В етапа на третично лечение на растенията за отпадни води, озонът (O₃) се очертава като критична технология за отстраняване на огнеупорни органични вещества, дезинфекция и дезодоризация. Кислородът (O₂), като суровината за генериране на озон, пряко влияе върху ефективността и икономиката на озоновите системи чрез неговата чистота, стабилност и режим на доставка. Тази статия анализира основната роля на кислорода в производството на озон от технически принципи, подбор на източници на газ, икономически ползи и въздействия върху околната среда, използвайки най-новите развития в индустрията и случаи в реалния свят за изследване на иновативни приложения при лечението на отпадъчните води.

Принципи за генериране на озон и основната роля на кислорода
Генерирането на озон включва преобразуване на кислородни молекули (O₂) в озон (O₃), използвайки външна енергия. Доминиращата технология еКорона изхвърляне, подкрепени от два вторични метода:
Метод на изхвърляне на корона
Механизъм: Електричеството с високо напрежение йонизира кислорода в свободни кислородни атоми (O), които се комбинират с O₂, за да образуват O₃: ₂₂₃
Оборудване: Състои се от изпускателни камери, захранване с високо напрежение и системи за предварително обработка на газ. Диелектричната бариерна изпускане (DBD) повишава ефективността на производството на озон.
Изискване за кислород: Чистотата по -голяма или равна на 90% е от решаващо значение; Примеси като азот и влага намаляват концентрацията на озон и ускоряват корозията на оборудването.
Метод на UV облъчване
Механизъм: Ултравиолетова светлина (185nm дължина на вълната) разделя O₂ на O атоми, които образуват O₃. Подходящ за употреба в дребномащаб, но има нисък добив (по-малък или равен на 1% концентрация на озон).
Ограничения: Изисква ефективно смесване на газ-течност и чести замествания на UV лампа (8, 000- часов живот), увеличавайки разходите за поддръжка.
Метод на електролитна вода
Механизъм: Електролизира водата за получаване на O₂ и H₂, като частичните O₂ допълнително се окисляват до O₃. Генерира озонирана вода с висока чист, но е енергийно интензивен (10–20kWh\/kg O₃).
Незаменяемата роля на кислорода
Концентрация, ориентирана към чистота: 1% увеличение на чистотата на кислорода повишава концентрацията на озон с 2–5%. Например, 90% чист кислород дава 100–120 mg\/l озон, в сравнение с 20–30 mg\/L от въздуха (21% O₂).
Стабилност за надеждност: Постоянният кислород с висока чистота от течен кислород (LOX) или PSA системи на място предотвратява колебанията на изхода, които нарушават процесите на пречистване.
Сравнение на източника на газ: Течен кислород, PSA кислород и снабдяване с въздух
Заводните за отпадни води избират източници на газ въз основа на мащаба, разходите и условията на площадката:
Течен кислород (LOX)
Предимства: Purity >99,5% дава възможност за концентрации на озон 120–150 mg\/L, идеални за сценарии с високо натоварване.
Недостатъци: Висока първоначална инвестиция (резервоари за съхранение: ~ 5 0 0, 000 - 1, 000, 000 RMB), 20–30% транспортни разходи и загуби от изпаряване (0,5–1% дневно).
PSA\/VPSA кислород на място
Технология: Молекулярни сита адсорбират азот от въздуха, произвеждайки 9 0 - 95% чист кислород. VPSA намалява използването на енергия с 5 0% (0,3–0,5kwh\/m³) в сравнение с традиционния PSA.
Икономика: 40–60% по -ниски 10- Годишни разходи за жизнен цикъл от LOX, с период на изплащане 3- за 10, 000 m³\/ден.
Newtek Solution: Серията NT-O2 предлага модулен дизайн (50–5, 000 m³\/h изход), адаптирайки към растенията от всякакви размери.
Захранване на въздух
Предимства: Ниска първоначална цена, без допълнително оборудване.
Недостатъци: Ниска концентрация на озон (2 0 - 30 mg\/L), високо използване на енергия (0,8–1,2kWh\/m³) и сложна предварителна обработка (отстраняване на масло\/вода) за предотвратяване на блокиране на оборудването.
Таблица за сравнение на източници на газ
| Индикатор | Течен кислород (LOX) | PSA генериран кислород | Захранване на въздух |
|---|---|---|---|
| Чистота на кислород | 99.5%+ | 90–95% | 21% |
| Концентрация на озон | 120–150mg\/l | 80–120mg\/l | 20–30 mg\/l |
| Консумация на енергия | {{0}}. 2–0.3kwh\/m³ | {{0}}. 3–0.5kwh\/m³ | 0. 8–1.2kwh\/m³ |
| Подходящ мащаб | Големи растения | Средни до големи растения | Малки растения\/аварийни |
Влияние на чистотата на кислорода върху добива на озон и ефективността на лечението
Връзка с добив на чистота
Прозрение на данните: 5% увеличение на чистотата на кислорода (90% до 95%) увеличава добива на озон с 15–20%. Завод за отпадни води, използващ 93% чист PSA кислород, постигна 8kg\/h Ozone изход -3 x по-високо от системите на базата на въздух.
Подобряване на лечението: Кислородът с висока чистота увеличава отстраняването на треска от 60% на 85% и намалява хроматичността от 600x до<30x.
Рискове от IM Чистота
Азот: Образува NOx с озон, намалява ефективността на окисляването и увеличаване на разходите за обработка на опашния газ.
Влага: Причинява кондензация в изпускателните камери, съкращаването на живота на оборудването и консумира озон (H₂O + O₃ → 2O₂ + 2 OH⁻).
Сценарии на кандидатстване: От дезинфекция до микроконтаминиранеОтстраняване
Дезинфекция
Механизъм: Ozone inactivates microbes by damaging cell membranes and DNA, achieving >99,9% степени на убийство за E. coli и вируси без хлориране странични продукти.
Случай: Завод за медицински отпадни води, използващи комбинирано лечение с озон-UV<10CFU/L fecal coliforms.
Премахване на цвета и миризма
Предимство: Разгражда хромофорите (азо, хинонови съединения) в текстилни отпадни води, намалявайки хроматичността от 600x на 30x и елиминира H₂s\/амонячните миризми.
Икономика: 40% по -ниска цена от активирания въглерод, без необходимо изхвърляне на твърди отпадъци.
Деградация на микроконтаминиране
Възникваща употреба: Премахва фармацевтичните продукти (антибиотици), ендокринните разрушители (бисфенол А) и др. Химическото растение намалява микроконнтамери от 500PPB до<10ppb via ozonation.
Мембрана Предварителна обработка
Синергия: Озоновата предварителна обработка удължава живота на мембраната на RO с 2–3 пъти чрез намаляване на колоидите и органиката, рязане на химическо почистване честота.
Икономически и екологичен анализ
Сравнение на разходите
Първоначална инвестиция: Ozone Systems (включително генериране на кислород) струва 800, 000-2, 000, 000 rmb -30-50% по-висок от окисляването на Fenton, но спестява 50% за 10 години.
Оперативни разходи: Електричеството доминира ({{0}}. 3–0.5 rmb\/nm³), срещу 1, 000, 000 - 2, 000, 000} rmb Годишни разходи за реактиви за Fenton при 10, {000 MB годишни разходи за реализации за разходи за реактиви за Fenton AT 10, 000 MB годишни разходи за реализации.
Ползи за околната среда
Няма вторично замърсяване: Озонът се разлага на кислород, избягвайки хлорирани странични продукти от традиционните агенти.
Път с ниско съдържание на въглерод: На място VPSA със зелена енергия (слънчева\/вятър) постига генериране на въглерод-неутрално озон.
Казуси: Мащабни валидации на проекта
Случай 1: Третично третиране на общинските отпадни води
Технология: PSA кислород + каталитична озонация за 50, 000 m³\/дневно лечение.
Резултати:
COD намалява от 80 mg\/L до 40mg\/L; Хроматичност от 50x до 10x.
95% използване на озон, 18% по -ниско използване на енергия в сравнение с традиционните процеси.
Разходи: 12, 000, 000 RMB Първоначална инвестиция, 3, 000, 000 RMB Годишна експлоатационна цена, 4- година.
Случай 2: Проект за отпадни води от химически парк
Технология: CDOF (флотация на въздуха, разтворена от циклона), интегрирана със системи NewTek NT-O2.
Иновация:
Синергията на Catalyst-Ozone увеличи отстраняването на COD до 85% (20% по-високо от самостоятелно).
Интелигентните контроли коригирани дозировка на озон в реално време, като намаляват използването на енергия с 15%.
Бъдещи тенденции: интелигентна технология и устойчиво развитие
Интелигентни системи
Поддръжка на AI: Машинното обучение прогнозира живота на изпускателната тръба и активността на катализатора за проактивни ремонти, като свежда до минимум престоя.
Възобновяема интеграция: Слънчевите оксеген-озони на Newtek намаляват въглеродните отпечатъци с 30%, използвайки зелено електричество.
Материал и иновации на процеса
Разширени катализатори: Метално-органични рамки (MOFS) Тройно озонно разлагане на озона и по-ниско използване на енергия с 10–15%.
Микронано мехурчета: Ултра-фините мехурчета увеличават разтворимостта на озон 3x, намалявайки използването с 85% и повишава ефективността на 5x.
Модулни решения
Контейнеризирани единици: Мобилните системи за кислородна озона на Newtek се разгръщат за 72 часа, идеални за временни или отдалечени места за лечение.
Заключение
Ролята на кислорода в генерирането на озон е от основно значение за ефективността и устойчивостта на третичното третиране на отпадните води. Оптимизирайки източниците на газ чрез LOX, PSA и интелигентен контрол, растенията могат да постигнат рентабилно, високоефективно лечение за дезинфекция, обеззаразяване и спазване на околната среда. С технологичен напредък от новатори като интегриране на зелена енергия в Newtek и системи за пробиви на зелената енергия и материални пробиви-оксиген-озонова система се превръща в крайъгълен камък на управлението на отпадъчните води с ниско съдържание на въглерод, насочвайки индустрията към по-интелигентни, по-чисти решения.
