1．2沿面放电技术
沿面放电是产生臭氧的另一种成熟技术，内容为：电极间距很小，其间介质为陶瓷，将含氧气体导人陶瓷表面，陶瓷在高频高压电场作用下沿其表面的电极边缘处形成电晕放电，高能电子轰击O2使其离解成活性氧原子进而生成O3。
沿面放电所产生的臭氧量与加于陶瓷介质上功率成正比，功率计算公式为〔3〕
W=kEfCL=kEfεdL(5)式中:k—比例系数，E—电场强度，f——频率，C—电容量，L—放电电极长度，ε—介电常数，d—陶瓷基板厚度。
沿面放电臭氧发生片可在陶瓷基板二侧分别印刷银电极制成。其等效电路见图2。根据该电路推算，沿面放电在电极线边缘处电场强度可表达为〔4〕：
图2陶瓷发生片等效电路E=VFερ0d(6)式中：E—电场强度，V—电源电压，f—频率，ε—介电常数，ρ0—陶瓷基板表面电阻率，d—陶瓷基板厚度。
从式(5、6)中可发现，减小基板厚度d、增加其介电常数、提高电源频率可使场强、功率增加，从而提高臭氧产量。本结论与上一节所述无声放电臭氧发生器一致。但是，加于陶瓷介质上功率的增加同时也使得基板温度升高，不利于臭氧生成，这也要求基板导热率高、介质损耗小。
沿面放电陶瓷发生片优势明显：可制作很小规模产品并可使工业产品小型化，制冷方便，使用电压低，臭氧生成量大。它近年来得到广泛的研究和应用，并成为臭氧生成技术的发展方向。
2臭氧的产生机理及在水中的氧化机理
臭氧是一种氧的同素异构体，呈无色或淡蓝色气体，氧化、杀菌能力*且非常不稳定，无法贮存。工业上常使用电晕放电法。在放电间隙，氧被电离成离子，高活性的氧离子同氧分子反应生成臭氧。
O2+高能量电子→2O·+低能量电子
O·+O2+M→O3+M+Q
式中M是间隙中其它气体分子，Q为反应热。同时还存在臭氧的副反应：
O·+O3→2O2
O3+e-1→O2+O·+e-1
因此臭氧的生成是可逆反应，当反应平衡时，以空气为气源一般能产生臭氧1%~4％wt，以氧气为气源时4%~8％wt。当臭氧的生成以总反应式表达时为：
3O2→2O3+144．8kJ〔1〕
按此热量计算，臭氧生成电耗量为0．82kWhr／kgO3，而实际生产电耗量远高于此值，一般电效率在3%~5％之间。其余电能以声、光、热等形式散发。特别需要指出的是，如果发生器设计不合理时，还会生成大量低能电子，这些低能电子不足以激活氧分子，却能激活空气中氮分子，生成有害的氮氧化合物。同时电子与O3，的碰撞还可生成负氧而消耗臭氧。
O3+e-1→O2+O-1
臭氧具有*的氧化能力(见表1)，近年来广泛用于工业废水处理中。
表1常用氧化剂标准电极电位
氧化剂O3F2Cl2KMnO4H2O2
标准电极电位V2.072.651.361.511.77
臭氧溶解于中性水时分解过程如下〔5〕
H2O+O3→2OH·
OH·+O3→O2+HO2·
H2O·+O3→2O2+OH·
OH·+OH·→H2O2·
OH·+OH·→H2O2+12O2
臭氧溶解于碱性水溶液时还可生成O-3、O-碱液中HO-同时对羟自由基OH·生成起催化作用。O3及各种离子均可与有机物直接反应。不论在中性或碱性水溶液中羟自由基OH·的氧化性均高于臭氧，其电极电位高达2．80V。同时臭氧直接氧化反应速度慢，其反应速度常数在≤1／s数量级，且有一定选择性，臭氧直接氧化反应通过亲核或亲电作用进行。羟自由基氧化无选择性，反应速度可达107~109／S数量级，反应机理为，含有不饱和键的大分子，诸如偶氮基-N=N-、羧基>C=O、乙烯基>C=C<、硝基-NO=C、氧化偶氮基-N=NO-等，被氧化时键断裂成小分子醛或酸〔6〕，醛或酸进一步被氧化成CO2、H2O。羟自由基对环状分子如芳环、杂环、碳环则使部分环开环成为直链分子并进一步使其氧化降解。
臭氧化处理中由于小分子酸的生成使水溶液酸度不断升高，故此被处理液经常加入碱以保持适当的pH值，同时也使HCN，H2S等有害物形成不易挥发的离子，并反应降解。
声明：本站部分文章内容及图片转载于互联 、内容不代表本站观点，如有内容涉及侵权，请您立即联系本站处理，非常感谢！