一、概念

       臭氧發生器是用于制取臭氧氣體（O3）的裝置。臭氧易于分解無法儲存，需現場制取現場使用（特殊的情況下可進行短時間的儲存），所以凡是能用到臭氧的場所均需使用臭氧發生器。臭氧發生器在飲用水，污水，工業氧化，食品加工和保鮮，醫藥合成，空間滅菌等領域廣泛應用。 臭氧發生器產生的臭氧氣體可以直接利用，也可以通過混合裝置和液體混合參與反應。

二、臭氧形成原理

       揮發性有機物（VOCs）和氮氧化物（NOx）可以在大氣中通過一系列光化學反應生成臭氧（O3），其屬于二次污染物，對人體健康和生態環境均產生較大影響。《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）將臭氧 8 h 濃度作為一項監測指標，其參與空氣質量考核。監測數據顯示，近年來，我國重點城市顆粒物污染有所減緩，但臭氧污染問題日益嚴峻，尤其在京津冀地區，O3 濃度不降反升，其與 PM2.5 并列成為影響空氣質量的重要污染物，高質量的臭氧監測數據對打贏我國大氣污染防治攻堅戰起到基礎保障作用。

1、電路

       臭氧發生器電路由三極管VT1、VT2與電感線圈L1一13、脈沖變壓器T、限流電阻器R1、充電電容器C3,雙向觸發二極管叨5等組成推挽振蕩電路；濾波電感線圈L0,整流二極管VD1與濾波電容器C1、C2等組成半波整流濾波電路。 接通電源，交流220V電壓經LO濾波，VD1整流后，在C1兩端產生十280V左右的電壓，供給推挽振蕩電路。 在開機瞬間，VT1導通。由于C3的充電作用，雙向觸發二極管VD5截止。當C3兩端的充電電壓升至32V時，VD5被觸發而導通，使VT2導通。在VT2導通期間，C3逐漸放電，又使VT2截止。VTl導通后，在脈沖變壓器T的作用下，L1、L2上產生正反饋電壓，此電壓分別加至VTl和VT2的基極，使VTl和VT2交替導通與截止（即VTl導通時，VT2截止；VT2導通時，VTl截止），推挽振蕩電路振蕩工作。 推挽振蕩電路工作后，在脈沖變壓器T的二次側繞組L6上產生脈沖高壓，使臭氧發生片VG工作，產生臭氧。
       同時，發光二極管VD7也點亮工作。 元器件選擇 VTl、VT2選用2SC2653或BU406型硅NPN高反壓三極管。要求電流放大系數β>100。 VDl一VD4、VD6選用1 N4007型整流二極管；VD5選用DB3型雙向觸發二極管。 R1一R6全部選用RJ一1/8W型金屬膜電阻器。 L0為5mH的磁心電感線圈，可用Φ0.25mm的漆包線在骨架上繞210匝；L1一璐用Φ0.2mm的單心塑銅線在同一磁環上繞制而成，其中L1、L2分別繞3匝，L3繞9匝。脈沖變壓器T可使用14in（英寸）黑白電視機行輸出變壓器改制，改制時用高壓包作為L6，在低壓包骨架上用Φ0.45mm的漆包線繞168匝作為L4，用Φ0.23mm的漆包線繞4匝作為L5（在外層繞制）。 臭氧發生片VG選用Z二10或Z一15、Z一20等型號。 制作與調試 除臭氧發生片VG外所有電子元器件安裝在一塊自制的印制電路板上，并將其裝人大小合適的塑料或木制盒內。在盒面開孔固定發光二極管VD7，接上臭氧發生片VG，只要元器件良好、接線無誤，通電即能正常工作。

2、發生器與放電管

       臭氧系統的核心技術和設備是發生器中的放電管，直接影響設備的運行效率和可靠性。臭氧發生器采用微間隙介質阻擋放電設計，不僅大大提高了運行的效率，而且增加了系統連續運行的安全可靠性。設備的技術參數已經達到國際先進水平。
       由于采用微間隙放電技術，使系統運行電壓降低為6-8 kV，遠低于玻璃管絕緣介質的耐壓水平，有效地避免了介質擊穿短路故障的發生，提高了運行可靠性。
       臭氧發生器放電單元所采用的模塊化設計方法，使設備的安裝，檢修和維護工作更加容易。在保證進氣氣源質量的條件下，臭氧發生器放電單元連續運行的免維護時間可以長達5年。

3、高頻高壓電源
       與傳統的臭氧中頻 (<1kHz) 電源不同，高頻高壓臭氧系統采用3-6kHz的高頻電源技術，結合微放電間隙設計可以有效提高臭氧生成的效率，減小發生器的體積和占地空間，從而減少土建設計及投資費用。逆變電源系統采用成熟的高頻電源技術，現場長期運行證明可以保證系統長期運行的穩定性。高頻輸出經升壓系統后產生正弦波高電壓，經電纜與發生器相連，在高頻高壓的作用下，放電間隙產生冷態等離子體放電生成臭氧。

4、冷卻系統
雖然現代臭氧發生器的效率與傳統產品相比已經明顯提高，但有90%左右的電能不是用來生成臭氧而是轉變成熱量，如果這部分熱量得不到有效的散失，臭氧發生器放電間隙的溫度會持續升高甚至超過設計的運行溫度。高溫不利于臭氧的產生但利于臭氧的分解，導致臭氧產量和濃度下降。我們設計單循環冷卻水單元;當冷卻水溫度超過系統設計溫度或水量不足時，系統會自動發出報警信號。

三、參數
1、臭氧濃度
       臭氧為混合氣體其濃度通常按質量比和體積比來表示。質量比是指單位體積內混合氣體中含有多少質量的臭氧，常用單位mg/L、mg/m3或g/m3等表示。體積比是指單位體積內臭氧所占的體積含量或百分比含量，使用百分比表示如2%、5%、12%等。衛生行業常用ppm表示臭氧濃度，即每立方臭氧混合氣體中臭氧占該體積的百萬分之一為1ppm。臭氧濃度是衡量臭氧發生器技術含量和性能的重要指標。同等的工況條件下臭氧輸出濃度越高其品質度就越高。

2、影響臭氧濃度的主要因素有：
       （1）臭氧發生器的結構和加工精度；
       （2）冷卻方式和條件；
       （3）驅動電壓和驅動頻率；
       （4）介電體材料；
       （5）原料氣體中氧的含量及潔凈和干燥度；
       （6）發生器電源系統的效率（效率高，熱量轉化少）；

       臭氧是一種氧化性極強的不穩定氣體，臭氧輸出濃度受多種因素的影響，其中腔體溫度是極重要的因素之一；臭氧在30度左右時會在1分鐘內衰減一半。在 40~50℃ 時衰減達到80%。超過60℃臭氧會馬上分解。

       臭氧產量是指臭氧發生器單位時間內臭氧的產出量；臭氧濃度數值與進入臭氧發生器總氣量數值的乘積即為臭氧產量；通常使用mg/h,g/h,kg/h這些單位表示。臭氧發生器標準中規定臭氧發生器規格型號使用臭氧產量表示和區分。小型臭氧發生器使用g/h為單位，大型臭氧發生器使用kg/h為單位區分規格的大小。

四、分類

       臭氧發生器工作原理 按臭氧產生的方式劃分，臭氧發生器主要有三種：高壓放電式、紫外線照射式、電解式。

1、高壓放電式發生器 　
       該類臭氧發生器是使用一定頻率的高壓電流制造高壓電暈電場，使電場內或電場周圍的氧分子發生電化學反應，從而制造臭氧。這種臭氧發生器具有技術成熟、工作穩定、使用壽命長、臭氧產量大（單機可達1Kg/h）等優點，所以是國內外相關行業使用廣泛的臭氧發生器。

       在高壓放電式臭氧發生器中又分為以下幾種類型：

       （1）按發生器的高壓電頻率劃分，有工頻（50-60Hz）、中頻（400-1000Hz）和高頻（>1000Hz）三種。工頻發生器由于體積大、功耗高等缺點，已基本退出市場。中、高頻發生器具有體積小、功耗低、臭氧產量大等優點，是常用的產品。

       （2）按使用的氣體原料劃分，有氧氣型和空氣型兩種。氧氣型通常是由氧氣瓶或制氧機供應氧氣。空氣型通常是使用潔凈干燥的壓縮空氣作為原料。由于臭氧是靠氧氣來產生的，而空氣中氧氣的含量只有21%，所以空氣型發生器產生的臭氧濃度相對較低，而瓶裝或制氧機的氧氣純度都在90%以上，所以氧氣型發生器的臭氧濃度較高。

       （3）按冷卻方式劃分，有水冷型和風冷型。臭氧發生器工作時會產生大量的熱能，需要冷卻，否則臭氧會因高溫而邊產生邊分解。水冷型發生器冷卻效果好，工作穩定，臭氧無衰減，并能長時間連續工作，但結構復雜，成本稍高。風冷型冷卻效果不夠理想，臭氧衰減明顯。總體性能穩定的高性能臭氧發生器通常都是水冷式的。風冷一般只用于臭氧產量較小的中低檔臭氧發生器。在選用發生器時，應盡量選用水冷型的。

       （4）按介電材料劃分，常見的有石英管（玻璃的一種）、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等幾種類型。使用各類介電材料制造的臭氧發生器市場上均有銷售，其性能各有不同，玻璃介電體成本低性能穩是人工制造臭氧使用較早的材料之一，但機械強度差。陶瓷和玻璃類似但陶瓷不宜加工特別在大型臭氧機中使用受到限制。搪瓷是一種新型介電材料，介質和電極于一體機械強度高、可精密加工精度較高，在大中型臭氧發生器中廣泛使用，但制造成本較高。

       （5）按臭氧發生器結構劃分，介質阻擋放電式（DBD）和開放式兩種。

       （6）按臭氧發生器放電室結構劃分，管式和板式兩種。

五、應用

       120kg/h大型臭氧發生器及其系列產品可廣泛應用于市政飲用水處理、污水處理、工業廢水處理、煙氣脫硝、紙漿漂白、精細化工氧化等領域，是國家“十二五”以及未來在飲用水安全、環境保護和節能減排等方面“轉方式，調結構”的重要發展方向，也是我國面向環保工程應用并可替代進口的重大技術裝備。