一次。设备在加到最大功率后，在进行长时间老化试验时，要注意检测高压变压器、电抗器的线包和铁芯的温度，以及各可控硅（或模块）的温度。
6）调试时如果一旦发现技术指标没有达到原有需求，立即检查各种运行条件、参数等，同时报告有关负责人，并上报分管领导，做出批示。
7）调试工作由专人进行，并认真做好试车记录。
2.3 单机试车合格后，由参加单位有关人员在规定的试车记录，或试运转报告上共同签字确认。
3．系统联动试车
3.1 联动试车必须具备以下条件 1)已按设计文件的内容全部完成。
2)工程质量达到施工及验收规范规定的标准和设计文件的要求。 3) 规定的技术资料和文件齐全，并经检验合格。
4)管道系统及设备内部清理、耐压试验、严密性试验、电气及仪表调试和单机试机全部完成。
5)清除了施工现场杂物，厂房、机械已打扫干净。
6)试车组织已建立，操作人员经考试合格并掌握开车、停车、事故处理和调整工艺条件的技术。
7) 试车所需的物料、仪表空气、冷却水、电等确有保证，各种测试仪表、工具齐全。
8) 试车方案中规定的工艺指标、报警联锁整定值已确保并下达。 3.2 联动试车应符合下列要求
1) 必须按试车方案和操作方法精心指挥和操作。 2) 试车人员必须按建制上岗，服从统一指挥。 3) 试车前应划定试车区，无关人员不得入内。
4) 不受工艺条件影响的仪表、保护联锁、报警均应参与试车，并逐步投入自
动控制系统。
5) 在规定时间内，试车系统应稳定运行。
6) 系统操作可由主控制柜MCC（或DCS，如果有的话）上触摸屏完成，分单步、一不化、全自动运行三种操作方式，可进行臭氧浓度、臭氧投加量、放电电流等运行参数的设定、修改，并可观察实际运行的测定参数，主控制MCC柜与全厂DCS系统连接，可由中控制进行操作。全自动运行可按设计文件要求，根据接触池进水流量控制投加，根据出口水中臭氧浓度仪、尾气臭氧浓度反馈控制，根据水质化验参数进行修正控制等。
7）认真做好试车记录。
3.3 试车合格后，与建设单位办理试车合格验收交接工作。 五、施工现场安全技术措施
所有施工人员进入现场，必须戴好安全帽，正确系好帽扣，穿戴好工作服和工作皮鞋，道路行走应注意来往车辆，离地２米以上高度施工必须系好安全带，高空作业严禁抛扔工具、杂物、材料等。根据\"安全操作规程\"，全体施工人员还必须按工种、操作环境分别配戴防护眼镜、眼罩、安全手套等以实行劳动保护，噪音达到８５分贝应配备耳塞。
1、潜在危害和应急措施
（1）施工负责人应即时将潜在的危险及减少危害的方法告知施工人员。 （2）施工负责人应提供或从业主处获取应急处置程序并告知其员工。
（3）对于可能造成个人伤害和疾病的场合, 施工负责人应即时告知员工,并建立临时栅栏和相应的警告信号,以保护人身和财产的安全。 2、动火安全：
（1）所有动火，必须按照甲方要求，获得正式批准，在规定的区域内有安全员看火，方可动火。
（2）施工现场配备有效的灭火装置。
（3）现场动火，必须距易燃易爆品10米以上。
（4）施工现场，氧气、乙炔放置处严禁火花，不能长时间在阳光下曝晒，两者间距不得少于10米且距离明火区10米以上。
（5）使用乙炔气时要配备阻火器，乙炔瓶表面温度不得超过40摄氏度。氧气瓶、氧气表、导管、割枪严禁油污。点火须使用规定的点火器。
（6）高空动火应注意周围及下部有无易燃易爆物。若有则应搬走或用阻火物盖住。人行通道上部动火，应铺设防火毯。
（7）保存易燃易爆物品处应挂警示牌\"严禁烟火\"。 （8）每天完工后，应彻底切断火源。 3、用电安全：
（1）严格按甲方提供电源接点由电工敷设施工电缆。架空电缆应保证车辆能顺利通行。
（2）施工电路应有良好的绝缘条件，并配有漏电保护设施，禁止绝缘设施损坏和漏电。
（3）变压器、焊机、配电箱开关附近，禁止堆积易燃易爆、潮湿、腐蚀物品。 （4）凡不能确定是否带电的已连通电源设备，应由电工查电，禁止用手触摸。 （5）施工平台、接零保护的电气设备、焊机和工棚等必须重复接地。地线和工作零线单独接地，禁止使用一个导体接地、接零。
（6）保持配电箱干燥，绝缘皮和开关盖应无损坏。严禁多机共用一个开关。做好防雨工作，已通电的配电箱须悬挂\"有电危险\"警示牌，如有必要将其锁住。
（7）手工电动工具必须从带有开关控制及防漏保护且不易损坏的插座中取电，严禁直接用铜线插入插座或将铜线挂在电源开关上直接取电。
（8）电路起火、电气设备漏电、开关跳闸，必须马上切断电源，仔细查找原因，排除故障，再由电工通电，严禁违章私自开关。
4、高空作业：
（1）高空作业，必须使用合格的脚手架、作业平台、护栏及安全带。 （2）高空作业时，工具或材料等物件必须利用梯子或绳子进行搬移。
（3）安全带使用前应检查是否有破损，严禁使用不合格的安全带。安全带应牢固挂在施工处上方，不能挂在有尖物和边缘的地方。安全带挂点下方应清理干净，严禁用挂腰的绳子代替安全带。 六、现场文明施工
1．现场清理：在施工现场指定位置设置垃圾堆放及回收场所。每天完成工作前应将施工现场的垃圾和废料进行清扫、堆放、回收，以保持施工现场的整洁。
2．禁烟、禁酒：施工现场禁止吸烟，如需吸烟应到指定的吸烟区。 3．就餐：就餐一律按业主要求统一安排。
4．现场标识：施工现场按业主规定设置施工项目标牌及平面布置图、安全和质量等标识牌。
5．气瓶
气瓶不能放在房屋、大楼、狭窄空间或脚手架上，气瓶阀平时都是关闭的，只有当使用时或相互连接才打开，气瓶必须竖直放置，气瓶必须在具有良好通风，有清楚标志牌，高于水平地面的地方贮存，氧气瓶必须与可燃气体瓶隔开放置，至少相距6米远或者2米高。
6．保管
施工现场、设备和建筑物，必须保持干净和有序。所有的工作区域必须没有危险物品或者干扰，没有垃圾、油、油脂和水。剩余废料放进垃圾箱或者是指定的地方。
七、质量控制
各相应工序完成后，分别进行质量自检，如发现不合格时应自行返工，自检合格后向监理工程师提交自检报告并通知监理工程师验收。上道工序完成施工且经监理工程师验收合格签认后方可进行下道工序。
本工程使用的施工标准及验收规范目录：
机械设备安装工程及验收通用规范 GB50231-98
钢制压力容器 GB150-1998
钢
制
焊
接
常
压
器 JB/T4735-1997
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