01 VUV紫外線輻射空氣產臭氧機理
 

　　185nmVUV低壓紫外線燈產生臭氧的原理：基于氧分子(O?)在特定波長紫外線輻射下的光解作用。當空氣中的氧分子暴露在波長為185nm的紫外線下時，氧分子吸收能量并發(fā)生光解，分解為兩個氧原子(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?)碰撞并結合，形成臭氧分子(O?)，值得注意的是，紫外線燈通常還會同時發(fā)射更強的254nm波長的紫外線， 而其會導致臭氧的分解。
 

　　02 影響臭氧產生的主要因素

　　●干燥的空氣：為了有效利用臭氧產量和濃度，必須對氣源進行處理，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：反應器內部的溫度對臭氧的生成和分解過程均有顯著影響，臭氧是一種熱力學不穩(wěn)定的分子，在較高溫度下其分解速率會顯著加快。
 

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

　　●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)域內的停留時間，流量過低，氣體停留時間過長，可能導致反應器內溫度升高，會加速臭氧分解。 流量過高氣體停留時間過短，氧分子與185nm紫外線的作用不充分，導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VUV紫外燈：紫外線燈發(fā)射的185nm波長紫外線強度是決定臭氧生成速率的關鍵因素。更多的185nm紫外線強度意味著更多的氧分子被光解，從而產生更多的氧原子和臭氧。
 

　　●燈管數(shù)量與排列：在反應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度，從而提高臭氧的產量。
 

　　●反應器設計：反應器的設計是185nm低壓紫外線燈輻射空氣產臭氧效率的關鍵因素。一個優(yōu)化設計的反應器能夠提升紫外線185nm光子的利用率，確保氣體與紫外線充分接觸，并有效控制反應條件。
 

　　●流體動力學優(yōu)化：反應器的形狀應設計成能夠實現(xiàn)層流或均勻的湍流，避免出現(xiàn)短路流或死區(qū)。
 

　　03 臭氧產生的效率分析

　　在185nm低壓紫外線燈輻射空氣產臭氧的過程中，功耗是一個重要的經濟和技術指標。臭氧產生效率通常定義為單位功耗所產生的臭氧量(g/kWh)。在一定范圍內，增加紫外線燈的功耗通常會提高臭氧的產量。這是因為更高的電能輸入可以驅動燈管發(fā)射更強的185nm紫外線，從而光解更多的氧分子，生成更多的氧原子，進而形成更多的臭氧。然而，這種關系并非無限線性增長，存在邊際效應遞減的現(xiàn)象， 當紫外線強度達到一定程度時，空氣中的氧分子可能已經達到飽和光解狀態(tài)，即使進一步增加紫外線強度，臭氧產量也不會顯著增加。過高的功耗可能導致燈管和反應器內部溫度升高，高溫會加速臭氧的分解，從而抵消部分因紫外線強度增加帶來的產量提升。
 

　　04 水處理應用中的價值
 

　　185nm紫外線燈產臭氧技術在二次供水水箱抑菌和泳池水消毒等對臭氧濃度要求較低的場景中，仍具有獨特的應用價值。
 

　　4.1 二次供水水箱抑菌應用
 

　　◆低濃度臭氧(0.05–0.1 mg/L)即可有效抑菌。
 

　　◆185nm紫外線燈產生的微量臭氧足以抑制水箱中的細菌再生。
 

　　◆對比傳統(tǒng)氯消毒，氯消毒需維持余氯，易產生三鹵甲烷等副產物。
 

　　◆臭氧消毒無殘留毒性，更適合長期儲水環(huán)境。
 

　　◆原位產生臭氧，避免外置臭氧發(fā)生器
 

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

　　適用場景
 

　　• 高層建筑二次供水水箱
 

　　• 醫(yī)院、學校等敏感場所的儲水系統(tǒng)
 

　　• 無負壓供水設備的抑菌
 

　　• 老舊小區(qū)二次供水改造，無需大規(guī)模設備升級。
 

　　實際案例
 

　　實際應用案例某城市二次供水改造項目采用185nmUV產O?系統(tǒng)，臭氧濃度控制在0.08mg/L以上，水箱內細菌總數(shù)降低99%，且無溴酸鹽生成。
 

　　4.2 泳池水消毒應用
 

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

　　•對比傳統(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： 隱孢子蟲對氯耐藥，但185 nm紫外線產微量臭氧可有效滅活。
 

　　•減少泳池相關傳染病風險。減少氯投加量，降低消毒副產物，185nm系統(tǒng)可減少氯用量30%，同時維持相同消毒效果。
 

　　適用場景
 

　　- 室內恒溫泳池
 

　　- 兒童泳池，減少氯刺激
 

　　- 酒店/會所泳池，提升水質體驗

　　實際應用案例
 

　　某星級酒店泳池水處理系統(tǒng)采用185nmUV產臭氧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%。而運行成本與傳統(tǒng)高氯消毒相當，但水質質量、游泳體驗險大幅提升，健康風險大帽降低。