臭氧水處理在國際上取得了很大的進步，不僅是因為它具有有效的去除雜質和殺菌能力，還因為它在處理後的水中不會產生二次汙染(殘毒)，多余的臭氧會比氯劑更快地分解成氧氣，在水中形成氯胺、氯仿等致癌物，因此被公認為是世界上最安全的消毒劑。在發展中國家沒有大規模推廣，因為臭氧處理的固定資產投資和運行電耗太高。在缺乏資金的國家，從20世紀80年代中期開始，由於瓶裝水的水質標準高、經濟效益高，國內很多桶裝水廠都采用了臭氧處理，小型臭氧發生器大規模推廣。大部分正確使用臭氧處理水的桶裝水廠都能達到國際雙零標準(大腸桿菌和細菌總數為零)。
二、影響臭氧水處理殺菌效果的幾個基本因素
因為臭氧水處理是壹個新生事物，人們並不熟悉。壹些生產廠家、施工單位和臭氧使用者誤以為只要按下按鈕將臭氧氣體吹入水中就完成了消毒。這種誤解使得臭氧的應用得不到應有的效果，甚至導致壹些人懷疑臭氧本身的殺菌能力。
有些廠家用壹個很簡單的臭氧發生器來處理瓶裝水，但是對它產生的臭氧濃度和處理後的水溶性臭氧濃度壹無所知。絕育的實際效果令人難以置信。難申請。筆者還采訪了壹家礦泉水廠，每小時用水量5噸。設計單位選擇了100g03/h的臭氧發生器，水在接觸吸收裝置中停留時間只有幾秒鐘。結果處理後的水不合格，大量臭氧尾氣在灌裝間溢出，工人無法工作。
還有壹些廠家生產的家用水處理器，無論是氧氣濃度還是處理時間都不夠。這種水處理器能否生產出合格的飲用水值得懷疑。
因此，正確認識臭氧在水中的物理化學過程和臭氧殺菌的生化過程是極其重要的。由於臭氧溶於水的機理以及臭氧對生物細胞物質交換的影響極其復雜，本文無法詳細討論，僅籠統討論臭氧殺菌。
1，水溶性臭氧濃度和保持時間是滅菌的必要條件。
軍事醫學科學院軍事衛生研究所馬壹倫教授等。對炭疽芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌進行了臭氧處理實驗。尼日爾，並總結了殺菌動力學的經驗公式:
dN/dt=-KNtMCN
其中:n:細菌數量t:時間c:水中臭氧濃度m，n是t的指數，c k:效率常數，也可以表示細菌的抗性。
從上式可以看出，單位時間的殺菌量是十次處理與水中臭氧濃度和處理時間的比值。可以看出，K和N不變的情況下，需要保證水中的臭氧濃度和壹定的接觸時間。
2.確保水中臭氧濃度的必要性
保證水中臭氧濃度的條件很多，如水溫、氣壓、氣液相對運動速度、臭氧氣體作用於液體表面的分壓、臭氧氣體的表面積、水的粘度、密度、表面張力等。有些因素，如水溫、氣壓和臭氧氣體作用於液體表面的分壓，是非常重要的。有些，比如水的密度、粘度、表面張力等。，在某個特定條件下是不變的，所以可以忽略。現將該關系簡要介紹如下:
氣液之間的傳質強度取決於分子的擴散速度和湍流，可用壹般傳質公式表示:
u=dG/dt=KF △C
其中:u:傳質速度，可由t時間內從氣相轉移到液相的臭氧量g來確定，即DG/dt。k:傳質系數，f:氣相和液相的接觸表面積，傳質過程中的△ c次方可以由實際情況和平衡時的臭氧濃度之差來確定(即水中臭氧濃度和臭氧源中臭氧濃度之差越大，傳質速度越大)。
通過對壹般傳質方程的分析，我們可以知道，首先，要使臭氧盡可能多地溶入水中，就要盡可能地增加臭氧與水的接觸表面積f，這是由接觸裝置決定的。
其次，△C說明臭氧發生器濃度越高，越有利於水吸收臭氧。
第三，傳質系數K與許多因素有關。K(總傳質系數)是氣相傳質系數K和液相傳質系數K之和，而臭氧是壹種溶解度很低的氣體，K氣體可以忽略。根據亨利-道爾頓定律，K液體是許多物理參數的復合函數。
k解=f(T，p，u，w，p，ó)
其中，溶解臭氧與氣壓P成正比，與水溫T成反比..
隨著兩相相對線速度的增加，氣液兩相的接觸表面積f及其更新速度也增加，但每個氣泡與液體的接觸時間會減少。所以從綜合效果來看，氣液相對線速度維持在壹個範圍內比較好。
液體的粘度u、密度p和氣體與液體之間的界面表面張力。K的增加可以相應降低界面和K溶液的更新速度，所以Km與U、P、O成反比，對於各種飲用水可以忽略不計。
在應用中要註意兩個參數，溫度和氣壓，在設計接觸裝置時要註意水流和氣流的相對速度，尤其是溫度，因為高溫不僅降低了水對臭氧的吸收效果，而且臭氧本身也會因為高溫而分解。中國曾有過用臭氧處理70℃水溫的嘗試，但沒有任何效果。
在1894中，Mailfert根據以前的實驗報告計算出水中的臭氧濃度如下:
溫度(攝氏度)o 11.8 15 19 27 40 55 60
溶解度(L氣體/L水)0.64 0.5 o . 456 0.381 o . 27 0.112o . 031 o。
這組數據大體上是線性的，它表明臭氧在水中的溶解度大約是氧氣的lO-15倍。
Venosa和Opatken指出，決定臭氧(或任何氣體)在液體中溶解度的基本關系是亨利定律，即在壹定溫度下，溶解在已知體積液體中的任何氣體的重量都會與該氣體作用於液體的分壓成正比。
而且這個定律可以得出結論，在標準溫度和壓力下，臭氧的溶解度是氧氣的13倍。
從亨利定律可以得出，為了提高臭氧在水中的溶解度，需要提高臭氧氣體在整個氣源中的分壓，即提高臭氧源的濃度。如果臭氧源濃度不夠，處理時間較長，水中臭氧濃度也不會升高(因為已經達到濃度平衡)。
從上面的討論，我們可以得出這樣的結論:
1，為了保證殺菌效果，需要保證水中壹定的臭氧濃度和處理時間。
2、為了保證水中壹定濃度的臭氧，必須保證:
A.臭氧源濃度。
壹定的溫度。
C.水溫不能太高。
D.放入水中的臭氧氣體的比表面積要盡可能大，這樣臭氧與水接觸的機會就多。
根據國內外應用經驗，壹般水質飲用水消毒處理推薦參數為:水溶性臭氧濃度0.4 mg/L，接觸時間4分鐘，即ct值1.6。臭氧用量為1-2 mg/L，水溫最好在25攝氏度以下。前蘇聯標準規定飲用水中臭氧濃度不得低於0.3 mg/L，我國瓶裝水行業推薦瓶裝水臭氧濃度為0.3 mg/L。
目前常用的三種接觸裝置及其效果
如前所述，接觸裝置的基本目的是確保臭氧在水中的最大溶解度。因此，需要使臭氧氣體與水的接觸面積盡可能大，並有足夠的接觸時間。因此，對接觸裝置的基本要求是:
1，能保證最佳的臭氧吸收效果。
2.接觸裝置工作時，工藝參數容易控制，工作穩定，安全性好。
3.能耗(攪拌或輸送水和氣體所需的功率)最低。
4、最小的體積有最大的生產能力。
5.結構簡單，材料便宜，制造和維護成本低。
常用的接觸裝置有三種:鼓泡塔或池、水射流(文丘裏管)和固定螺旋混合器(單用或聯用)、攪拌器或螺旋泵，兩種或兩種以上串聯使用。簡要介紹如下:
l、鼓泡法:大型水處理鼓泡池，常用小型水處理鼓泡塔，要求鼓泡器有小孔徑(幾微米到幾十微米孔徑)以增加臭氧的比表面積，要求孔徑內氣體分布均勻，使水氣充分接觸，特別是在鼓泡池中使用多個氣體分布器時， 水面到氣體分布器表面的水深壹般要求不小於4-5m，以利於氣水充分接觸。
其優點是:操作方便，容易改變操作參數，不影響加藥效果和工作穩定性，耗電少，鼓泡塔結構簡單，維修方便。
但其體積太大，池式占地面積大，塔式對工廠成本要求較高。
2.水噴射器(文丘裏管)在變徑管中高速水流產生的負壓區吸入臭氧氣體，形成湍流，達到混合效果。
文丘裏管後的固定螺旋混合器可以進壹步攪拌水和氣體，並在長距離內保持湍流狀態，以加強吸收。
由於這種裝置的混合時間很短，往往需要在其輸出管道後增加壹個儲水箱，以增加水和氣體的接觸時間，並降低水的流速來沈澱尾氣。
與鼓泡塔相比，其結構大大簡化，生產成本低。但需要加水泵保證水的註入速度，且工藝參數不易掌握，處理水量不能隨意調節，否則會發生氣液分離，影響吸收效果。
3.攪拌方式:早期生產的攪拌器類似於單筒洗衣機，只不過電機放在上面，外筒做成多邊形，利用攪拌產生的渦流將氣泡打碎溶解到液體中。這種攪拌方法效果差，能耗高，體積比鼓泡法小，但成本並不低。因為機械運動和臭氧腐蝕，機器壽命短，維護成本高。
近年來市場上投放了壹種渦輪泵，其混合效果好，體積小，技術參數易操作，但結構復雜，成本高，功耗大，維護復雜，需要在其管道後面設置儲水箱。
第四，臭氧濃度測試
由於臭氧是壹種化學性質極不穩定的氣體，很難在短時間內采集和測量其在空氣和水中的含量。如上所述，為了保證臭氧對水進行凈化和消毒的目的，需要控制各種參數，其中只有臭氧濃度的測量比較困難。有些臭氧發生器廠家自己檢測不出來，不知道自己產品產生的臭氧濃度。壹些廠家利用測試難度誇大產品性能，影響非常惡劣，甚至影響到人們對臭氧殺菌能力的信任。
應該說現在檢測臭氧濃度並不難。在實際應用中，臭氧濃度是保證消毒效果的基礎，也是鑒別臭氧發生器真實性能的必要手段。因此，在推廣臭氧應用的同時，應同時推廣臭氧測量方法。
本文不打算詳細討論臭氧測試。有興趣的同誌可以參考李漢忠在第五屆全國消毒學術交流會上發表的相關文章，這裏僅作簡要介紹。
l、碘量法:過去最經典的測量方法，利用臭氧化氣體使碘化鉀溶液中的碘遊離並顯色，然後用硫代硫酸鈉滴定使其還原至無色，根據消耗的硫代硫酸鈉量計算臭氧濃度。這種方法顯色直觀，設備便宜，但使用藥品、瓶子、量筒、天平、滴定管等化學檢驗設備不方便，且易受其他氧化劑(如NO、CL等)幹擾。).目前，I比值法仍是我國的標準測量方法。
2.紫外吸收法:利用臭氧對波長=254nm的紫外光的最大吸收值，使紫外光在臭氧氣氛中衰減，然後通過光電元件和電子電路(比較電路、數據處理和數模轉換)輸出數據。該方法準確，可在線連續測量。已被美國等先進工業國家選為標準方法，但儀器價格昂貴，壹般用作檢測單位和生產科研單位。
3.電化學法:利用水中的臭氧在電活性表面的電化學還原，電化學回路中的電流變化曲線與溶液中的臭氧濃度成正比。該儀器具有數據輸出功能，可在線測量並實現臭氧發生器的閉環反饋控制，比紫外法便宜、體積小。目前在大型水處理工程中使用。
4.比色法:與碘量法相同，是壹種化學方法，利用臭氧與化學試劑反應時發生的顯色或脫色現象來測定臭氧濃度。可使用碘化鉀、鄰甲苯胺或靛藍染料等多種化學物質，肉眼可直接觀察並與標準色管或色板比較，也可用分光光度計檢測。這種方法簡單易行，成本不高。目前適合在國內推廣，但試驗藥物為壹次性耗材。
5.DPD臭氧水濃度測試試劑:盒子裏的DPD試劑是用雙層鋁箔紙包裝的，裏面含有崩解劑，可以很快溶解。該產品對臭氧高度敏感，精確到0.05ppm，比色卡由精密分色制成，配有專用比色管，具有使用方便、保質期長、質量穩定可靠等優點。制備的DPD方法對應於比色溶液，與KIO3標準溶液比較並測定。該方法特別適合現場分析，完全可以與進口同類產品相媲美，在水工業、食品工業、飲料和制藥工業中具有廣闊的應用前景。目前，DPD臭氧測定試劑盒已被樂百氏、娃哈哈、怡寶、農夫山泉、景甜、伊利等國內上百家知名礦泉水、純凈水企業廣泛使用。