水解臭氧技術(shù)簡介

1、電暈（空氣法）高壓放電法

電暈放電法產(chǎn)出臭氧的原理是兩個平行的高壓電極之間平行放置一個介電體（通常采用硬質(zhì)玻璃或陶瓷作介電體也有用不銹鋼），并保持一定的放電間隙，當在兩極間通入高壓交流電時，在放電間隙，形成均勻的藍紫色電暈放電，空氣或氧氣通過放電間隙，氧分子受到電子的激發(fā)獲得能量，并相互方式彈性碰撞，聚合成臭氧分子。電暈法在電暈空氣里面的氧氣產(chǎn)生臭氧的同時，也電暈了空氣里的氮氣和其他惰性氣體并產(chǎn)生大量毒性很強的高致癌物氮氧化物（NOx）

2、低壓水解法

低壓水解法產(chǎn)出臭氧的原理是采用低壓直流導通固態(tài)膜電極的正負兩極點解去離子水，水在特殊的陽極溶液界面上以質(zhì)子交換的形式被分離為氫氧分子，氫從陰極溶液界面上直接被排放，氧分子在陽極界面上因高密度電流產(chǎn)生的電子激發(fā)而獲得能量，并聚合成臭氧。低壓水解法提取臭氧是科學界最領(lǐng)先的臭氧制取科技，制取臭氧的同時副產(chǎn)物為氧氣和氫，不含氮氧化物（NOx）和其他有害物質(zhì)。

一、主要兩種方法的區(qū)別

低壓水解法臭氧發(fā)生器是以純水為原料，是以固態(tài)的貴金屬聚合物為電解質(zhì)，結(jié)合陽離子交換模式，通過低壓電解的方式獲得臭氧，不需要任何輔助材料和添加劑，產(chǎn)出的臭氧濃度高達20%以上，產(chǎn)出的臭氧氣體伴隨物為氧，沒有任何二次污染。

而傳統(tǒng)的高壓放電電暈法臭氧發(fā)生器，以空氣或氧氣為原料，需要經(jīng)過多到預處理。并通過1500V左右的高頻高壓放電場才能獲得臭氧，產(chǎn)出的臭氧濃度最高不大于6%，產(chǎn)出的臭氧伴隨物為氮、氧、氮氧化合物和其他雜質(zhì)，氮氧化合物中的二氧化氮為不分解的有毒致癌物質(zhì)。

三、臭氧消毒與傳統(tǒng)消毒方式的比較

傳統(tǒng)的滅菌方法主要有三種：一是紫外線滅菌，二是試劑滅菌，三是加熱滅菌。

紫外線以光波輻射作用殺菌：主要問題在于：他穿透能力小，在紫外線照射不到的地方，沒有消毒效果；其殺菌能力隨著使用時間的增加而減小，而且燈管壽命短，更換過于頻繁，運行費用高。

化學試劑滅菌：藥味大，不能自然排出，需要空調(diào)長時間置換新風，從而增加了能耗。同時也存在二次污染的問題，剩余的藥物直接排入大氣，造成對周圍環(huán)境的污染。如甲醛熏蒸，操作麻煩，熏蒸時間長，二次污染物嚴重，對人體有一定的危害。

加熱滅菌包括干熱和濕熱：其缺點是溫度高，能耗大，有的物品如原材料，儀器儀表，塑料制品等就不宜加熱。

以上方法滅菌方法的弊端是客觀存在的，臭氧能在很多方面彌補上述方法的缺點，這為臭氧滅菌進入諸多行業(yè)開辟了通道。

附表：電氧化法與空氣（氧氣）高壓放電式的各項指標及比較

雙水解反應(The double hydrolysis reaction)是指弱酸陰離子和弱堿陽離子相互促進水解，如Al3 和HCO3-，直至完全的反應。但是實際上鋁離子與碳酸氫根并不一定發(fā)生完全雙水解，只要稍加控制反應條件，鋁離子與碳酸氫根就可以發(fā)生反應形成堿式碳酸鋁鹽。雙水解反應發(fā)生的條件之一是水解產(chǎn)物是容易脫離反應體系的溶解度非常小物質(zhì)，如Al(OH)3、Fe(OH)3或H2、O2等極難溶的氣體。當然，若互相促進水解程度非常大水解反應也可以認為完全進行。

水解有機物的水解

典型的水解有五種類型 。

①鹵化物的水解

通常用氫氧化鈉水溶液作水解劑，反應通式如下：

R-X NaOH─→R-OH NaX

Ar-X 2NaOH─→Ar-ONa NaX H₂O

式中R、Ar、X分別表示烷基、芳基、鹵素。脂鏈上的鹵素一般比較活潑，可在較溫和的條件下水解，如從氯芐制苯甲醇；芳環(huán)上的鹵素被鄰位或?qū)ξ幌趸罨瘯r，水解較易進行，如從對硝基氯苯制對硝基酚鈉。

②芳磺酸鹽的水解

通常不易進行，須先經(jīng)堿熔，即以熔融的氫氧化鈉在高溫下與芳磺酸鈉作用生成酚鈉，后者可通過加酸水解生成酚。如萘－2－磺酸鈉在300～340℃常壓堿熔后水解而得2－萘酚。某些芳磺酸鹽還需用氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合堿作為堿熔的反應劑。芳磺酸鹽較活潑時可用氫氧化鈉水溶液在較低溫度下進行堿熔。

③胺的水解

脂胺和芳胺一般不易水解。芳伯胺通常要先在稀硫酸中重氮化生成重氮鹽，再加熱使重氮鹽水解。反應通式如下：

Ar-NH₂ NaNO₂ 2H₂SO₄─→Ar-N₂HSO₄ NaHSO₄ 2H₂O

Ar-N₂HSO₄ H₂O─→ArOH H₂SO₄ N₂

如從鄰氨基苯甲醚制鄰羥基苯甲醚(愈創(chuàng)木酚)。芳環(huán)上的氨基直接水解，主要用于制備1-萘酚衍生物,因它們有時不易用其他合成路線制得。根據(jù)芳伯胺的結(jié)構(gòu)可用加堿水解、加酸水解或亞硫酸氫鈉水溶液水解。如從1-萘胺-5-磺酸制1-萘酚-5-磺酸便是用亞硫酸氫鈉水解。

④酯的水解

油脂經(jīng)加堿水解可得高碳脂肪酸鈉(肥皂)和甘油；制脂肪酸要用加酸乳化水解。低碳烯烴與濃硫酸作用所得烷基硫酸酯，經(jīng)加酸水解可得低碳醇。

⑤蛋白質(zhì)的水解

蛋白質(zhì)在酶的作用下，水解位點特定，用于一級結(jié)構(gòu)，分析肽普。蛋白質(zhì)在酸的作用下，色氨酸破壞，天冬酰胺和谷氨酰胺脫酰胺基。

水解無機鹽的水解

分四類：

一、強酸強堿鹽不發(fā)生水解，因為它們電離出來的陰、陽離子不能破壞水的電離平衡，所以呈中性。

二、強酸弱堿鹽，我們把弱堿部分叫弱陽，弱堿離子結(jié)合從水中電離出來的氫氧根離子，破壞了水的電離平衡，使得水的電離正向移動，結(jié)果溶液中的氫離子濃度大于氫氧根離子濃度，使水溶液呈酸性。

三、強堿弱酸鹽，我們把弱酸部分叫弱陰，同理弱陰結(jié)合從水中電離出來的氫離子，使得溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度，使溶液呈堿性。

四、弱酸弱堿鹽，弱酸部分結(jié)合氫，弱堿部分結(jié)合氫氧根，生成兩種弱電解質(zhì)，再比較它們的電離常數(shù)Ka、Kb值的大?。ǘ皇撬舛鹊拇笮。?，在一溫度下，弱電解質(zhì)的電離常數(shù)（又叫電離平衡常數(shù)）是一個定值，這一比較就可得出此鹽呈什么性了，誰強呈誰性，電離常數(shù)是以10為底的負對數(shù)，誰負得少誰就大?？傊痪湓?，鹽溶液中的陰、陽離子結(jié)合著從水中電離出來的氫離子或氫氧根離子能生成弱電解質(zhì)的反應叫鹽類的水解。

自從人類首次行走在地球上，人類遺體通常是埋葬或火化。不過，有一種創(chuàng)新辦法正在引起人們的興趣――用堿液來水解尸體，使其變成褐色的糖漿物，沖入下水道就行了。

此過程叫堿水解，美國16年前就開發(fā)出了此技術(shù)，主要用于處理動物尸體。通過把一個巨大的像高壓鍋似的不銹鋼筒里的堿液加熱到300度，再升壓到每平方英寸60磅的壓力之下，就可以水解尸體了。到2013年，全世界只有美國醫(yī)療中心用它來處理人類尸體 ――全是用于研究的捐贈者的遺體。

由于此辦法具有環(huán)保優(yōu)勢，一些殯儀館表示它有一天會勝過埋葬和火化。不過，讓公眾接受此辦法可能面臨最大挑戰(zhàn)，這會讓一些人感到可怕。因為心理變態(tài)者和獨裁者用酸或堿來折磨或殺害他們的受害人。因此，這一辦法的興起就引起美國社會的很大爭論，其中美國有些地方在法律上禁止此辦法的應用。

然而，在美國明尼蘇達州和新罕布什爾州，堿水解是合法的，有些喪葬承辦人正在急切地推銷這一辦法。據(jù)報道，這種水解后的咖啡色液體具有機油一般的稠密度，還帶有一股強烈的氨水氣味。但支持者表示這是消過毒的，如果操作按要求進行的話，是可以安全進入下水道的。而且，堿水解不會占用埋葬和火化那么多的空間，還能減少火葬場最關(guān)心的廢物排放問題――包括二氧化碳和水銀的排放。

美國佛羅里達大學的二處校址分別從2005年和20世紀90年代中期開始用堿水解來消溶動物尸體。美國生物安全公司負責生產(chǎn)這種鋼筒，他們估計大約有40-50家醫(yī)院用他們的設(shè)備來處理醫(yī)療廢物和動物尸體。使用者包括獸醫(yī)學院、大學、制藥公司和美國政府機構(gòu)。