１．臭氧的發(fā)現(xiàn)及研究

1785年，德國(guó)人在使用電機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在電機(jī)放電時(shí)產(chǎn)生一種異味。1840年法國(guó)科學(xué)家沈彬(Schonbein)將此異味確定為O3，而命名為ozone（臭氧）。自此以后，歐洲的科學(xué)家率先開始研究臭氧的特性和功用，發(fā)現(xiàn)臭氧的廣譜滅菌效果后，開始工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。瑞典一家牛肉公司用臭氧對(duì)牛肉的存儲(chǔ)保鮮，1870年開始以來(lái)，一直沿用至今。

1）自然界中的臭氧

科學(xué)家不懈地對(duì)臭氧技術(shù)及進(jìn)行研究，現(xiàn)在對(duì)臭氧的特性及應(yīng)用已比較明確。其實(shí)在自然界中，臭氧是廣泛存在的，只是濃度差別很大，不易被人察覺而已�，F(xiàn)在人們普遍了解大氣臭氧層，是阻擋太陽(yáng)紫外線的天然屏障，它是由太陽(yáng)光的特定波長(zhǎng)光譜（λ=185nm）的光照射空氣后產(chǎn)生的；雷雨過后，人們會(huì)呼吸到一種特殊的清新味道，實(shí)際就是空氣中的臭氧濃度提高（一般在0.04ppm左右），容易被人們覺察，臭氧濃度之所以提高，是因?yàn)殚W電（高壓放電）電離空氣中的氧氣形成臭氧；森林中，旅游地帶，空氣格外清新，是因植物在吸收CO2過程中制造了氧（O2），氧原子在組合過程中，部分形成人們呼吸的氧氣（O2），一部分形成臭氧(O3)。自然界中細(xì)菌無(wú)處不在，在適合的條件下繁殖迅速，人類在發(fā)現(xiàn)細(xì)菌后，甚至談虎色變，生怕被細(xì)菌吃掉，其實(shí)，人們沒有必要憂慮，自然界的一切都處在平穩(wěn)狀態(tài)，正是自然界中無(wú)處不在的臭氧和太陽(yáng)光中的紫外線，在控制著細(xì)菌的生存平衡，保護(hù)著人類健康。

2）臭氧的基本性質(zhì)研究

人類通過對(duì)臭氧的研究，發(fā)現(xiàn)臭氧具有不穩(wěn)定性和很強(qiáng)的氧化能力。臭氧（O3）是由一個(gè)氧分子（O2）攜帶一個(gè)氧原子（O）組成,它是氧氣的同素異形體。氧和氧氣存在不同之處，表1中一目了然。

表1氧氣和臭氧的主要性質(zhì)

表1不難看出，與氧氣比較，臭氧比重大、有味、有色、易溶于水、易分解。由于臭氧是由一個(gè)氧分子攜帶一個(gè)氧原子組成，決定了它只是一種暫存形態(tài)，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。所以臭氧在化合中沒有二次污染產(chǎn)生，這是臭氧技術(shù)應(yīng)用的最大優(yōu)越性。

臭氧的應(yīng)用主要是滅菌、消毒、脫色、除味。臭氧滅菌的機(jī)理是臭氧的氧原子可以氧化細(xì)菌細(xì)胞壁，直至穿透細(xì)胞壁與其體內(nèi)的不飽合健化合而奪去細(xì)菌生命，它的作用是即刻完成的（其殺菌速度是含氯消毒劑的600～3000倍，是紫外線的1000倍）。臭氧的迅速滅菌效果取決于臭氧有很強(qiáng)的氧化能力，其氧化能力僅次于氟，但是臭氧是能在游離狀態(tài)下存在的最強(qiáng)的氧化劑。氧化劑的氧化能力取決于還原電位，還原電位越高，氧化能力越強(qiáng)。表2列出了人們常用的消毒物質(zhì)還原電位與臭氧的比較。

表2幾種氧化劑還原電位的比較

２．臭氧的廣譜殺菌效果

在這里，我們不再用大量文字贅述，而是集臭氧消毒滅菌國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果選編表３如下：

表３臭氧的消毒殺菌效果選編

３．應(yīng)用機(jī)理

應(yīng)用臭氧基本上有四個(gè)方面：一是殺滅微生物——殺菌消毒；二是分解有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物——除臭凈化或污水治理；三是分解果蔬代謝產(chǎn)物，抑制后熟——保鮮；四是工業(yè)用氧化催化劑（此處不贅述）。

１）殺菌消毒：

臭氧殺菌過程為強(qiáng)氧化作用，與微生物細(xì)胞的多種成分發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化而死亡。一般認(rèn)為，臭氧殺滅病毒是通過直接破壞核糖核酸（RNA）或脫氧核糖核酸（DNA）完成的。而殺滅細(xì)菌、霉菌類微生物則是臭氧直接作用于細(xì)胞膜，使膜結(jié)構(gòu)受損傷，導(dǎo)致新陳代謝障礙并抑制其生長(zhǎng)，臭氧繼續(xù)滲透破壞膜內(nèi)組織，直至殺死菌類。濕度增加提高滅活性，是由于高濕度下細(xì)胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞。

２）除臭凈化（污水治理中去處BOD、COD等較復(fù)雜，此處不贅述）：

臭氧去除異味性能非常好，依靠其強(qiáng)氧化性快速分解臭味及其它氣味的有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)。臭味主要成分是胺（R3N）、硫化氫(H2S)、甲硫醇(CH3SH)等。臭氧與其反應(yīng)式如下:

R3N+O3—R3N-O+O2

H2S+O3—S+H2O+O2（主反應(yīng)）

SO2+H2O(副反應(yīng))

CH3SH+O3—[CH3-S-S-CH3]—CH3-SO3H+O2

小型家用臭氧發(fā)生器用于衛(wèi)生間可除異味。

3）保鮮：

臭氧在蔬菜水果貯藏中的應(yīng)用除了殺滅或抑制霉菌生長(zhǎng)，防止腐爛之外，還具有防止老化、保鮮作用。其機(jī)理是臭氧可以分解果蔬新陳代謝呼出的催熟劑—乙烯氣體（C2H4），反應(yīng)如下：

C2H4+O3—CO2+H2O

４．臭氧與其它消毒品的比較及優(yōu)越性

１）與過氧乙酸、高錳酸鉀、甲醛（福爾馬林）、二氧化氯等化學(xué)消毒劑比較：

ａ．殺菌能力與過氧乙酸相當(dāng)，高于其它消毒劑。

ｂ．臭氧會(huì)自行分解為氧氣，不會(huì)產(chǎn)生殘余污染，用于空氣消毒后不需通風(fēng)換氣。而含氯消毒劑消殺后與有機(jī)物可生成氯仿等致癌物；甲醛殘留對(duì)人體有毒。

ｃ．臭氧可直接對(duì)食品使用作殺菌或防霉保鮮，為干法消毒，簡(jiǎn)單易行，臭氧對(duì)食品無(wú)害。現(xiàn)代冰箱內(nèi)裝有微型臭氧發(fā)生器，除臭保鮮，因此冷藏室內(nèi)無(wú)異味，食品不易變質(zhì)。化學(xué)消毒劑對(duì)食品殺菌消毒理論上可行，實(shí)際應(yīng)用應(yīng)很嚴(yán)格并且操作復(fù)雜。

２）與紫外線照射殺菌比較：

ａ．紫外線以光波作用殺菌，只有照射到的位置且達(dá)到照射標(biāo)準(zhǔn)才有殺菌效果。紫外線照射強(qiáng)度與距離平方成反比，強(qiáng)度不夠，照射又有很大死角。用于水體消毒紫外線穿透力只有2cm。而臭氧為流體，具有擴(kuò)散性，無(wú)死角，濃度較均勻。

ｂ．紫外線殺菌在相對(duì)濕度60%以上時(shí)效果急劇下降，80%濕度以上時(shí)反可誘使細(xì)菌復(fù)活；臭氧則相反。

５．臭氧的基本應(yīng)用

1）空氣領(lǐng)域中的應(yīng)用

一.空氣處理應(yīng)用常識(shí)

臭氧用于空氣處理相對(duì)水處理來(lái)講工藝較簡(jiǎn)單，所需的臭氧濃度也比較低（一般為ppm級(jí)或mg/m3），主要適用于空氣中或物體表面消毒、滅菌、除味、除臭、儲(chǔ)存保鮮等使用。所以，臭氧發(fā)生器產(chǎn)出的較高濃度的臭氧須進(jìn)行散播稀釋，直接進(jìn)入消殺空間。

要使臭氧進(jìn)入空間殺菌消毒必須由下列部分組成：①氣源供應(yīng)系統(tǒng)。指氣泵或無(wú)油空壓機(jī)；②臭氧發(fā)生器。其本身組成：放電管、電源、空氣處理、自動(dòng)定時(shí)控制等；③送風(fēng)系統(tǒng)。一般采用無(wú)溫升中壓風(fēng)機(jī)或借助中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)，把臭氧送至所要消殺的空間；作為體積較小的開放型臭氧發(fā)生器，可直接懸掛于室內(nèi)。

用于空氣的殺菌消毒要注意以下幾個(gè)因素：①濕度適當(dāng)。臭氧的滅菌效果在濕度為50-80%條件下效果較理想，這主要是病毒、細(xì)菌在高濕條件下，細(xì)胞壁較疏松、易被臭氧穿透殺滅。在濕度低于30%時(shí)效果較差，所以一般使用中,特別是無(wú)菌室使用應(yīng)用注意，至于蔬菜、果品保鮮，在高濕度下重量損失也較小，是相得益彰的。②臭氧濃度。濃度掌握是臭氧發(fā)生器使用的關(guān)鍵，不同的用途有不同的濃度和時(shí)間來(lái)配合。比如一般的除味、除臭、吸臭氧化氣用以保健等、濃度一般不超過0.05ppm(空氣中1ppm≈2mg/m3)。如果用于室內(nèi)滅菌消毒則一般掌握在0.1～1ppm;如果用于食品保鮮或物體表面消毒則需要1～5ppm的濃度；醫(yī)藥車間的消毒需要10ppm以上。當(dāng)然這些濃度指標(biāo)都是與時(shí)間量相關(guān)的，指的是整個(gè)空間散播濃度，而不是局部濃度。物體表面或肉類保鮮一般需要濃度都較高，多大濃度適宜，應(yīng)從試驗(yàn)報(bào)告中吸取知識(shí)，或在實(shí)驗(yàn)中獲得，切不可自以為是。濃度使用不當(dāng)會(huì)對(duì)人體呼吸道和蔬菜等造成傷害，應(yīng)該特別注意。

臭氧發(fā)生器產(chǎn)品在設(shè)計(jì)制造時(shí)，都有發(fā)生量/每小時(shí)（g/h）的設(shè)計(jì)標(biāo)定，根據(jù)用途和空間需要，以最大需要量為依據(jù)，進(jìn)行產(chǎn)品規(guī)格的選型。需要指出的是，臭氧發(fā)生器的作用效果與工作時(shí)數(shù)成正比，而且，臭氧存在半衰期（特別是在溫度較高情況下，臭氧短期內(nèi)就進(jìn)入衰減期：20～30℃時(shí)，10秒后進(jìn)入半衰期；30～60℃時(shí)，8秒后進(jìn)入半衰期，一般情況下，半衰期為20～50分鐘，溫度越高，半衰期越短。臭氧在270℃時(shí)，瞬間分解），所以，臭氧應(yīng)用必須一邊發(fā)生一邊應(yīng)用的原則，依靠源源不斷的臭氧供應(yīng)才能達(dá)到完美效果。對(duì)于大型空間處理，如：醫(yī)藥行業(yè)（GMP認(rèn)證）、食品行業(yè)（HACCP認(rèn)證）加工車間所需臭氧發(fā)生器的大小，有一個(gè)計(jì)算公式：

Q：臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量（g/h）

V1：所要消殺的空間立體數(shù)（m３）

V2：送風(fēng)管道所占的空間立體數(shù)（m３ 注：此項(xiàng)比較小，可省略）

V3：循環(huán)風(fēng)量（m３/h 注：此項(xiàng)×1.1%比較小，可省略）

C：所需濃度（ppm）

0.4208：常溫常壓下，臭氧的衰減系數(shù)

1000：從mg到g，需除以1000

二.空氣處理應(yīng)用領(lǐng)域

①醫(yī)院消毒滅菌

醫(yī)院是病人聚集的場(chǎng)所，病毒菌的發(fā)生及傳播都較為嚴(yán)重，醫(yī)院為了保護(hù)病人的健康、康復(fù)和避免交叉感染，都有很嚴(yán)格的消毒滅菌規(guī)程和制度。醫(yī)院的消毒滅菌手段目前主要是：（1）空間空氣消毒利用紫外線殺菌；（2）醫(yī)療器械用品多用高錳酸鉀、過氧乙酸藥液及燒、蒸、煮等手段；（3）大面積的普殺手段多用來(lái)素水潑灑，使醫(yī)院具有特殊的氣味。紫外線殺菌，目前是手術(shù)室、無(wú)菌室等重要場(chǎng)合的主要手段，其缺點(diǎn)在于紫外線滅菌速度慢、有死角（陰影），紫外線對(duì)人體皮膚可構(gòu)成傷害，掌握使用要求較嚴(yán)。目前不少醫(yī)院已采用臭氧產(chǎn)品（在南方發(fā)達(dá)城市幾乎所有醫(yī)院都采用臭氧消毒，而不是紫外線，如：深圳等），醫(yī)療器械及物品洗滌采用高濃度的臭氧水進(jìn)行消殺，但不為普及。其實(shí)，阻礙醫(yī)院使用臭氧產(chǎn)品的主要原因是舊制度中的滅菌規(guī)范（針對(duì)紫外線及藥物）的沿用。

②公共場(chǎng)所消毒滅菌

人們聚集的地方，如股票交易廳、會(huì)議室、銀行業(yè)務(wù)室、候車（機(jī)）室、酒店、舞廳、夜總會(huì)等，人員的流動(dòng)量較大，除空氣較污濁外，病毒菌的交叉感染對(duì)人們的健康都有很大威脅，特別是乙肝病毒、感冒病毒等，使人們防不勝防，而此類場(chǎng)所目前幾乎都沒有消毒滅菌的手段。

③家庭的消毒滅菌

目前，中國(guó)大多數(shù)家庭一般不具備消毒滅菌手段。其實(shí)，家庭中的空氣污濁度嚴(yán)重于室外，報(bào)紙上多次登載此類研究。家庭居室裝修與空調(diào)安裝已很普及，冬暖夏涼的環(huán)境和密封度提高，都來(lái)給細(xì)菌繁殖增長(zhǎng)帶來(lái)?xiàng)l件，況且裝修后的空氣污染（甲醛、二甲苯等）、燃?xì)庠O(shè)備的燃燒后CO及氮氧化物污染、老年人或病人散出的異味、衛(wèi)生間臭氣（氨和硫化氫）散播、家人呼吸代謝、客人來(lái)訪等，都對(duì)家庭的空氣環(huán)境帶來(lái)危害，特別是地處潮濕地區(qū)，霉菌危害嚴(yán)重的家居。

④特殊場(chǎng)所的消毒滅菌

與上述相同之處外，一些特殊場(chǎng)所采用臭氧不可忽視：如圖書館用于消殺霉菌和細(xì)菌；養(yǎng)雞場(chǎng)用于除臭和雞類保健；火葬場(chǎng)的房間場(chǎng)所、陳列館、倉(cāng)庫(kù)等。另外一些市內(nèi)或化工廠空氣污染嚴(yán)重地方的辦公室等場(chǎng)所，均具有普遍意義。

⑤工業(yè)場(chǎng)所的消毒滅菌

藥品、食品等加工車間這些與人類生活密切相關(guān)的制造場(chǎng)所，消毒滅菌手段都是必須的。目前，許多食品（HACCP）、醫(yī)藥（GMP）加工車間都已利用臭氧進(jìn)行殺菌消毒。這是一個(gè)極其廣大的臭氧產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)。另外一些特殊車間，如印刷車間的污染、魚類產(chǎn)品的腥味、化工污染車間等都是臭氧產(chǎn)品的應(yīng)用目標(biāo)。

⑥食品、果品、蔬菜保鮮

臭氧用于食品、蔬菜等保鮮已是歐、美、日等國(guó)非常普及的事，已經(jīng)滲透到生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)母鱾�(gè)環(huán)節(jié)。臭氧保鮮的原理是殺滅腐菌及抑制其傳播，并且分解乙烯氣體，抑制瓜果的后熟、腐爛，使之在較高溫度下儲(chǔ)存，也不易變色、變味和失去重量，其經(jīng)濟(jì)效益是非常可觀的。

2）水處理領(lǐng)域的應(yīng)用

水處理臭氧發(fā)生器產(chǎn)品與空氣型不同在于：臭氧發(fā)生必須具備較高濃度（>10mg/l）、必須具備氣水混合裝置等。

一.水處理應(yīng)用常識(shí)

臭氧用于水處理的濃度單位一般是按mg/l計(jì)算，由此可知水處理需要高濃度、大發(fā)生量的臭氧才能應(yīng)用。臭氧發(fā)生量（g/h），負(fù)載功率電耗，氣源干燥度，產(chǎn)品壽命等是臭氧發(fā)生器重要技術(shù)指標(biāo)。

水處理臭氧發(fā)生多采用氣隙放電法，因濃度需求其電耗增高，器件的溫升也不可避免，溫升是影響臭氧產(chǎn)生和設(shè)備壽命的主要因素，所以一般需要冷卻，主要有風(fēng)冷、水冷兩種，有的則通過冷氣源來(lái)解決，采用那種方式，由設(shè)備設(shè)計(jì)確定。

在同樣臭氧發(fā)生部件、電源條件下，臭氧產(chǎn)量與空氣干燥度是成正比的，即氣源干燥度越高，單位時(shí)間的臭氧產(chǎn)量也就越高，所以對(duì)氣源的凈化干燥處理是不可少的，一般稱為氣源預(yù)處理或氣源干燥系統(tǒng)。目前氣源干燥的手段主要有冷凍、露凝、化學(xué)法等，其干燥度以氣體中水分達(dá)到飽和時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度表示，如：－40℃時(shí)的干燥程度是指在壓力不變的情況下，氣源冷凍到—40℃時(shí)，水分才開始由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或固態(tài)。

氣水混合裝置是臭氧用于水處理必不可少的配套技術(shù)，能使臭氧與水充分接觸，溶于水中。在這里，要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是：混合效率再高，低濃度的臭氧氣體溶于水中的比率仍較小，因?yàn)榈蜐舛鹊某粞鯕怏w溶解壓力太小，臭氧會(huì)被其它難溶性氣體帶出。另外，接觸面積、接觸時(shí)間等都是混合效率的決定因素。臭氧與水的混合主要有以下幾種：

①曝氣法

這是一種傳統(tǒng)的簡(jiǎn)便方法，臭氧氣經(jīng)壓縮后利用某種泡化器件，形成氣泡與水接觸，不難理解：，氣泡越小、越多、深度越大，效果越好。這種方式一般應(yīng)用于污水處理。

②射流法

也稱文丘里法，是利用水在管道中流動(dòng)時(shí)通過裝置變徑加快流速，使流體動(dòng)壓增大靜壓減小形成負(fù)壓，把臭氧吸入管路與紊流狀態(tài)的水混合、溶解。在安裝時(shí)，要注意幾個(gè)問題：a.射流器須與管路管徑匹配；b.射流器中的水流不能存在逆壓，避免水倒流進(jìn)入臭氧發(fā)生管；c.流速要達(dá)到一定量，保證負(fù)吸形成；d.管件與管路必須用不銹鋼或塑料材質(zhì)，杜絕用鋼、鐵以免消耗臭氧與氧化腐蝕。射流法效率較高，但安裝與要求應(yīng)相當(dāng)嚴(yán)格。這種方式一般應(yīng)用于二次供水、純凈水生產(chǎn)線等。

③氣液混合泵法

這種方式是通過水泵吸程加裝氣路，使氣水以一定比例被吸入泵內(nèi)，被葉輪充分?jǐn)嚢杌旌稀＿@種方式混合效率最高，被廣為采用。需要特別注意的是其氣量控制，氣量大時(shí)會(huì)影響水泵供水。這種方式一般應(yīng)用于制備飲料用水或消毒水。

④混合塔法

這種方法是通過一個(gè)較高的裝置塔，將水由高處噴下形成霧狀，將臭氧氣自下方通入并使之與水流形成逆行，使臭氧氣與水充分接觸形成臭氧水。此方式有無(wú)填料和有填料兩種，材質(zhì)是十分講究的，效果也很好，只是成本造價(jià)較高。

電控系統(tǒng)是水處理臭氧發(fā)生器必不可少的部分，直接關(guān)系到設(shè)備的開停及應(yīng)用，一般分為手動(dòng)、自動(dòng)、數(shù)控三種模式，目前使用閉環(huán)控制的還較少。電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)單機(jī)發(fā)生應(yīng)用要求而定的，不一而足。

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)除將以上技術(shù)組裝到一起外，還要考慮高濃度臭氧氣的密封問題，避免泄漏傷及人體，必要時(shí)還要具備對(duì)剩余排除臭氧氣的催化處理技術(shù)，要求都是很嚴(yán)格的。

二.水處理應(yīng)用領(lǐng)域

①飲用水處理

在臭氧技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是飲用水的處理，除滅菌效果好、無(wú)二次污染外，還兼有脫色、除味，去除鐵、錳、氧化分解有機(jī)物和助凝作用，有的報(bào)告指出，臭氧能夠消殺水中一切對(duì)人體有害的物質(zhì)。

飲用水的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為細(xì)菌總個(gè)數(shù)、大腸菌群均為零，西方歐美等國(guó)都是執(zhí)行這一標(biāo)準(zhǔn)，所以自來(lái)水供水公司的臭氧水處理產(chǎn)品應(yīng)用十分普遍。我國(guó)飲用水的國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為細(xì)菌總個(gè)數(shù)<100個(gè)，大腸菌群<3個(gè)，而且大多采用漂白粉、加氯和近幾年推廣的二氧化氯及次氯酸鈉等消毒。因?yàn)槁认�毒�?huì)產(chǎn)生氯的衍生物造成二次污染，其中三鹵甲烷是直接致癌物質(zhì)，在歐美的飲用水處理上含氯消毒劑已逐步淘汰。就目前的國(guó)內(nèi)臭氧發(fā)生器來(lái)講，與二氧化氯、次氯酸鈉設(shè)備相比，價(jià)格偏高，但是運(yùn)行費(fèi)用低，安全性高。

目前城市高樓聳立，因此二次供水也極為普遍。1996年國(guó)家衛(wèi)生部下達(dá)文件，要求二次供水必須安裝消毒設(shè)施，有些單位的自備井也必須在水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況下才允許使用，二次供水的消毒及處理產(chǎn)品，目前只有在二氧化氯、次氯酸鈉和臭氧發(fā)生設(shè)備中選用，臭氧水處理具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該是一個(gè)成熟市場(chǎng)。近幾年興起的礦泉水、純凈水、瓶裝水已是臭氧技術(shù)產(chǎn)品的必用市場(chǎng)，離開臭氧裝備很難達(dá)標(biāo)。

飲用水（二次供水或自備井水）的處理在使用臭氧設(shè)備時(shí)，臭氧的投加量一般在1～3mg/l，接觸時(shí)間10～15分鐘即可，可作為選型時(shí)根據(jù)用水量計(jì)算參考。

②游泳池水處理

臭氧技術(shù)用于游泳池水處理已十分成熟，歐美等國(guó)使用十分普遍，國(guó)際比賽游泳池幾乎都是采用臭氧技術(shù)處理，我國(guó)的游泳用水標(biāo)準(zhǔn)要求細(xì)菌總個(gè)數(shù)<1000個(gè)，大腸菌群<100個(gè)，濁度<5，目前主要采用加氯、漂白粉、硫酸銅等消殺手段，在水質(zhì)達(dá)標(biāo)的同時(shí)，又造成二次污染，造成使水質(zhì)傷眼、刺激皮膚等惡果，特別是液氯使用中潛在威脅很大，一旦泄漏會(huì)造成大面積中毒污染。臭氧技術(shù)在水質(zhì)達(dá)標(biāo)的情況下，完全沒有以上缺陷，臭氧化水還可消殺體菌以美容，更為經(jīng)濟(jì)的是使用中減少或取消了藥物消耗，成本降低，水質(zhì)保質(zhì)期得以延長(zhǎng)，是一筆不小的節(jié)約開支。

游泳池水的臭氧處理技術(shù)與飲用水處理基本相同，其普及應(yīng)用有待于經(jīng)濟(jì)和認(rèn)識(shí)水平的提高。需要掌握的是，使用臭氧后，室內(nèi)游泳池基本不用藥物輔助，露天泳池在高溫下可能會(huì)使部分澡類生長(zhǎng)，這是因?yàn)槌粞蹼m然有滅藻功能，但藻類品種極多，對(duì)于好氧藻不可能全部殺滅，這種情況一般出現(xiàn)在太陽(yáng)光強(qiáng)烈的持續(xù)高溫天氣，此時(shí)配用少許硫酸銅即可。

③養(yǎng)殖水處理

臭氧化處理養(yǎng)殖水，對(duì)魚、蝦、蟹類的生長(zhǎng)極為有利，經(jīng)濟(jì)效益也非常明顯，在歐美已廣為采用。

養(yǎng)殖水因富含有機(jī)物，水質(zhì)很容易出問題，細(xì)菌病毒菌對(duì)魚蝦類的危害極大，近幾年沿海諸多養(yǎng)蝦池絕產(chǎn)和荒廢正是因此而造成。

臭氧在養(yǎng)殖水處理中，除了滅菌和抑制病毒菌對(duì)魚蝦的感染、傳播外，還可以分解有機(jī)物，去除COD、BOD物質(zhì)，又因其助凝作用，對(duì)改善水質(zhì)是一項(xiàng)良好的措施。近幾年水質(zhì)污染嚴(yán)重，污染水對(duì)魚類造成疾病和大批死亡屢見不鮮，而臭氧能去除NH3、SO2及赤潮毒素等有害物質(zhì)，這說明臭氧技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖業(yè)推廣是多么重要。

國(guó)外報(bào)道，用臭氧處理養(yǎng)殖水，對(duì)魚塘魚類可增產(chǎn)30%以上，對(duì)蝦池蝦類可增產(chǎn)60%以上，對(duì)魚、蝦、蟹苗的對(duì)比試驗(yàn)，成活率均提高90%多。養(yǎng)殖水使用臭氧，一般對(duì)已造成危害的病毒菌水，臭氧注入濃度達(dá)0.5～1.2mg/l就可全部殺死水中細(xì)菌，如果作為預(yù)防性作用，0.5～0.7mg/l就足夠了。

④循環(huán)冷卻水的處理

循環(huán)冷卻水在工業(yè)上很普遍，例如發(fā)電廠、化肥廠、化工廠、中央空調(diào)設(shè)備等。近年來(lái)，由于在循環(huán)冷卻水中發(fā)現(xiàn)了一種對(duì)人體危害極大的格蘭氏陰性病原體，使人們?cè)絹?lái)越關(guān)注循環(huán)冷卻水的處理工藝。70年代末，美國(guó)進(jìn)行了大量的循環(huán)冷卻水臭氧處理研究，證明臭氧具有緩蝕、阻垢、殺菌、滅藻、節(jié)水、無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，且處理費(fèi)用低，所以臭氧處理循環(huán)冷卻水具有廣闊的前景。

⑤工業(yè)廢水處理

臭氧在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用十分普遍，常見的有對(duì)含酚、氰及印染廢水處理等。臭氧能使氰絡(luò)鹽中的氰迅速分解，其反應(yīng)為兩步，先將劇毒的CN-氧化為CNO-,然后進(jìn)一步氧化為CO2和N2，能使有毒廢水的毒性降低100倍左右。臭氧對(duì)含酚廢水處理，酚的降解速度與臭氧投加量及時(shí)間有關(guān)，且反應(yīng)中PH值越高反應(yīng)越快，臭氧消耗越小。臭氧對(duì)幾乎所有染料廢水都有脫色能力，它可以破壞染料中的發(fā)色或助色基因，達(dá)到脫色效果。

總之，臭氧的殺菌消毒功能，廣泛應(yīng)用于飲用水、游泳池水、養(yǎng)殖水、污水等各類水體的殺菌消毒、除藻；可用于房間、車間、醫(yī)院、公共場(chǎng)所空氣殺菌消毒，保持空氣清新并可防止疾病傳染；可用于果品蔬菜貯藏保鮮業(yè)等；通入臭氧的水也可用來(lái)潔面美容，抑制腳氣病、性病等，英國(guó)女王定期注射臭氧，以達(dá)到養(yǎng)顏美容、延緩衰老之目的；作為一種強(qiáng)氧化劑，臭氧被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)、化工工業(yè)、棉紗和紙漿漂白等。

6.臭氧的投加量

對(duì)于臭氧應(yīng)用比較廣泛的領(lǐng)域，國(guó)家衛(wèi)生部制定有標(biāo)準(zhǔn)：食品醫(yī)藥加工車間的殺菌消毒，臭氧濃度為10～20mg/m3；比較清潔的水，臭氧投加量為0.5～1.5g/m3；污染嚴(yán)重的飲用水，臭氧投加用量為3～6g/m3；對(duì)于各類污水處理，臭氧濃度為30～250g/m3。臭氧可殺滅或破壞其中所有微生物及其霉菌，并可除去和降解有害物質(zhì)從而改善飲用水品質(zhì)，有效避免了用氯殺菌消毒而生成有機(jī)氯化物等致癌物質(zhì)。

關(guān)于臭氧通常應(yīng)用領(lǐng)域中的投加量，我們列出了表４以供參考：

表４臭氧的投加量（1ppm=2.14mg/m3）

7．臭氧的發(fā)生技術(shù)簡(jiǎn)介

臭氧的發(fā)生技術(shù)主要是通過模擬自然界產(chǎn)生臭氧的方法，伴隨不斷的研究和科技發(fā)展，臭氧的發(fā)生技術(shù)已具備相當(dāng)高的水平，其方法不外乎以下幾種。

1）光化學(xué)法

大氣上空的臭氧層是由波長(zhǎng)λ=185nm(1nm=10-9m)的紫外光譜產(chǎn)生的。這種波長(zhǎng)的紫外線能打斷氧氣分子，使之組合成臭氧。人工生產(chǎn)臭氧采用光電法就是生產(chǎn)一種燈產(chǎn)生這種特定波長(zhǎng)的紫外線，這種燈被稱之為臭氧燈。

光化學(xué)法生產(chǎn)臭氧的優(yōu)點(diǎn)是純度高，對(duì)濕度溫度不敏感，具有很好的重復(fù)性。這些特點(diǎn)對(duì)于臭氧用于人體治療及作為儀器的臭氧標(biāo)準(zhǔn)原是非常合適的。其缺點(diǎn)是產(chǎn)量及濃度太低，能耗較高。

2）電解法（電化學(xué)法）

利用直流電源電解含氧電解質(zhì)產(chǎn)生氣體的方法。上世紀(jì)80年代以前，電解液多為水內(nèi)填加酸鹽類電解質(zhì)，此種方式臭氧產(chǎn)量較低。由于人們?cè)陔姌O材料、電解液與電解機(jī)理方面進(jìn)行大量的研究，生產(chǎn)技術(shù)取得了很大進(jìn)步，現(xiàn)在已能夠利用純水電解得到高濃度臭氧。

電解法生產(chǎn)臭氧具有濃度高、成分純凈、水中溶解度高的優(yōu)勢(shì)，將會(huì)有較好的應(yīng)用前景。但作為大產(chǎn)量發(fā)生器，電解法技術(shù)目前尚不成熟。

3）電暈放電法

電暈放電法是模仿自然界雷電產(chǎn)生臭氧的方法，通過人為的交變高壓電場(chǎng)在氣體中產(chǎn)生電暈，電暈中的自由高能電子離解氧氣分子，使氧氣分子成為原子，一部分氧原子經(jīng)碰撞后聚合為臭氧分子。

電暈放電型臭氧發(fā)生器是目前應(yīng)用最廣泛、能耗最低、單機(jī)產(chǎn)量最大、市場(chǎng)占有率最高的臭氧發(fā)生裝置。世界上現(xiàn)在電暈放電單機(jī)產(chǎn)量最高達(dá)300kg/h。真正意義上的臭氧發(fā)生器必須含有四大部分：臭氧發(fā)生管、與發(fā)生管匹配的電源、氣源的處理裝置及電氣控制系統(tǒng)，其它的配置與設(shè)施都是為以上部分服務(wù)的，如：冷卻系統(tǒng)等。

在整個(gè)臭氧設(shè)備中，臭氧發(fā)生管是臭氧發(fā)生器的心臟，臭氧發(fā)生管的基礎(chǔ)是高壓電極、地電極、介電體與放電間隙（也稱氣隙）四部分。選擇發(fā)生管時(shí)，必須考慮發(fā)生管介電體材料的介電常數(shù)大小、抗電壓擊穿能力及耐溫性等。一般來(lái)講，越抗高壓、越耐高溫、介電常數(shù)越大（介電損耗越低），這樣的臭氧發(fā)生管越好，存在下列優(yōu)點(diǎn)：體積小、產(chǎn)量高、壽命長(zhǎng)等。目前，國(guó)際上公認(rèn)的介電材料，最好的為高純陶瓷（管式或板式），然后依次為搪瓷（管式）、石英玻璃（管式或板式）。

其次，與發(fā)生管匹配的電源非常重要，目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電源為IGBT高壓高頻逆變電源，電壓越高電場(chǎng)強(qiáng)度越大，產(chǎn)生的離散電子越多，臭氧濃度越高；電場(chǎng)頻率越大，電能的利用率越高，同等產(chǎn)量的設(shè)備越省電，運(yùn)行的可靠性越高。

高濃度、產(chǎn)量穩(wěn)定臭氧發(fā)生器必須配備氣源預(yù)處理和冷卻系統(tǒng)，氣源的預(yù)處理至關(guān)重要，干燥的氣源相對(duì)潮濕的氣源對(duì)臭氧發(fā)生器來(lái)講，不但能成倍地提高臭氧產(chǎn)量，而且減少氮氧化物的產(chǎn)生，延長(zhǎng)了發(fā)生管的使用壽命；有效的冷卻能使設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行，并保持產(chǎn)量的穩(wěn)定。要實(shí)現(xiàn)設(shè)備的操作方便及自動(dòng)化運(yùn)行必須配備電氣控制系統(tǒng)等。