洁净室中臭氧**的臭氧浓度的检测与分析

    2 预测模型的建立  

    理论上，利用质量平衡方程和一阶衰减模型（the first-order decay model），得到臭氧产生和衰减的模型如公式(1)所示，公式（1）通常用来预测室内臭氧从产生到衰减整个过程中任意时刻的臭氧浓度：  

    公式（1）进行求解得公式（2），即室内臭氧浓度随时间变化的浓度值：  

    （2）  

    其中：  

    C: 洁净室室内臭氧浓度，mg/m3;  

    C0: 洁净室室内臭氧的背景浓度，mg/m3;  

    S: 臭氧的发生源，mg/h;  

    V: 被测洁净室的体积，m3;  

    T：时间，h；  

    Kd: 臭氧在测试过程中的衰减系数，1/h;  

    由于臭氧是一种强氧化剂，具有强氧化性，它和很多物质都发生反应，因此Kd 包括的因素较多，主要包括臭氧的自然衰减系数，臭氧与洁净室内墙壁的反应系数，在臭氧的输送过程中，臭氧与空调系统各部件（过滤器，送、回风管道，机组表面）的反应系数等；通常情况下Kd的值是通过在臭氧发生器打开时，浓度上升时的数据进一步回归得到的。  

    对于臭氧的衰减过程室内臭氧的浓度值，也就是说关闭臭氧发生器，S=0, 则公式（2）简化为：  

    （3）  

    其中：  

    C0: 臭氧发生器关闭后，室内臭氧的初始浓度，mg/m3;  

    3 测试方法和测试过程  

    3.1 空调系统  

    空调系统主要负责注射器灌装、配制等区域的万级的洁净区。整个系统的送风量为19876m3/h（新风量为33%），回风量为12722m3/h，排风量为4620 m3/h，被**洁净区的总体积为563 m3；被测试洁净室的送风量为2811m3/h，回风量为969 m3/h，换气次数为54.9 1/h，体积为51.5 m3。  

    首先，开启臭氧发生器，使被**的洁净室室内的臭氧浓度升高，当臭氧浓度达到稳定时，关闭臭氧发成器，打开通风系统，使得臭氧开始被稀释和衰减，同时开始测**后臭氧在该洁净室内的衰减情况。  

    3.2 臭氧的产生  

    本次测试的臭氧**的生物洁净室所采用的高浓度臭氧，是通过臭氧发生器产生的。臭氧发生器安装的具体位置通常有三种：安装在空调系统的送风道中；安装在空调系统的回风道中；安装在空调机组内。该制药公司**系统的臭氧发生器安装在空调机组内，具体的位置如图1 所示。所选臭氧发生器是一台康尔公司生产的内置式臭氧发生器（型号KCF-G60），发生量为60±6g/h。由于臭氧本身的衰减和室内的温度、湿度有密切关系，因此在打开臭氧发生器之前，要相应的关闭空调系统的加湿，加热段。为了使臭氧在空调系统中形成内循环，应关闭新风和排风，开机1～2小时后，关闭臭氧发生器；打开通风系统，以保证臭氧浓度可以在规定时间内降到标准允许值。  

    3.3 采样点位置  

    室内臭氧浓度采样点的具体位置如图2所示，位置位于空调系统中的一间污染物有严格要求的洁净室内，该洁净室的尺寸为2.2×9.0×2.6m3，共有4个送风口，一个回风口，一个排风口，两扇向内开启的门（在测试期间关闭）；采样点的高度1.5m。  

    3.4 臭氧浓度的检测和记录  

    臭氧浓度的检测采用ZX-01型紫外吸收式臭氧分析仪。该臭氧分析仪的量程0~10ppm，*小可检测量0.004ppm，精度为二级，前面显示器显示数字是四位或五位，RS232接口，采样气体流速500ml/min，仪器工作温度范围15~35℃，标准温度是25±1℃；相对湿度范围0~95%。臭氧浓度的记录是通过数据线与计算机联接，由相应的程序每6秒记录一次，计算机自动记录和保存。  

    为了测试人员的**，测试人员和仪器放在该空调系统的外部，而向被测洁净室内通入一根采样管，通过采样管和仪器的进气口相连，用来测试和记录洁净室内任意时刻的臭氧浓度。  

    4 测试结果讨论与分析  

    当室内臭氧的含量达到稳定值时，关闭臭氧发生器时，此时被测房间的臭氧浓度为1.537～1.545ppm（3.07mg/m3），也就是衰减时的初始浓度。打开通风系统，通入的新风的臭氧浓度为0.014ppm（0.028 mg/m3）。通过对浓度上升时的数据进行回归，得到臭氧在本空调系统中的衰减系数Kd的值为0.126 1/h，再利用一阶模型和公式（3）可预测室内臭氧随时间衰减的浓度，因此洁净室在臭氧**后，臭氧进入衰减期浓度的预测值和实测值关系如下图3所示：  

    国家标准（GB/T18883-2002）规定的室内所允许的臭氧浓度值为0.16mg/m3（0.08ppm）。由图3可以看出，通过一阶衰减模型的预测值，需要经过大约25分钟的衰减，室内可达到允许值；而实际测试的结果是，在打开通风系统13.5分钟后，室内臭氧浓度便降到了0.075ppm。厂家建议经过30分钟后可进入室内，由图3可以看出该预定时间内，臭氧的浓度可以降到规定的允许值，可以达到对人员的劳动保护要求。  

    实测浓度曲线和通过模型的预测浓度曲线的基本相同，证明一阶衰减模型可以对用于气体在室内衰减的浓度研究。实测曲线和预测曲线之间的差异，更说明了臭氧在室内的衰减是一个很复杂的过程，比如臭氧的衰减和室内的臭氧浓度有很大关系，同时室内的可与臭氧反应的有机成分也影响衰减系数Kd，Kd值是通过数学回归得到的，也具有一定的误差。因此，在处理臭氧这种很活泼的物质时，应考虑**并完善一阶衰减模型。  

    5 结论  

     臭氧**已经在许多行业被广泛采用，本文对制药厂房的臭氧**后的残余污染的研究，表明在臭氧**后存在残余污染，但如果采取较好的通风措施，可以使残余污染降到标准以下。该**形式**后的臭氧含量，在预设时间内降到了国家规定的允许值，达到了劳动保护和人员**的要求。  

    但是，由于该臭氧发生器打开阶段，空调自控系统不能关闭新风和排风，所以，臭氧的浓度并没有达到预计的浓度值。如果臭氧的浓度达到了预定值，它的衰减情况如何，有待我们进一步研究，同时建议在采用臭氧**时，不要单独考虑其优点，应该优缺点兼顾，在**后可进入**区的时间的设定上，要充分考虑人员健康和**。  

    通过对实际臭氧浓度和理论预测值的相互比较，验证了一阶衰减模型在室内污染气体残余物的研究上是适用性。本文通过对室内**后臭氧衰减的研究，对于研究其他室内污染气体有一定的参考价值。在今后的研究中，要对影响衰减系数的因素考虑**。