本文章介绍不同气源的特点、制备特点及适用场景,旨在为臭氧生成选择合适的氧气源提供指导。
臭氧生成基础
臭氧(O₃)由氧气(O₂)通过电晕放电臭氧发生器生成。
为高效、可靠地生产臭氧,气源(空气或浓氧)必须经过适当处理。
气源类型对比
干燥空气
成分:约含21%氧气、78%氮气和1%其他气体。
要求:需清洁、过滤且极度干燥,露点为40°C或更低(理想为70°C),以减少硝酸(HNO₃)等有害副产物,保护臭氧发生器并提高效率。
优点
资本成本低(无需氧气浓缩器)。
设计简单,易于安装和操作。
能耗低。
缺点
臭氧浓度低(<10mg/L / 1%或更低)。
臭氧在水中的溶解度较低。
副产物生成多,维护需求高。
富氧气体
特点:氧气纯度达90-99%,通过从空气中去除氮气和其他气体获得,能提高臭氧浓度,减少杂质。
优点
臭氧浓度高(5-10%,有时超过20%-北京同林实验用臭氧发生器3S-T10 臭氧浓度20-120mg/L,加拿大Atlas P30 和德国BMT臭氧发生器臭氧浓度可达200mg/L。
臭氧在水中的溶解度更好。
发生器维护减少。
副产物更少。
缺点
设备成本更高,更复杂。
氧气生产或输送需要额外的能源。

气源生产方法
干燥空气系统
真空驱动、热再生空气干燥器:简单、节能,适用于小型水消毒系统(如泳池、水疗中心、瓶装水厂)。
变压吸附(PSA)空气干燥器:生产更干燥、质量更稳定的空气,适用于大型臭氧系统和潮湿环境。
氧气供应选项
1. 瓶装压缩氧气:适用于实验室或短期使用,长期运行成本高。
2. 液态氧(LOX):储存在低温罐中,适用于大规模、连续的臭氧生产(常见于市政水处理)。
3. 现场制氧机(PSA或VSA):使用沸石从空气中去除氮气,对小型和大型臭氧系统均具成本效益。

气源选择建议
原料气 | 使用场景 | 主要优势 |
---|
干燥空气 | 低成本、低维护系统;小型消毒 | 简单,资本成本低 |
氧气 | 工业水处理,高臭氧应用 | 浓度高,溶解性好,副产物少 |
结论
对于一般消毒或气味控制,干燥空气原料系统可能是经济的选择。
对于高性能水处理或需要很高臭氧转移效率的应用,氧气气源是更优选择。
无论选择哪种气源,都需确保适当的预处理(尤其是去除水分),以保护臭氧发生器并优化性能。