１．臭氧的發(fā)現(xiàn)及研究

1785年，德國人在使用電機時，發(fā)現(xiàn)在電機放電時產(chǎn)生一種異味。1840年法國科學家沈彬(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)應用。瑞典一家牛肉公司用臭氧對牛肉的存儲保鮮，1870年開始以來，一直沿用至今。

1）自然界中的臭氧

科學家不懈地對臭氧技術(shù)及進行研究，現(xiàn)在對臭氧的特性及應用已比較明確。其實在自然界中，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，是阻擋太陽紫外線的天然屏障，它是由太陽光的特定波長光譜（λ=185nm）的光照射空氣后產(chǎn)生的；雷雨過后，人們會呼吸到一種特殊的清新味道，實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，是因為閃電（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)。自然界中細菌無處不在，在適合的條件下繁殖迅速，人類在發(fā)現(xiàn)細菌后，甚至談虎色變，生怕被細菌吃掉，其實，人們沒有必要憂慮，自然界的一切都處在平穩(wěn)狀態(tài)，正是自然界中無處不在的臭氧和太陽光中的紫外線，在控制著細菌的生存平衡，保護著人類健康。

2）臭氧的基本性質(zhì)研究

人類通過對臭氧的研究，發(fā)現(xiàn)臭氧具有不穩(wěn)定性和很強的氧化能力。臭氧（O3）是由一個氧分子（O2）攜帶一個氧原子（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。由于臭氧是由一個氧分子攜帶一個氧原子組成，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)應用的最大優(yōu)越性。

臭氧的應用主要是滅菌、消毒、脫色、除味。臭氧滅菌的機理是臭氧的氧原子可以氧化細菌細胞壁，直至穿透細胞壁與其體內(nèi)的不飽合健化合而奪去細菌生命，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。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內(nèi)外實驗結(jié)果選編表３如下：

表３臭氧的消毒殺菌效果選編

３．應用機理

應用臭氧基本上有四個方面：一是殺滅微生物——殺菌消毒；二是分解有機或無機污染物——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：

臭氧殺菌過程為強氧化作用，與微生物細胞的多種成分發(fā)生反應，從而產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化而死亡。一般認為，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。而殺滅細菌、霉菌類微生物則是臭氧直接作用于細胞膜，使膜結(jié)構(gòu)受損傷，導致新陳代謝障礙并抑制其生長，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等較復雜，此處不贅述）：

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

R3N+O3—R3N-O+O2

H2S+O3—S+H2O+O2（主反應）

SO2+H2O(副反應)

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用除了殺滅或抑制霉菌生長，防止腐爛之外，還具有防止老化、保鮮作用。其機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）、二氧化氯等化學消毒劑比較：

ａ．殺菌能力與過氧乙酸相當，高于其它消毒劑。

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

ｃ．臭氧可直接對食品使用作殺菌或防霉保鮮，為干法消毒，簡單易行，臭氧對食品無害。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)無異味，食品不易變質(zhì)。化學消毒劑對食品殺菌消毒理論上可行，實際應用應很嚴格并且操作復雜。

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到照射標準才有殺菌效果。紫外線照射強度與距離平方成反比，強度不夠，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，具有擴散性，無死角，濃度較均勻。

ｂ．紫外線殺菌在相對濕度60%以上時效果急劇下降，80%濕度以上時反可誘使細菌復活；臭氧則相反。

５．臭氧的基本應用

1）空氣領(lǐng)域中的應用

一.空氣處理應用常識

臭氧用于空氣處理相對水處理來講工藝較簡單，所需的臭氧濃度也比較低（一般為ppm級或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行散播稀釋，直接進入消殺空間。

要使臭氧進入空間殺菌消毒必須由下列部分組成：①氣源供應系統(tǒng)。指氣泵或無油空壓機；②臭氧發(fā)生器。其本身組成：放電管、電源、空氣處理、自動定時控制等；③送風系統(tǒng)。一般采用無溫升中壓風機或借助中央空調(diào)送風系統(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因素：①濕度適當。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、細菌在高濕條件下，細胞壁較疏松、易被臭氧穿透殺滅。在濕度低于30%時效果較差，所以一般使用中,特別是無菌室使用應用注意，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間來配合。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。當然這些濃度指標都是與時間量相關(guān)的，指的是整個空間散播濃度，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，應從試驗報告中吸取知識，或在實驗中獲得，切不可自以為是。濃度使用不當會對人體呼吸道和蔬菜等造成傷害，應該特別注意。

臭氧發(fā)生器產(chǎn)品在設計制造時，都有發(fā)生量/每小時（g/h）的設計標定，根據(jù)用途和空間需要，以最大需要量為依據(jù)，進行產(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)就進入衰減期：20～30℃時，10秒后進入半衰期；30～60℃時，8秒后進入半衰期，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，瞬間分解），所以，臭氧應用必須一邊發(fā)生一邊應用的原則，依靠源源不斷的臭氧供應才能達到完美效果。對于大型空間處理，如：醫(yī)藥行業(yè)（GMP認證）、食品行業(yè)（HACCP認證）加工車間所需臭氧發(fā)生器的大小，有一個計算公式：

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：送風管道所占的空間立體數(shù)（m３ 注：此項比較小，可省略）

V3：循環(huán)風量（m３/h 注：此項×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.空氣處理應用領(lǐng)域

①醫(yī)院消毒滅菌

醫(yī)院是病人聚集的場所，病毒菌的發(fā)生及傳播都較為嚴重，醫(yī)院為了保護病人的健康、康復和避免交叉感染，都有很嚴格的消毒滅菌規(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、無菌室等重要場合的主要手段，其缺點在于紫外線滅菌速度慢、有死角（陰影），紫外線對人體皮膚可構(gòu)成傷害，掌握使用要求較嚴。目前不少醫(yī)院已采用臭氧產(chǎn)品（在南方發(fā)達城市幾乎所有醫(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行消殺，但不為普及。其實，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（針對紫外線及藥物）的沿用。

②公共場所消毒滅菌

人們聚集的地方，如股票交易廳、會議室、銀行業(yè)務室、候車（機）室、酒店、舞廳、夜總會等，人員的流動量較大，除空氣較污濁外，病毒菌的交叉感染對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，中國大多數(shù)家庭一般不具備消毒滅菌手段。其實，家庭中的空氣污濁度嚴重于室外，報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，都來給細菌繁殖增長帶來條件，況且裝修后的空氣污染（甲醛、二甲苯等）、燃氣設備的燃燒后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、客人來訪等，都對家庭的空氣環(huán)境帶來危害，特別是地處潮濕地區(qū)，霉菌危害嚴重的家居。

④特殊場所的消毒滅菌

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

⑤工業(yè)場所的消毒滅菌

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行殺菌消毒。這是一個極其廣大的臭氧產(chǎn)品應用市場。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)品的應用目標。

⑥食品、果品、蔬菜保鮮

臭氧用于食品、蔬菜等保鮮已是歐、美、日等國非常普及的事，已經(jīng)滲透到生產(chǎn)、儲存、運輸?shù)母鱾�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存，也不易變色、變味和失去重量，其經(jīng)濟效益是非�？捎^的。

2）水處理領(lǐng)域的應用

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.水處理應用常識

臭氧用于水處理的濃度單位一般是按mg/l計算，由此可知水處理需要高濃度、大發(fā)生量的臭氧才能應用。臭氧發(fā)生量（g/h），負載功率電耗，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。

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)生和設備壽命的主要因素，所以一般需要冷卻，主要有風冷、水冷兩種，有的則通過冷氣源來解決，采用那種方式，由設備設計確定。

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，單位時間的臭氧產(chǎn)量也就越高，所以對氣源的凈化干燥處理是不可少的，一般稱為氣源預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、化學法等，其干燥度以氣體中水分達到飽和時所對應的溫度表示，如：－40℃時的干燥程度是指在壓力不變的情況下，氣源冷凍到—40℃時，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，要重點強調(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，因為低濃度的臭氧氣體溶解壓力太小，臭氧會被其它難溶性氣體帶出。另外，接觸面積、接觸時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時通過裝置變徑加快流速，使流體動壓增大靜壓減小形成負壓，把臭氧吸入管路與紊流狀態(tài)的水混合、溶解。在安裝時，要注意幾個問題：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，避免水倒流進入臭氧發(fā)生管；c.流速要達到一定量，保證負吸形成；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，但安裝與要求應相當嚴格。這種方式一般應用于二次供水、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)，被葉輪充分攪拌混合。這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，氣量大時會影響水泵供水。這種方式一般應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)系到設備的開停及應用，一般分為手動、自動、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)的設計是根據(jù)單機發(fā)生應用要求而定的，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，必要時還要具備對剩余排除臭氧氣的催化處理技術(shù)，要求都是很嚴格的。

二.水處理應用領(lǐng)域

①飲用水處理

在臭氧技術(shù)應用最廣泛的領(lǐng)域是飲用水的處理，除滅菌效果好、無二次污染外，還兼有脫色、除味，去除鐵、錳、氧化分解有機物和助凝作用，有的報告指出，臭氧能夠消殺水中一切對人體有害的物質(zhì)。

飲用水的國際標準為細菌總個數(shù)、大腸菌群均為零，西方歐美等國都是執(zhí)行這一標準，所以自來水供水公司的臭氧水處理產(chǎn)品應用十分普遍。我國飲用水的國家衛(wèi)生標準為細菌總個數(shù)<100個，大腸菌群<3個，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。因為氯消毒會產(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。就目前的國內(nèi)臭氧發(fā)生器來講，與二氧化氯、次氯酸鈉設備相比，價格偏高，但是運行費用低，安全性高。

目前城市高樓聳立，因此二次供水也極為普遍。1996年國家衛(wèi)生部下達文件，要求二次供水必須安裝消毒設施，有些單位的自備井也必須在水質(zhì)達標情況下才允許使用，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)生設備中選用，臭氧水處理具有較強的競爭優(yōu)勢，應該是一個成熟市場。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，離開臭氧裝備很難達標。

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

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，歐美等國使用十分普遍，國際比賽游泳池幾乎都是采用臭氧技術(shù)處理，我國的游泳用水標準要求細菌總個數(shù)<1000個，大腸菌群<100個，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)達標的同時，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，一旦泄漏會造成大面積中毒污染。臭氧技術(shù)在水質(zhì)達標的情況下，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，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，其普及應用有待于經(jīng)濟和認識水平的提高。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使部分澡類生長，這是因為臭氧雖然有滅藻功能，但藻類品種極多，對于好氧藻不可能全部殺滅，這種情況一般出現(xiàn)在太陽光強烈的持續(xù)高溫天氣，此時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，對魚、蝦、蟹類的生長極為有利，經(jīng)濟效益也非常明顯，在歐美已廣為采用。

養(yǎng)殖水因富含有機物，水質(zhì)很容易出問題，細菌病毒菌對魚蝦類的危害極大，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魚蝦的感染、傳播外，還可以分解有機物，去除COD、BOD物質(zhì)，又因其助凝作用，對改善水質(zhì)是一項良好的措施。近幾年水質(zhì)污染嚴重，污染水對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)對養(yǎng)殖業(yè)推廣是多么重要。

國外報道，用臭氧處理養(yǎng)殖水，對魚塘魚類可增產(chǎn)30%以上，對蝦池蝦類可增產(chǎn)60%以上，對魚、蝦、蟹苗的對比試驗，成活率均提高90%多。養(yǎng)殖水使用臭氧，一般對已造成危害的病毒菌水，臭氧注入濃度達0.5～1.2mg/l就可全部殺死水中細菌，如果作為預防性作用，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)設備等。近年來，由于在循環(huán)冷卻水中發(fā)現(xiàn)了一種對人體危害極大的格蘭氏陰性病原體，使人們越來越關(guān)注循環(huán)冷卻水的處理工藝。70年代末，美國進行了大量的循環(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、無污染等諸多優(yōu)點，且處理費用低，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)廢水處理中應用十分普遍，常見的有對含酚、氰及印染廢水處理等。臭氧能使氰絡鹽中的氰迅速分解，其反應為兩步，先將劇毒的CN-氧化為CNO-,然后進一步氧化為CO2和N2，能使有毒廢水的毒性降低100倍左右。臭氧對含酚廢水處理，酚的降解速度與臭氧投加量及時間有關(guān)，且反應中PH值越高反應越快，臭氧消耗越小。臭氧對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，達到脫色效果。

總之，臭氧的殺菌消毒功能，廣泛應用于飲用水、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潔面美容，抑制腳氣病、性病等，英國女王定期注射臭氧，以達到養(yǎng)顏美容、延緩衰老之目的；作為一種強氧化劑，臭氧被廣泛應用于醫(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

對于臭氧應用比較廣泛的領(lǐng)域，國家衛(wèi)生部制定有標準：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；污染嚴重的飲用水，臭氧投加用量為3～6g/m3；對于各類污水處理，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氯化物等致癌物質(zhì)。

關(guān)于臭氧通常應用領(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)已具備相當高的水平，其方法不外乎以下幾種。

1）光化學法

大氣上空的臭氧層是由波長λ=185nm(1nm=10-9m)的紫外光譜產(chǎn)生的。這種波長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)生這種特定波長的紫外線，這種燈被稱之為臭氧燈。

光化學法生產(chǎn)臭氧的優(yōu)點是純度高，對濕度溫度不敏感，具有很好的重復性。這些特點對于臭氧用于人體治療及作為儀器的臭氧標準原是非常合適的。其缺點是產(chǎn)量及濃度太低，能耗較高。

2）電解法（電化學法）

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。由于人們在電極材料、電解液與電解機理方面進行大量的研究，生產(chǎn)技術(shù)取得了很大進步，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，將會有較好的應用前景。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)生器是目前應用最廣泛、能耗最低、單機產(chǎn)量最大、市場占有率最高的臭氧發(fā)生裝置。世界上現(xiàn)在電暈放電單機產(chǎn)量最高達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)，其它的配置與設施都是為以上部分服務的，如：冷卻系統(tǒng)等。

在整個臭氧設備中，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，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：體積小、產(chǎn)量高、壽命長等。目前，國際上公認的介電材料，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，目前國際標準電源為IGBT高壓高頻逆變電源，電壓越高電場強度越大，產(chǎn)生的離散電子越多，臭氧濃度越高；電場頻率越大，電能的利用率越高，同等產(chǎn)量的設備越省電，運行的可靠性越高。

高濃度、產(chǎn)量穩(wěn)定臭氧發(fā)生器必須配備氣源預處理和冷卻系統(tǒng)，氣源的預處理至關(guān)重要，干燥的氣源相對潮濕的氣源對臭氧發(fā)生器來講，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，延長了發(fā)生管的使用壽命；有效的冷卻能使設備長時間的連續(xù)運行，并保持產(chǎn)量的穩(wěn)定。要實現(xiàn)設備的操作方便及自動化運行必須配備電氣控制系統(tǒng)等。