01 VUV紫外線輻射空氣產(chǎn)臭氧機(jī)理
 

　　185nmVUV低壓紫外線燈產(chǎn)生臭氧的原理：基于氧分子(O?)在特定波長(zhǎng)紫外線輻射下的光解作用。當(dāng)空氣中的氧分子暴露在波長(zhǎng)為185nm的紫外線下時(shí)，氧分子吸收能量并發(fā)生光解，分解為兩個(gè)氧原子(O)，這些高活性的氧原子(通常處于三線態(tài)O(³P))隨后與未分解的氧分子(O?)碰撞并結(jié)合，形成臭氧分子(O?)，值得注意的是，紫外線燈通常還會(huì)同時(shí)發(fā)射更強(qiáng)的254nm波長(zhǎng)的紫外線， 而其會(huì)導(dǎo)致臭氧的分解。
 

　　02 影響臭氧產(chǎn)生的主要因素

　　●干燥的空氣：為了有效利用臭氧產(chǎn)量和濃度，必須對(duì)氣源進(jìn)行處理，干燥的空氣是高效紫外線臭氧發(fā)生器的基本要求。
 

　　●溫度的影響：反應(yīng)器內(nèi)部的溫度對(duì)臭氧的生成和分解過程均有顯著影響，臭氧是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定的分子，在較高溫度下其分解速率會(huì)顯著加快。
 

　　●紫外線燈工作效率：壓汞燈通常在特定溫度范圍內(nèi)(如40-50°C)達(dá)到最佳輸出效率。過高或過低的溫度都可能導(dǎo)致燈管輸出功率下降， 從而影響185nm紫外線的有效輻射強(qiáng)度。
 

　　●氣量(流量)的影響：氣源的流量是影響臭氧生成效率和濃度的重要參數(shù)。氣量直接決定了氣體在紫外線輻射區(qū)域內(nèi)的停留時(shí)間，流量過低，氣體停留時(shí)間過長(zhǎng)，可能導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)溫度升高，會(huì)加速臭氧分解。 流量過高氣體停留時(shí)間過短，氧分子與185nm紫外線的作用不充分，導(dǎo)致氧原子生成量不足，從而限制了臭氧的生成總量。
 

　　●高純石英材質(zhì)VUV紫外燈：紫外線燈發(fā)射的185nm波長(zhǎng)紫外線強(qiáng)度是決定臭氧生成速率的關(guān)鍵因素。更多的185nm紫外線強(qiáng)度意味著更多的氧分子被光解，從而產(chǎn)生更多的氧原子和臭氧。
 

　　●燈管數(shù)量與排列：在反應(yīng)器中增加紫外線燈管的數(shù)量或優(yōu)化其排列方式，可以增加紫外線輻射的覆蓋范圍和強(qiáng)度，從而提高臭氧的產(chǎn)量。
 

　　●反應(yīng)器設(shè)計(jì)：反應(yīng)器的設(shè)計(jì)是185nm低壓紫外線燈輻射空氣產(chǎn)臭氧效率的關(guān)鍵因素。一個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)的反應(yīng)器能夠提升紫外線185nm光子的利用率，確保氣體與紫外線充分接觸，并有效控制反應(yīng)條件。
 

　　●流體動(dòng)力學(xué)優(yōu)化：反應(yīng)器的形狀應(yīng)設(shè)計(jì)成能夠?qū)崿F(xiàn)層流或均勻的湍流，避免出現(xiàn)短路流或死區(qū)。
 

　　03 臭氧產(chǎn)生的效率分析

　　在185nm低壓紫外線燈輻射空氣產(chǎn)臭氧的過程中，功耗是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)。臭氧產(chǎn)生效率通常定義為單位功耗所產(chǎn)生的臭氧量(g/kWh)。在一定范圍內(nèi)，增加紫外線燈的功耗通常會(huì)提高臭氧的產(chǎn)量。這是因?yàn)楦叩碾娔茌斎肟梢则?qū)動(dòng)燈管發(fā)射更強(qiáng)的185nm紫外線，從而光解更多的氧分子，生成更多的氧原子，進(jìn)而形成更多的臭氧。然而，這種關(guān)系并非無限線性增長(zhǎng)，存在邊際效應(yīng)遞減的現(xiàn)象， 當(dāng)紫外線強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，空氣中的氧分子可能已經(jīng)達(dá)到飽和光解狀態(tài)，即使進(jìn)一步增加紫外線強(qiáng)度，臭氧產(chǎn)量也不會(huì)顯著增加。過高的功耗可能導(dǎo)致燈管和反應(yīng)器內(nèi)部溫度升高，高溫會(huì)加速臭氧的分解，從而抵消部分因紫外線強(qiáng)度增加帶來的產(chǎn)量提升。
 

　　04 水處理應(yīng)用中的價(jià)值
 

　　185nm紫外線燈產(chǎn)臭氧技術(shù)在二次供水水箱抑菌和泳池水消毒等對(duì)臭氧濃度要求較低的場(chǎng)景中，仍具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。
 

　　4.1 二次供水水箱抑菌應(yīng)用
 

　　◆低濃度臭氧(0.05–0.1 mg/L)即可有效抑菌。
 

　　◆185nm紫外線燈產(chǎn)生的微量臭氧足以抑制水箱中的細(xì)菌再生。
 

　　◆對(duì)比傳統(tǒng)氯消毒，氯消毒需維持余氯，易產(chǎn)生三鹵甲烷等副產(chǎn)物。
 

　　◆臭氧消毒無殘留毒性，更適合長(zhǎng)期儲(chǔ)水環(huán)境。
 

　　◆原位產(chǎn)生臭氧，避免外置臭氧發(fā)生器
 

　　傳統(tǒng)臭氧系統(tǒng)需復(fù)雜的氣液混合裝置，而185nm紫外線燈可直接在水箱附近產(chǎn)生臭氧，快速投入水箱消毒抑菌，系統(tǒng)筒單直接。

　　適用場(chǎng)景
 

　　• 高層建筑二次供水水箱
 

　　• 醫(yī)院、學(xué)校等敏感場(chǎng)所的儲(chǔ)水系統(tǒng)
 

　　• 無負(fù)壓供水設(shè)備的抑菌
 

　　• 老舊小區(qū)二次供水改造，無需大規(guī)模設(shè)備升級(jí)。
 

　　實(shí)際案例
 

　　實(shí)際應(yīng)用案例某城市二次供水改造項(xiàng)目采用185nmUV產(chǎn)O?系統(tǒng)，臭氧濃度控制在0.08mg/L以上，水箱內(nèi)細(xì)菌總數(shù)降低99%，且無溴酸鹽生成。
 

　　4.2 泳池水消毒應(yīng)用
 

　　•有效降解氯胺(減少“泳池味”)泳池中氯與有機(jī)物反應(yīng)生成氯胺(刺激性氣味來源)，185 nm紫外線可分解氯胺。
 

　　•對(duì)比傳統(tǒng)UV消毒(僅253.7nm)，185nm的紫外線臭氧協(xié)同作用，提升氯胺降解率50%以上。
 

　　•抑制耐藥菌和隱孢子蟲： 隱孢子蟲對(duì)氯耐藥，但185 nm紫外線產(chǎn)微量臭氧可有效滅活。
 

　　•減少泳池相關(guān)傳染病風(fēng)險(xiǎn)。減少氯投加量，降低消毒副產(chǎn)物，185nm系統(tǒng)可減少氯用量30%，同時(shí)維持相同消毒效果。
 

　　適用場(chǎng)景
 

　　- 室內(nèi)恒溫泳池
 

　　- 兒童泳池，減少氯刺激
 

　　- 酒店/會(huì)所泳池，提升水質(zhì)體驗(yàn)

　　實(shí)際應(yīng)用案例
 

　　某星級(jí)酒店泳池水處理系統(tǒng)采用185nmUV產(chǎn)臭氧O?+低劑量氯(0.5 mg/L)消毒，氯胺濃度降低80%，泳客投訴率下降90%。而運(yùn)行成本與傳統(tǒng)高氯消毒相當(dāng)，但水質(zhì)質(zhì)量、游泳體驗(yàn)險(xiǎn)大幅提升，健康風(fēng)險(xiǎn)大帽降低。