臭氧(03)是1840年以後逐漸被人們(men) 認識的。臭氧是由三個(ge) 氧原子組成的，由丁它有較高的氧化還原電位，所以有*的氧化能力，可以降解水中多種雜質和殺滅多種致病菌、黴菌、病毒以及殺死諸如飾貝科軟體(ti) 動物幼蟲(達98%)及水生物如劍水蚤、寡毛環節動物、水蚤輪蟲等，因而早在1886年在法國就進行了臭氧殺菌試驗。1893年在荷蘭(lan) 3 m³/h的淨化水廠就投入運行。1906年法國尼斯(Nice)建成的臭氧處理水廠一直運行到1970年。尼斯水廠被看作是“飲水臭氧化處理誕生地”。我國1908年在福州水廠安裝了一台德國西門子的臭氧發生器。到2012年世界上已有數千個(ge) 臭氧處理自來水廠，1980年加拿大蒙特利爾建成日供水230萬(wan) 噸消耗臭氧300kg/h的大型水廠，而其中絕大多數都是在發達國家建設的，發展中國家隻有少量小規模應用。我國自八十年代以來陸續有少量自來水廠采用臭氧法，如北京田村水廠(15kg03/h)，昆明水廠(33kg03/h)，還有一些工礦企業(ye) 內(nei) 部水廠，如大慶油田，勝利油田，燕山石化等單位的水廠也都有臭氧設備在運行。與(yu) 國外規模比較，我國隻能說還處在萌芽狀態。
有的廠家使用極簡易的臭氧發生器處理瓶裝水，對其產(chan) 生的臭氧濃度、處理後水溶臭氧濃度都一無所知，殺菌的確實效果令人無法相信。難以應用。筆者也曾采訪過一家礦泉水廠，每小時5噸水量，設計單位選用了100g03/h的臭氧發生器，而在接觸吸收裝置內(nei) 水的停留時間隻有幾秒鍾，結果處理的水不合格，而灌裝間大量臭氧尾氣溢出，工人無法工作。
還有一些廠家生產(chan) 的家用水處理器，無論是吳氧濃度還是處理時間都不夠，這樣的水處理器能否生產(chan) 合格的飲用水，很值得懷疑。
因而正確認識臭氧在水中的物理、化學過程與(yu) 臭氧殺菌的生物化學過程是極重要的。由於(yu) 臭氧在水中溶解的機理以及臭氧對生物細胞物質交換的影響過程極為(wei) 複雜，本文不能詳細的探討，隻就臭氧殺菌做一般性的討論。
其中：u：傳(chuan) 質速度，可用在t時間內(nei) 從(cong) 氣相傳(chuan) 入液相的臭氧量G確定，即dG/dt。K：傳(chuan) 質係數，F：氣相與(yu) 液相的接觸表麵積，△C傳(chuan) 質過程中的動力，可用臭氧在實際情況下與(yu) 平衡時的濃度差決(jue) 定(即水中臭氧濃度與(yu) 臭氧源中臭氧濃度差別越大，傳(chuan) 質速度越大)。
分析一般傳(chuan) 質方程式可以知道，首先要使臭氧盡多地溶入水中，就要盡量加大臭氧與(yu) 水的接觸表麵積F，而這是接觸裝置決(jue) 定的。
其次，△C說明臭氧發生器的濃度越高，越有利於(yu) 水對臭氧的吸收·
第三，傳(chuan) 質係數K則與(yu) 多種因素有關(guan) ，K(總傳(chuan) 質係數)為(wei) 氣相傳(chuan) 質係數K氣與(yu) 液相傳(chuan) 質係數K液之和，而臭氧屬於(yu) 低溶解度氣體(ti) ，K氣可忽略不計．而根據亨利一道爾頓定律，K液是多種物理參數的複合函數。
K液=f(T，P，u，w，p，ó)
其中臭氧溶解量與(yu) 氣體(ti) 壓力P成正比而與(yu) 水溫T成反比。
隨著兩(liang) 相相對線速度的增大，氣液兩(liang) 相接觸表麵積F及其更新速度也增大，但每個(ge) 氣泡與(yu) 液體(ti) 接觸的時間會(hui) 減小，因此從(cong) 綜合效果來看，氣體(ti) -液體(ti) 的相對線速度應維持在一個(ge) 範圍內(nei) 較好．
液體(ti) 的粘滯度u，密度p及氣液間介麵表麵張力。的提高可使相間表麵更新速度降低，並相應使K液減小，所以Km與(yu) u，p，o成反比，對於(yu) 各種飲用水，此項可忽略不計。
在應用中，我們(men) 應關(guan) 注溫度、氣壓兩(liang) 個(ge) 參數，而在設計接觸裝置時則應注意到水流、氣流的相對速度，尤其是其中的溫度，因為(wei) 溫度高了不但使水對臭氧的吸收效果下降，而且臭氧本身會(hui) 因溫度過高而分解。國內(nei) 就曾發生過試圖用臭氧處理70·℃的水溫而沒有取得任何效果的例證。
1894年梅爾費特(Mailfert)根據前人的實驗報告求出以下臭氧在水中的濃度： 溫度(℃) O 11.8 15 19 27 405560
溶解度(L氣/L水) 0.64 0.5 O.456 0.381 O.27 0.112O.031O 這組數據大致裏線性，而且表明臭氧在水中的溶解度大約是氧的lO-15倍。
威諾薩(venosa)與(yu) 奧帕特金(Opatken)指出，決(jue) 定臭氧(或任何氣體(ti) )在某液體(ti) 中的溶解度的基本關(guan) 係式是亨利定律．即在一定溫度下，任何氣體(ti) 溶解於(yu) 已知體(ti) 積的液體(ti) 中的重量，將與(yu) 該氣體(ti) 作用在液體(ti) 上的分壓成正比。
而且此定律可推導出結論：在標準溫度與(yu) 壓力下，臭氧是氧溶解度的13倍。
從(cong) 亨利定律可以得出結論：要提高臭氧在水中的溶解度，必須提高臭氧氣在整個(ge) 氣源中分壓，即提高臭氧源的濃度，如果臭氧源的濃度不夠，處理時間再長，水中臭氧濃度也提不高(因已達到濃度平衡)。
從(cong) 以上論述，可以得到結論：
1、為(wei) 保證殺菌效果，必須保證水中臭氧的一定濃度與(yu) 處理時間。
2、為(wei) 保證水中臭氧的一定濃度就需保證：
a．臭氧源的濃度。
b．一定的氣溫。
c．水溫不能過高。
d．投入水中臭氧氣的比表麵積盡量大，使臭氧與(yu) 水的接觸機會(hui) 更多。
根據國內(nei) 外應用經驗一般水質的飲用水消毒處理參數推薦為(wei) ：水溶臭氧濃度O.4mg/L，接觸時間為(wei) 4分鍾，即CT值為(wei) 1.6。臭氧投加量1-2mg/L，水溫在25℃以下。前蘇聯標準規定飲用水中臭氧濃度不低於(yu) O.3mg/L。我國瓶裝水行業(ye) 推薦灌裝時瓶內(nei) 水臭氧濃度0.3mg/L. 二、目前常用的三種接觸裝置與(yu) 其效果 前節已提到接觸裝置的根本目的是保證臭氧在水中有盡量大的溶解度，為(wei) 此，就需使臭氧氣與(yu) 水的接觸麵盡量大，有足夠的接觸時間，因而對接觸裝置的基本要求是：
1、能保證*化的臭氧吸收效果。
2、接觸裝置工作時，工藝參數控製容易，工作穩定，安全性好。
3、能耗(攪拌或輸送水、氣所需動力)低。
4、小的體(ti) 積下有大的生產(chan) 能力。
5、結構簡單，用料便宜，製造與(yu) 維修成本低。
一般常用的接觸裝置有三種：鼓泡塔或池：水射器(文丘裏管)與(yu) 固定螺旋混合器(單用或合用)：攪拌器或螺旋泵：也有兩(liang) 種以上串聯使用的，簡介如下： l、鼓泡法：大型水處理用鼓泡池，小型水處理則常用鼓泡塔，它要求鼓泡器有小(幾個(ge) 微米到幾十微米孔徑)的孔徑以增加臭氧的比表麵積，而且要求孔徑布氣均勻，以使水、氣全麵接觸，尤其是在鼓泡池中用多個(ge) 布氣器時，同時一般要求從(cong) 水麵到布氣器表麵，水深不小於(yu) 4-5m，以利於(yu) 氣、水充分接觸。
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