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臭氧知识简介(济南万方环保技术有限公司）

１．臭氧的发现及研究

1785年，德国人在使用电机时，发现在电机放电时产生一种异味。1840年法国科学家沈彬(Schonbein)将此异味确定为O3，而命名为ozone（臭氧）。自此以后，欧洲的科学家率先开始研究臭氧的特性和功用，发现臭氧的广谱灭菌效果后，开始工业生产应用。瑞典一家牛肉公司用臭氧对牛肉的存储保鲜，1870年开始以来，一直沿用至今。

1）自然界中的臭氧

科学家不懈地对臭氧技术及进行研究，现在对臭氧的特性及应用已比较明确。其实在自然界中，臭氧是广泛存在的，只是浓度差别很大，不易被人察觉而已。现在人们普遍了解大气臭氧层，是阻挡太阳紫外线的天然屏障，它是由太阳光的特定波长光谱（λ=185nm）的光照射空气后产生的；雷雨过后，人们会呼吸到一种特殊的清新味道，实际就是空气中的臭氧浓度提高（一般在0.04ppm左右），容易被人们觉察，臭氧浓度之所以提高，是因为闪电（高压放电）电离空气中的氧气形成臭氧；森林中，旅游地带，空气格外清新，是因植物在吸收CO2过程中制造了氧（O2），氧原子在组合过程中，部分形成人们呼吸的氧气（O2），一部分形成臭氧(O3)。自然界中细菌无处不在，在适合的条件下繁殖迅速，人类在发现细菌后，甚至谈虎色变，生怕被细菌吃掉，其实，人们没有必要忧虑，自然界的一切都处在平稳状态，正是自然界中无处不在的臭氧和太阳光中的紫外线，在控制着细菌的生存平衡，保护着人类健康。

2）臭氧的基本性质研究

人类通过对臭氧的研究，发现臭氧具有不稳定性和很强的氧化能力。臭氧（O3）是由一个氧分子（O2）携带一个氧原子（O）组成,它是氧气的同素异形体。氧和氧气存在不同之处，表1中一目了然。

表1氧气和臭氧的主要性质

分子式 O2 O3

分子量 32 48

气 味 无 草腥味

颜 色 无 淡蓝色

1大气压，0℃时溶解度（mg/l水） 49．1 640

稳定性 稳定 易分解

1大气压，0℃时比重（g/l） 1.429 2.144

表1不难看出，与氧气比较，臭氧比重大、有味、有色、易溶于水、易分解。由于臭氧是由一个氧分子携带一个氧原子组成，决定了它只是一种暂存形态，携带的氧原子除氧化用掉外，剩余的又组合为氧气进入稳定状态。所以臭氧在化合中没有二次污染产生，这是臭氧技术应用的最大优越性。

臭氧的应用主要是灭菌、消毒、脱色、除味。臭氧灭菌的机理是臭氧的氧原子可以氧化细菌细胞壁，直至穿透细胞壁与其体内的不饱合健化合而夺去细菌生命，它的作用是即刻完成的（其杀菌速度是含氯消毒剂的600～3000倍，是紫外线的1000倍）。臭氧的迅速灭菌效果取决于臭氧有很强的氧化能力，其氧化能力仅次于氟，但是臭氧是能在游离状态下存在的最强的氧化剂。氧化剂的氧化能力取决于还原电位，还原电位越高，氧化能力越强。表2列出了人们常用的消毒物质还原电位与臭氧的比较。

表2几种氧化剂还原电位的比较

名 称 分子式 标准还原电位（ｅｖ）

臭 氧 O3 2.07

过氧化氢（双氧水） H2O2 1.78

高锰酸根离子 MnO4－ 1.67

二氧化氯 ClO2 1.50

氯 Cl2 1.36

２．臭氧的广谱杀菌效果

在这里，我们不再用大量文字赘述，而是集臭氧消毒灭菌国内外实验结果选编表３如下：

表３臭氧的消毒杀菌效果选编

类别 名称 试　验

条　件 臭氧浓度（ppm） 作用时间 杀灭率 试验人

细菌 大肠杆菌 25℃空气中 0.05 30分钟 100℅ 伍学洲等

绿脓杆菌 0.08-0.6 30分钟 99.9℅ 李怀恩等

金黄色葡萄球菌 空气中 9 60分钟 99.97℅ 纪建荣等

白色葡萄球菌 10 3分钟 99.99℅ 居喜娟等

荧光假单孢菌 磷酸盐

缓冲液 臭氧通入 15秒 100℅ Burleson

鼠伤寒沙门氏菌

福氏痢疾杆菌

霍乱弧菌

大肠杆菌 10℃ 0.3 1分钟 100℅ Herbold

芽孢 枯草杆菌变种芽孢 空气中 2.5mg/L 1分钟 100℅ 瞿发林

枯草杆菌变种芽孢 水中 4.6mg/L 3分钟 100℅ 欧阳川

病毒 乙肝表面抗原 水中 13.6 30分钟 99.99℅ 史汇等

甲肝表面抗原 100℅

乙肝表面抗原 空气中 0.3 30分钟 75℅ 李绍忱

甲型流感病毒 0.5 100℅ Wolott

脊髓灰质炎病毒 水中 0.13 3分钟 100℅ Herbold

大肠杆菌噬菌体 0.09-0.8 3分钟 下降7个对数值 Finch

猿伦状病毒 0.25 100℅ Vaughn

人伦状病毒

艾滋病毒（HIV） 血清中 4 滴度下降6个对数值 Carpend

真菌 杂色曲霉菌 空气中 9.6 100分钟 100℅ 汪华明等

腊叶枝孢霉菌 23 30分钟

黑青霉菌 12.5 35分钟

桔青霉菌 15.4 30分钟

尖镰孢霉菌 15.5 20分钟

青霉菌 空气中 30分钟 93.8℅ 伍学洲等

毛霉菌 水中 30分钟 100℅

黑曲霉菌 1.5 1分钟 100℅ 白希尧等

原虫 兰氏甲第鞭毛虫 水中 0.8 1分钟 100℅ Finch

鼠型甲第鞭毛虫

虫卵囊 磷酸盐

缓冲液 3.5 1分钟 99.99℅ Finch

注：以上数据摘自《臭氧产品开发应用技术资料汇编》

３．应用机理

应用臭氧基本上有四个方面：一是杀灭微生物——杀菌消毒；二是分解有机或无机污染物——除臭净化或污水治理；三是分解果蔬代谢产物，抑制后熟——保鲜；四是工业用氧化催化剂（此处不赘述）。

１）杀菌消毒：

臭氧杀菌过程为强氧化作用，与微生物细胞的多种成分发生反应，从而产生不可逆转的变化而死亡。一般认为，臭氧杀灭病毒是通过直接破坏核糖核酸（RNA）或脱氧核糖核酸（DNA）完成的。而杀灭细菌、霉菌类微生物则是臭氧直接作用于细胞膜，使膜结构受损伤，导致新陈代谢障碍并抑制其生长，臭氧继续渗透破坏膜内组织，直至杀死菌类。湿度增加提高灭活性，是由于高湿度下细胞膜膨胀变薄，其组织容易被臭氧破坏。

２）除臭净化（污水治理中去处BOD、COD等较复杂，此处不赘述）：

臭氧去除异味性能非常好，依靠其强氧化性快速分解臭味及其它气味的有机或无机物质。臭味主要成分是胺（R3N）、硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3SH)等。臭氧与其反应式如下:

R3N+O3—R3N-O+O2

H2S+O3—S+H2O+O2（主反应）

SO2+H2O (副反应)

CH3SH+O3—[CH3-S-S-CH3]—CH3-SO3H+O2

小型家用臭氧发生器用于卫生间可除异味。

3）保鲜：

臭氧在蔬菜水果贮藏中的应用除了杀灭或抑制霉菌生长，防止腐烂之外，还具有防止老化、保鲜作用。其机理是臭氧可以分解果蔬新陈代谢呼出的催熟剂—乙烯气体（C2H4），反应如下：

C2H4+O3—CO2+H2O

４．臭氧与其它消毒品的比较及优越性

１）与过氧乙酸、高锰酸钾、甲醛（福尔马林）、二氧化氯等化学消毒剂比较：

ａ．杀菌能力与过氧乙酸相当，高于其它消毒剂。

ｂ．臭氧会自行分解为氧气，不会产生残余污染，用于空气消毒后不需通风换气。而含氯消毒剂消杀后与有机物可生成氯仿等致癌物；甲醛残留对人体有毒。

ｃ．臭氧可直接对食品使用作杀菌或防霉保鲜，为干法消毒，简单易行，臭氧对食品无害。现代冰箱内装有微型臭氧发生器，除臭保鲜，因此冷藏室内无异味，食品不易变质。化学消毒剂对食品杀菌消毒理论上可行，实际应用应很严格并且操作复杂。

２）与紫外线照射杀菌比较：

ａ．紫外线以光波作用杀菌，只有照射到的位置且达到照射标准才有杀菌效果。紫外线照射强度与距离平方成反比，强度不够，照射又有很大死角。用于水体消毒紫外线穿透力只有2cm。而臭氧为流体，具有扩散性，无死角，浓度较均匀。

ｂ．紫外线杀菌在相对湿度60%以上时效果急剧下降，80%湿度以上时反可诱使细菌复活；臭氧则相反。

５．臭氧的基本应用

1）空气领域中的应用

一.空气处理应用常识

臭氧用于空气处理相对水处理来讲工艺较简单，所需的臭氧浓度也比较低（一般为ppm级或mg/m3），主要适用于空气中或物体表面消毒、灭菌、除味、除臭、储存保鲜等使用。所以，臭氧发生器产出的较高浓度的臭氧须进行散播稀释，直接进入消杀空间。

要使臭氧进入空间杀菌消毒必须由下列部分组成：①气源供应系统。指气泵或无油空压机；②臭氧发生器。其本身组成：放电管、电源、空气处理、自动定时控制等；③送风系统。一般采用无温升中压风机或借助中央空调送风系统，把臭氧送至所要消杀的空间；作为体积较小的开放型臭氧发生器，可直接悬挂于室内。

用于空气的杀菌消毒要注意以下几个因素：①湿度适当。臭氧的灭菌效果在湿度为50-80%条件下效果较理想，这主要是病毒、细菌在高湿条件下，细胞壁较疏松、易被臭氧穿透杀灭。在湿度低于30%时效果较差，所以一般使用中,特别是无菌室使用应用注意，至于蔬菜、果品保鲜，在高湿度下重量损失也较小，是相得益彰的。②臭氧浓度。浓度掌握是臭氧发生器使用的关键，不同的用途有不同的浓度和时间来配合。比如一般的除味、除臭、吸臭氧化气用以保健等、浓度一般不超过0.05ppm(空气中1ppm≈2mg/m3)。如果用于室内灭菌消毒则一般掌握在0.1～1ppm;如果用于食品保鲜或物体表面消毒则需要1～5ppm的浓度；医药车间的消毒需要10ppm以上。当然这些浓度指标都是与时间量相关的，指的是整个空间散播浓度，而不是局部浓度。物体表面或肉类保鲜一般需要浓度都较高，多大浓度适宜，应从试验报告中吸取知识，或在实验中获得，切不可自以为是。浓度使用不当会对人体呼吸道和蔬菜等造成伤害，应该特别注意。

臭氧发生器产品在设计制造时，都有发生量/每小时（g/h）的设计标定，根据用途和空间需要，以最大需要量为依据，进行产品规格的选型。需要指出的是，臭氧发生器的作用效果与工作时数成正比，而且，臭氧存在半衰期（特别是在温度较高情况下，臭氧短期内就进入衰减期：20～30℃时，10秒后进入半衰期；30～60℃时，8秒后进入半衰期，一般情况下，半衰期为20～50分钟，温度越高，半衰期越短。臭氧在270℃时，瞬间分解），所以，臭氧应用必须一边发生一边应用的原则，依靠源源不断的臭氧供应才能达到完美效果。对于大型空间处理，如：医药行业（GMP认证）、食品行业（HACCP认证）加工车间所需臭氧发生器的大小，有一个计算公式：

（V1+V2+V3×1.1%）×C

Q＝

0.4208×1000

Q：臭氧发生器的产量（g/h）

V1：所要消杀的空间立体数（m３）

V2：送风管道所占的空间立体数（m３ 注：此项比较小，可省略）

V3：循环风量（m３/h）

C：所需浓度（mg/m３或ppm，1ppm≈2mg/m３）

0.4208：常温常压下，臭氧的衰减系数

1000：从mg到g，需除以1000

二.空气处理应用领域

①医院消毒灭菌

医院是病人聚集的场所，病毒菌的发生及传播都较为严重，医院为了保护病人的健康、康复和避免交叉感染，都有很严格的消毒灭菌规程和制度。医院的消毒灭菌手段目前主要是：（1）空间空气消毒利用紫外线杀菌；（2）医疗器械用品多用高锰酸钾、过氧乙酸药液及烧、蒸、煮等手段；（3）大面积的普杀手段多用来素水泼洒，使医院具有特殊的气味。紫外线杀菌，目前是手术室、无菌室等重要场合的主要手段，其缺点在于紫外线灭菌速度慢、有死角（阴影），紫外线对人体皮肤可构成伤害，掌握使用要求较严。目前不少医院已采用臭氧产品（在南方发达城市几乎所有医院都采用臭氧消毒，而不是紫外线，如：深圳等），医疗器械及物品洗涤采用高浓度的臭氧水进行消杀，但不为普及。其实，阻碍医院使用臭氧产品的主要原因是旧制度中的灭菌规范（针对紫外线及药物）的沿用。

②公共场所消毒灭菌

人们聚集的地方，如股票交易厅、会议室、银行业务室、候车（机）室、酒店、舞厅、夜总会等，人员的流动量较大，除空气较污浊外，病毒菌的交叉感染对人们的健康都有很大威胁，特别是乙肝病毒、感冒病毒等，使人们防不胜防，而此类场所目前几乎都没有消毒灭菌的手段。

③家庭的消毒灭菌

目前，中国大多数家庭一般不具备消毒灭菌手段。其实，家庭中的空气污浊度严重于室外，报纸上多次登载此类研究。家庭居室装修与空调安装已很普及，冬暖夏凉的环境和密封度提高，都来给细菌繁殖增长带来条件，况且装修后的空气污染（甲醛、二甲苯等）、燃气设备的燃烧后CO及氮氧化物污染、老年人或病人散出的异味、卫生间臭气（氨和硫化氢）散播、家人呼吸代谢、客人来访等，都对家庭的空气环境带来危害，特别是地处潮湿地区，霉菌危害严重的家居。

④特殊场所的消毒灭菌

与上述相同之处外，一些特殊场所采用臭氧不可忽视：如图书馆用于消杀霉菌和细菌；养鸡场用于除臭和鸡类保健；火葬场的房间场所、陈列馆、仓库等。另外一些市内或化工厂空气污染严重地方的办公室等场所，均具有普遍意义。

⑤工业场所的消毒灭菌

药品、食品等加工车间这些与人类生活密切相关的制造场所，消毒灭菌手段都是必须的。目前，许多食品（HACCP）、医药（GMP）加工车间都已利用臭氧进行杀菌消毒。这是一个极其广大的臭氧产品应用市场。另外一些特殊车间，如印刷车间的污染、鱼类产品的腥味、化工污染车间等都是臭氧产品的应用目标。

⑥食品、果品、蔬菜保鲜

臭氧用于食品、蔬菜等保鲜已是欧、美、日等国非常普及的事，已经渗透到生产、储存、运输的各个环节。臭氧保鲜的原理是杀灭腐菌及抑制其传播，并且分解乙烯气体，抑制瓜果的后熟、腐烂，使之在较高温度下储存，也不易变色、变味和失去重量，其经济效益是非常可观的。

2）水处理领域的应用

水处理臭氧发生器产品与空气型不同在于：臭氧发生必须具备较高浓度（>10mg/l）、必须具备气水混合装置等。

一.水处理应用常识

臭氧用于水处理的浓度单位一般是按mg/l计算，由此可知水处理需要高浓度、大发生量的臭氧才能应用。臭氧发生量（g/h），负载功率电耗，气源干燥度，产品寿命等是臭氧发生器重要技术指标。

水处理臭氧发生多采用气隙放电法，因浓度需求其电耗增高，器件的温升也不可避免，温升是影响臭氧产生和设备寿命的主要因素，所以一般需要冷却，主要有风冷、水冷两种，有的则通过冷气源来解决，采用那种方式，由设备设计确定。

在同样臭氧发生部件、电源条件下，臭氧产量与空气干燥度是成正比的，即气源干燥度越高，单位时间的臭氧产量也就越高，所以对气源的净化干燥处理是不可少的，一般称为气源预处理或气源干燥系统。目前气源干燥的手段主要有冷冻、露凝、化学法等，其干燥度以气体中水分达到饱和时所对应的温度表示，如：－40℃时的干燥程度是指在压力不变的情况下，气源冷冻到—40℃时，水分才开始由气态变为液态或固态。

气水混合装置是臭氧用于水处理必不可少的配套技术，能使臭氧与水充分接触，溶于水中。在这里，要重点强调的是：混合效率再高，低浓度的臭氧气体溶于水中的比率仍较小，因为低浓度的臭氧气体溶解压力太小，臭氧会被其它难溶性气体带出。另外，接触面积、接触时间等都是混合效率的决定因素。臭氧与水的混合主要有以下几种：

①曝气法

这是一种传统的简便方法，臭氧气经压缩后利用某种泡化器件，形成气泡与水接触，不难理解：，气泡越小、越多、深度越大，效果越好。这种方式一般应用于污水处理。

②射流法

也称文丘里法，是利用水在管道中流动时通过装置变径加快流速，使流体动压增大静压减小形成负压，把臭氧吸入管路与紊流状态的水混合、溶解。在安装时，要注意几个问题：a.射流器须与管路管径匹配；b.射流器中的水流不能存在逆压，避免水倒流进入臭氧发生管；c.流速要达到一定量，保证负吸形成；d.管件与管路必须用不锈钢或塑料材质，杜绝用钢、铁以免消耗臭氧与氧化腐蚀。射流法效率较高，但安装与要求应相当严格。这种方式一般应用于二次供水、纯净水生产线等。

③气液混合泵法

这种方式是通过水泵吸程加装气路，使气水以一定比例被吸入泵内，被叶轮充分搅拌混合。这种方式混合效率最高，被广为采用。需要特别注意的是其气量控制，气量大时会影响水泵供水。这种方式一般应用于制备饮料用水或消毒水。

④混合塔法

这种方法是通过一个较高的装置塔，将水由高处喷下形成雾状，将臭氧气自下方通入并使之与水流形成逆行，使臭氧气与水充分接触形成臭氧水。此方式有无填料和有填料两种，材质是十分讲究的，效果也很好，只是成本造价较高。

电控系统是水处理臭氧发生器必不可少的部分，直接关系到设备的开停及应用，一般分为手动、自动、数控三种模式，目前使用闭环控制的还较少。电控系统的设计是根据单机发生应用要求而定的，不一而足。

结构系统除将以上技术组装到一起外，还要考虑高浓度臭氧气的密封问题，避免泄漏伤及人体，必要时还要具备对剩余排除臭氧气的催化处理技术，要求都是很严格的。

二.水处理应用领域

①饮用水处理

在臭氧技术应用最广泛的领域是饮用水的处理，除灭菌效果好、无二次污染外，还兼有脱色、除味，去除铁、锰、氧化分解有机物和助凝作用，有的报告指出，臭氧能够消杀水中一切对人体有害的物质。

饮用水的国际标准为细菌总个数、大肠菌群均为零，西方欧美等国都是执行这一标准，所以自来水供水公司的臭氧水处理产品应用十分普遍。我国饮用水的国家卫生标准为细菌总个数<100个，大肠菌群<3个，而且大多采用漂白粉、加氯和近几年推广的二氧化氯及次氯酸钠等消毒。因为氯消毒会产生氯的衍生物造成二次污染，其中三卤甲烷是直接致癌物质，在欧美的饮用水处理上含氯消毒剂已逐步淘汰。就目前的国内臭氧发生器来讲，与二氧化氯、次氯酸钠设备相比，价格偏高，但是运行费用低，安全性高。

目前城市高楼耸立，因此二次供水也极为普遍。1996年国家卫生部下达文件，要求二次供水必须安装消毒设施，有些单位的自备井也必须在水质达标情况下才允许使用，二次供水的消毒及处理产品，目前只有在二氧化氯、次氯酸钠和臭氧发生设备中选用，臭氧水处理具有较强的竞争优势，应该是一个成熟市场。近几年兴起的矿泉水、纯净水、瓶装水已是臭氧技术产品的必用市场，离开臭氧装备很难达标。

饮用水（二次供水或自备井水）的处理在使用臭氧设备时，臭氧的投加量一般在1～3mg/l，接触时间10～15分钟即可，可作为选型时根据用水量计算参考。

②游泳池水处理

臭氧技术用于游泳池水处理已十分成熟，欧美等国使用十分普遍，国际比赛游泳池几乎都是采用臭氧技术处理，我国的游泳用水标准要求细菌总个数<1000个，大肠菌群<100个，浊度<5，目前主要采用加氯、漂白粉、硫酸铜等消杀手段，在水质达标的同时，又造成二次污染，造成使水质伤眼、刺激皮肤等恶果，特别是液氯使用中潜在威胁很大，一旦泄漏会造成大面积中毒污染。臭氧技术在水质达标的情况下，完全没有以上缺陷，臭氧化水还可消杀体菌以美容，更为经济的是使用中减少或取消了药物消耗，成本降低，水质保质期得以延长，是一笔不小的节约开支。

游泳池水的臭氧处理技术与饮用水处理基本相同，其普及应用有待于经济和认识水平的提高。需要掌握的是，使用臭氧后，室内游泳池基本不用药物辅助，露天泳池在高温下可能会使部分澡类生长，这是因为臭氧虽然有灭藻功能，但藻类品种极多，对于好氧藻不可能全部杀灭，这种情况一般出现在太阳光强烈的持续高温天气，此时配用少许硫酸铜即可。

③养殖水处理

臭氧化处理养殖水，对鱼、虾、蟹类的生长极为有利，经济效益也非常明显，在欧美已广为采用。

养殖水因富含有机物，水质很容易出问题，细菌病毒菌对鱼虾类的危害极大，近几年沿海诸多养虾池绝产和荒废正是因此而造成。

臭氧在养殖水处理中，除了灭菌和抑制病毒菌对鱼虾的感染、传播外，还可以分解有机物，去除COD、BOD物质，又因其助凝作用，对改善水质是一项良好的措施。近几年水质污染严重，污染水对鱼类造成疾病和大批死亡屡见不鲜，而臭氧能去除NH3、SO 2及赤潮毒素等有害物质，这说明臭氧技术对养殖业推广是多么重要。

国外报道，用臭氧处理养殖水，对鱼塘鱼类可增产30%以上，对虾池虾类可增产60%以上，对鱼、虾、蟹苗的对比试验，成活率均提高90%多。养殖水使用臭氧，一般对已造成危害的病毒菌水，臭氧注入浓度达0.5～1.2mg/l就可全部杀死水中细菌，如果作为预防性作用，0.5～0.7mg/l就足够了。

④循环冷却水的处理

循环冷却水在工业上很普遍，例如发电厂、化肥厂、化工厂、中央空调设备等。近年来，由于在循环冷却水中发现了一种对人体危害极大的格兰氏阴性病原体，使人们越来越关注循环冷却水的处理工艺。70年代末，美国进行了大量的循环冷却水臭氧处理研究，证明臭氧具有缓蚀、阻垢、杀菌、灭藻、节水、无污染等诸多优点，且处理费用低，所以臭氧处理循环冷却水具有广阔的前景。

⑤工业废水处理

臭氧在工业废水处理中应用十分普遍，常见的有对含酚、氰及印染废水处理等。臭氧能使氰络盐中的氰迅速分解，其反应为两步，先将剧毒的CN-氧化为CNO-,然后进一步氧化为CO2和N2，能使有毒废水的毒性降低100倍左右。臭氧对含酚废水处理，酚的降解速度与臭氧投加量及时间有关，且反应中PH值越高反应越快，臭氧消耗越小。臭氧对几乎所有染料废水都有脱色能力，它可以破坏染料中的发色或助色基因，达到脱色效果。

总之，臭氧的杀菌消毒功能，广泛应用于饮用水、游泳池水、养殖水、污水等各类水体的杀菌消毒、除藻；可用于房间、车间、医院、公共场所空气杀菌消毒，保持空气清新并可防止疾病传染；可用于果品蔬菜贮藏保鲜业等；通入臭氧的水也可用来洁面美容，抑制脚气病、性病等，英国女王定期注射臭氧，以达到养颜美容、延缓衰老之目的；作为一种强氧化剂，臭氧被广泛应用于医药工业、化工工业、棉纱和纸浆漂白等。

6.臭氧的投加量

对于臭氧应用比较广泛的领域，国家卫生部制定有标准：食品医药加工车间的杀菌消毒，臭氧浓度为10～20mg/m3；比较清洁的水，臭氧投加量为0.5～1.5g/m3；污染严重的饮用水，臭氧投加用量为3～6g/m3；对于各类污水处理，臭氧浓度为30～250g/m3。臭氧可杀灭或破坏其中所有微生物及其霉菌，并可除去和降解有害物质从而改善饮用水品质，有效避免了用氯杀菌消毒而生成有机氯化物等致癌物质。

关于臭氧通常应用领域中的投加量，我们列出了表４以供参考：

表４臭氧的投加量 （1ppm=1.96mg/m3）

用途 投加量 备注

水箱水池二次供水 1～2g/m3 依小时用水量而定

（定期使用）

矿泉水纯净水 2～2.5g/m3 不间断使用

游泳池循环水 2g/m3 定期使用，夏天配CUSO4

自来水厂供水 1～2g/m3 与氯胺一起使用

自备井水 3g/m3 间断使用

食品车间消毒 5ppm 每天作用40分钟

医药车间消毒 10ppm 每天作用40分钟

医院污水排放 10～30g/m3 定期使用

办公居住楼宇空间 0.1～1ppm 每天作用40分钟

冷 库 1～2.5ppm 间断使用

7．臭氧的发生技术简介

臭氧的发生技术主要是通过模拟自然界产生臭氧的方法，伴随不断的研究和科技发展，臭氧的发生技术已具备相当高的水平，其方法不外乎以下几种。

1）光化学法

大气上空的臭氧层是由波长λ=185nm(1nm=10-9m)的紫外光谱产生的。这种波长的紫外线能打断氧气分子，使之组合成臭氧。人工生产臭氧采用光电法就是生产一种灯产生这种特定波长的紫外线，这种灯被称之为臭氧灯。

光化学法生产臭氧的优点是纯度高，对湿度温度不敏感，具有很好的重复性。这些特点对于臭氧用于人体治疗及作为仪器的臭氧标准原是非常合适的。其缺点是产量及浓度太低，能耗较高。

2）电解法（电化学法）

利用直流电源电解含氧电解质产生气体的方法。上世纪80年代以前，电解液多为水内填加酸盐类电解质，此种方式臭氧产量较低。由于人们在电极材料、电解液与电解机理方面进行大量的研究，生产技术取得了很大进步，现在已能够利用纯水电解得到高浓度臭氧。

电解法生产臭氧具有浓度高、成分纯净、水中溶解度高的优势，将会有较好的应用前景。但作为大产量发生器，电解法技术目前尚不成熟。

3）电晕放电法

电晕放电法是模仿自然界雷电产生臭氧的方法，通过人为的交变高压电场在气体中产生电晕，电晕中的自由高能电子离解氧气分子，使氧气分子成为原子，一部分氧原子经碰撞后聚合为臭氧分子。

电晕放电型臭氧发生器是目前应用最广泛、能耗最低、单机产量最大、市场占有率最高的臭氧发生装置。世界上现在电晕放电单机产量最高达300kg/h。真正意义上的臭氧发生器必须含有四大部分：臭氧发生管、与发生管匹配的电源、气源的处理装置及电气控制系统，其它的配置与设施都是为以上部分服务的，如：冷却系统等。

在整个臭氧设备中，臭氧发生管是臭氧发生器的心脏，臭氧发生管的基础是高压电极、地电极、介电体与放电间隙（也称气隙）四部分。选择发生管时，必须考虑发生管介电体材料的介电常数大小、抗电压击穿能力及耐温性等。一般来讲，越抗高压、越耐高温、介电常数越大（介电损耗越低），这样的臭氧发生管越好，存在下列优点：体积小、产量高、寿命长等。目前，国际上公认的介电材料，最好的为高纯陶瓷（管式或板式），然后依次为搪瓷（管式）、石英玻璃（管式或板式）。

其次，与发生管匹配的电源非常重要，目前国际标准电源为IGBT高压高频逆变电源，电压越高电场强度越大，产生的离散电子越多，臭氧浓度越高；电场频率越大，电能的利用率越高，同等产量的设备越省电，运行的可靠性越高。

高浓度、产量稳定臭氧发生器必须配备气源预处理和冷却系统，气源的预处理至关重要，干燥的气源相对潮湿的气源对臭氧发生器来讲，不但能成倍地提高臭氧产量，而且减少氮氧化物的产生，延长了发生管的使用寿命；有效的冷却能使设备长时间的连续运行，并保持产量的稳定。要实现设备的操作方便及自动化运行必须配备电气控制系统等。