01.什么是臭氧及其特性？
臭氧，又名三原子氧，因其类似鱼腥味的臭味而得名。其分子式为O3 ，是氧气的同素异形体，具有它自身的独特性质：
　　1.在自然条件下，一般它是淡蓝色的气体,用氧气源人工制取高浓度时，臭氧为炽白色；
　　2.它有一种类似雷电后的腥臭味；
　　3.在标准压力和常温下，它在水中的溶解度是氧气的13倍；
　　4.臭氧比空气重，是空气的1.658倍；
　　5.臭氧有很强的氧化力，是已知最强的氧化剂之一；
　　6.正常情况下，臭氧极不稳定，容易分解成氧气；
　　7.臭氧分子是逆磁性的，易结合一个电子成为负离子分子；
　　8.臭氧在空气中的半衰期一般为20-50分钟，随温度与湿度的增高而加快；
　　9.臭氧在水中半衰期约为35分钟随水质与水温的不同而异；
　　10.臭氧在冰中极为稳定，其半衰期为2000年。

臭氧稳定性极差，在常温下可自行分解为氧气，1%浓度以下臭氧在空气（常温常压）中的半衰期为半个小时左右，随温度的升高，分解速度加快。当温度达到270℃高温时可立即转为氧气。1%水溶液在常温下的半衰期为20分钟左右。所以臭氧不易贮存，需现场制作，立即使用。
空气中臭氧浓度达0.01～0.02ppm即可嗅到，浓度达1ppm时可引起呼吸加速，胸闷等症状，在2.5～5ppm时即会引起脉搏加速、头痛，停留1小时以上可发生肺气肿。工作现场空气中容许的阈限值为0.15ppm。

臭氧为强氧化剂，高浓度臭氧可腐蚀某些物品，可使铜片出现绿色锈斑，特别使橡胶老化，颜色变暗等。

02.臭氧的人工制取方法？

氧的人工生产早在1857年德国人吉门斯就研制出其发生装置。但由于其体积庞大，臭氧浓度低，成本高等问题一直没有走入家庭。真正小型化的家庭用臭氧机的出现仅是近几十年的事。人工生成臭氧的主要方法有：电化学法、光化学法及电晕放电法等几种。
　　电化学法是利用直流电源电解含氧电解质产生臭氧的方法。电解法生成臭氧具有臭氧浓度高、成份纯净、在水中溶解度高的优势，在医疗、食品加工、养殖业及家庭应用等方面具有广泛前景。在降低成本与电耗条件下将与目前广泛应用的电晕放电法臭氧发生器形成激烈竞争。
　　光化学法实质是仿效大气层上空紫外线促使氧分子分解并聚合成臭氧的方法，即用人工产生的紫外线促使氧分子分解并聚合成臭氧的方法。此种方法产生臭氧的优点是对温度、湿度不敏感，具有很好的重复性；同时，可以通过灯功率线性控制臭氧浓度、产量。
　　电晕放电法就是在常压下使含氧气体在交变高压电场作用下产生电晕放电生成臭氧的过程。电晕放电法臭氧发生器是相对能耗较低、单机臭氧产量最大、市场占有率最高、应用最广的臭氧发生装置。
　　电晕法分为平行板式、玻璃管式、滑轮式三种方式。平行板式按介电体分为玻璃管式、陶瓷表面式；按电极形式又可分为网状电极式及管状电极式。这里我们仅以平行板式为例说明其工作原理。在两平行板之间加上交变的高压电源，两极板之间放置玻璃或陶瓷等介电体，当交变高压电作用于两极时，极板间将发生放电现象，此时放电空间流动的氧气在放电作用下发生分解反应，出现游离的氧原子，氧原子再与氧气反应生成臭氧。这种平行板式臭氧发生器具有结构简单，可维护性好且性能良好，具备小型化条件，所以，一般家用臭氧发生器均采用此种形式。

在现阶段，臭氧技术在各个领域的应用主要有以下几个方面：①饮用水、工业废水、生活污水、游泳池水处理和医院污水处理；②食品行业和制药行业医学中的空气杀菌消毒及原料、加工器具和场地的清洗消毒；③水果、蔬菜和食品的保鲜和运输；④医学中的臭氧治疗和疾病预防；⑤化学工业中的饿纸浆和纺织品的漂白；⑥水产养殖业中的用水处理；⑦家庭居室空气净化消毒、蔬菜瓜果表面的残留农药降解；⑧畜禽养殖厂的空气杀菌消毒、除臭、除异味等等。
各类公共场所
利用臭氧的强氧化特性可去除装潢、合成板、油漆所释放出来的有毒物质，可杀灭空气中细菌、病毒，杀灭地毯中滋生的微生物，消灭感冒病菌，预防流感的发生。分解附着于蔬菜水果中的残余农药。 提高鱼、肉鲜度，使更耐久存，保存水果蔬菜。用臭氧水来沐浴具有漂白、美容、保健等作用。厨卫等处除臭。
医疗保健
臭氧可用于医疗场所的空间空气杀菌消毒，臭氧水可对医院手术前医生、护士的双手消毒，可杀死所有细菌，不仅时间极短，其杀菌力远远超过酒精和氯。而且臭氧水具有可靠的安全性。
臭氧还有治疗某些疾病和美容的作用。如经常用臭氧水洗、泡脚可以有效治疗和预防脚气、脚癣；经常用臭氧水冲洗真菌感染的皮肤病区可以收到显着治疗效果；经常用臭氧水冲洗伤口可以预防伤口感染，促进其愈合等。
在食品行业中的应用
食品加工行业应用臭氧的目的有四个方面：一是杀灭微生物--杀菌消毒；二是氧化分解有机物或无机物污染气体--除臭净化；三是分解果蔬代谢产物，抑制后熟过程--保鲜；四是降解瓜果蔬菜等食品中的农药残留--解残。四方面的应用基础均依赖于臭氧的强氧化性能和不稳定易分解的特性。具体可在食品加工业的应用和食品水果保鲜业中的应用。
在畜禽养殖业
能快速杀灭养殖场室内空气中的各种常见的细菌、传染病毒、真菌、支原体、螺旋体等病原微生物，去除因粪便发酵后产生的大量氨气、硫化氢、甲烷等有害气体及粪便臭味，减少畜禽疾病，特别是防止大面积流行性传染病的爆发，提高成活率及畜产品产量，节省用工用药费用，改善场内生产环境。养禽业中对种蛋的灭菌保鲜，提高孵化率。
在水处理中的应用
可氧化多余或有毒的无机物，如氰化物等，氧化去除水中有机物，特别是微生物难以降解的有机物，如表面活性剂，降低水中BOD和COD，杀灭水中病毒、细菌，生成洁净无害的消毒水。可广泛应用于饮用水杀菌、中水回用净化、污水处理、温室土壤消毒、游泳池水处理和医院污水处理。

04.臭氧杀菌在饮用水纯净水生产中的作用？

1、臭氧的产生方法
目前各种饮用纯净水和矿泉水的生产厂家所使用的臭氧发生器主要有二种：一种是以空气为气源，空气经压缩、冷凝、过滤、干燥等预处理净化后，进入高压放电管，在高压放电环境中，空气中部分氧分子激发分解成氧原子，氧原子与氧原子（或氧原子与氧分子）结合生成臭氧。该法的主要缺点是噪音大。另一种是经纯氧作气源，经硅胶干燥后进入放电管中，产生臭氧气体，氧气源程发生器产生的臭氧浓度高、纯净、无噪声，并能克服空气源发生器使用一段时间后易使处理水产生异味的缺点。缺点是需要经常更换氧气钢瓶。

2、臭氧与纯净水的混合方式
臭氧与纯净水的混合方式有两种：一种是塔式混合，臭氧在臭氧-水混合塔中与水混合形成灌装水。塔内可以充填一些填料，以增加其传质系数，提高臭氧的浓度。另一种混合方式是：产生的臭氧先进入-水射器（文丘里管），然后在一固定螺旋混合器中与水在湍流下充分混合。该方法具有传质系数高，水中臭氧浓度高，占地面积小等优点，比较适合于以氧气作气源的设备。

3、臭氧与水混合后到灌装前的控制
臭氧与纯净水混合后在水中的半衰期主要取决于水温，水温高则半衰期短；水温低则半衰期长。一般在15-40min之间。这就对生产饮用纯净水企业的工艺流程有较高的要求。有些生产企业的工艺流程和生产控制不尽合理，是造成灌装臭氧浓度较低的原因。如：臭氧与纯净水混合后，还要经过过滤装置，然后再进入储存罐等，停留时间长，通常有10-20min，造成臭氧浓度不必要降低。采用混合塔将臭氧与饮用纯净水混合时，臭氧与不在塔内的混合主要是以对流方式混合的，塔内水位太低，造成对流时间不够，从而臭氧浓度偏低。因此，采用塔式混合时，要控制好塔内的水位。因各种原因造成生产停止，继续生产前必须将罐内的臭氧混合水排放干净。灌装用水必须是新鲜的臭氧混合水。特别是在夏季，若臭氧混合水在罐内的停留时间较长，水中臭氧含量就会明显下降，这样的水无法对包装材料起到有效的杀菌作用。

有些厂家在臭氧与水混合后，用泵泵入储存罐，储存罐后再用泵泵到灌装机中，两次使用泵输送。我公司曾做过试验，若泵前的臭氧水浓度为1.1mg/L，经过离心泵后，臭氧浓度只有1.1mg/L，显然经过离心泵后水中臭氧含量下降了许多。究其原因，可能是在强离心力作用下，臭氧又从水中分离出来了。因此，臭氧与纯净水混合后，应该减少泵的使用。同时缩短臭氧水在灌体和管道中的停留时间。解决方法：可将汽水分离罐与罐装前的高位储存罐合二为一，将汽水分离罐的高度增加，即可达到目的。

4、臭氧的灭菌效果及其影响因素
臭氧与水混合后形成的臭氧水溶液具有很强的杀菌作用。它能够迅速广泛地杀灭多种微生物和致病菌，当其浓度达到2mg/L时，即可将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、细菌的芽孢、黑曲霉、酵母等微生物杀死。实际生产中，灌入桶或瓶内的臭氧水浓度应该在0.5mg/L以上，否则无法保证杀死包装材料上残留的微生物，很可能会造成这样的结果，产品入库检验时，由于低浓度臭氧的抑菌作用，活菌的检出率较低，但放置一周后，由于细菌的生长繁殖，复检时的检出率可能会很高。

臭氧的杀菌效果主要取决于水中臭氧的含量。水中臭氧的含量越高，杀菌的效果越佳。而水中臭氧的浓度又取决于进入水中的臭氧气体浓度、水温和臭氧在水中的分散程度。当通入的臭氧气体浓度越高，水温越低，臭氧在水中的分散程度越高。臭氧与水的混合越充分，水中臭氧含量越高，杀菌效果自然越好。

另外臭氧发生器中的关键部件是放电管，放电管的效率高，产生的臭氧气体浓度高，在实际使用过程中，若进入放电管中的气体含有水份和油污，会大大降低放电管的工作效率。因此，进入放电鉴定中的压缩空气或氧气必须严格的除水除油（由空压机带入）处理，也即在生产上必须不定期对气体的预处理系统进行检验，也可以从每天测定的臭氧水中臭氧的含量结果进行分析，发现问题及时处理。

5、结论
在饮用纯净水生产中，尽管经 ..

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