近年来臭氧氧化越来越广泛的应用于印染、石化、造纸、煤化工、纺织、香料、制药、电子等行业的工业废水处理，但是臭氧氧化的选择性很强，对于不同行业的工业废水适用性差别较大，对于同一行业的工业废水也会因为生产原料、生产工艺的不同造成废水浓度和成分的区别而使臭氧氧化的适用性发生改变。臭氧氧化工艺不是对于所有难降解污染物都有去除作用，也不适用于所有难处理废水。

臭氧催化氧化在工艺流程中的位置大致有以下三个，也可以是三个位置的组合。

（1）第一个位置是预臭氧氧化。臭氧氧化放在生物处理前作为预臭氧氧化的目的一般为提高废水的可生化性，但这种方式不是对所有废水都适用，应注意考虑臭氧会优先氧化容易降解的污染物，易降解污染物优先消耗臭氧，难降解的污染物需要更多的臭氧剂量和更长的反应时间方能降解为生物可降解物质，从而提高废水的可生化性。因此，预臭氧氧化可能造成较大的臭氧消耗量。

（2）第二个位置是深度处理臭氧氧化。将臭氧氧化位置置于生物处理下游作为深度处理，以强氧化作用处理未能被生物降解的污染物，使出水最终达标。因此适用于有实际工程经验或试验数据支撑的废水处理工程。对于某些难降解废水，臭氧氧化需要结合光催化或活性炭来实现。

（3）第三个位置是深度处理提高废水可生化性。当废水经过生物处理后可生化性低，残余的难生物降解污染物如果全部用于臭氧氧化处理到达标可能对臭氧的消耗量过大，投资和运行费用高，不经济，此时可以将臭氧氧化作为提高废水可生化性的深度处理设施来考虑，臭氧氧化后进行第二次生物处理（一般用曝气生物滤池、生物活性炭等）使出水达标，则臭氧消耗量和费用都会大大降低。

臭氧的投加剂量和接触反应时间基于工程经验确定，随着臭氧氧化功能和废水特点不同而不同，如果没有经验可参考则应进行小试、中试确定，分以下几种情况：

（1）对于饮用水消毒和杀菌，臭氧剂量为1-3mg/L，如果水源水质不好，需要提高到3-5mg/L，接触时间12-15min，水中臭氧残留量≤0.3mg/L，去除率99%。同样剂量和接触时间条件下，受污染给水水源除臭除味除色的去除率为80%-90%。

（2）游泳池循环水处理中臭氧剂量取2mg/L。

（3）市政用于臭氧脱色剂量多为5mg/L，反应15min。

（4）臭氧对于有机物的氧化顺序为：链烃＞胺＞酚＞多环芳香烃＞醇＞醛＞链烷烃。氧化1mg氰消耗臭氧1.87mg，氧化1mgCN-需消耗臭氧2-2.5mg。当用于去除水中的CN-、酚、ABS等杂质时，接触时间5-10min，去除率可达90%。目前市政污水高级氧化投加量为20-30mg/L，反应时间40-60min。

（5）对于难降解污染物，没有实践数据情况下臭氧投加量估算为1-3mg（臭氧）/mg有机物。

臭氧发生装置的产量应满足最大臭氧加注量的要求，并应考虑备用能力。制备臭氧的气源主要包括氧气源、空气源和富氧源三种。气源中的碳氧化合物、颗粒物、氮以及氩等物质的含量要满足臭氧发生器的要求。

氧气源臭氧发生器为液氧经过汽化器变为气体后作为原料气。运行费用低，应充分考虑的影响因素包括氧气罐租赁、氧气源来源和价格的稳定性、氧气罐的高度是否违反工程限高和安全的要求、氧气源不适用于地下污水厂以及氧气罐与附近设施的距离未达到安全距离要求的情况。一般用于20kg/h以上的设备。液氧储罐供氧装置的液氧储存量应根据场地条件和当地的液氧供应条件综合考虑确定，一般不宜少于最大日供氧量的3d用量。

空气源臭氧发生器将压缩空气经过冷却、干燥、过滤后作为原料气，常用于10kg/h以下的设备。

富氧源臭氧发生器将无油压缩空气经过冷干机和过滤处理后送入制氧机，将氧气收集作为原料气，特点是运行费用较低。主要包括空压机、空气储罐、冷干机、除油过滤、除尘过滤、制氧机、氧气储罐、臭氧发生器和水泵板换组件，多用于10-20kg/h的设备。制氧机供氧装置应设有备用液氧储罐，其备用液氧的储存量应满足制氧设备停运维护或故障检修时的氧气供应量，不应少于2d的用量。

臭氧发生装置的组成主要包括臭氧发生器、臭氧电源柜、供电及控制设备、冷却设备、气源系统、投加系统、尾气系统、配套检测仪器和仪表（臭氧和氧气泄露探测及报警设备）等。要求气源含油量小于0.01mg/m3，粉尘颗粒度小于0.01-1μm。主要参数包括臭氧产量、浓度、功率、出口压力出气/进气体积比等。不同等级的臭氧发生器产生公斤臭氧的电耗如下所示（青岛国林品牌）：

 

 

供应氧气的气源装置应紧邻臭氧发生装置，以空气或制氧机为气源的气源装置应设在室内；以液氧储罐为气源的气源装置宜设置在露天，但对产生噪声的设备应有降噪措施。臭氧发生装置应尽可能设置在离臭氧接触池(用气量较大的位置)较近的位置。

臭氧设备应根据不同的功能分开布置，包括：

（1）空气压缩、空气处理和储存部分（或纯氧部分）；

（2）制氧机和氧气储罐（如有）；

（3）臭氧制造设备；

（4）供电设备；

（5）臭氧接触反应部分。

臭氧发生器的两端应在留出检修空间(约1.8m，考虑放电管需抽出检修所需距离)，臭氧发生器与其他设备(空压机、直立风机和水泵)之问的主要通道宽度净空不宜小于1.5m。当机器的宽度与高度均小于800mm时则通道直宽度净空口可减少到不小于0.8m。

 

对于可能被臭氧泄露污染的封闭空间两分钟换气一次，并设置臭氧泄露报警仪与换气装置和臭氧发生器联动。臭氧发生器的冷却系统包括外循环冷却水和内循环冷却水系统两部分。每台臭氧发生器可以配1台板式换热器和内循环冷却水泵，臭氧发生器的冷却水出水管路上宜安装流量开关和温度变送器，当冷却水的流量不足或温度超过设定值时报警。

直接冷却臭氧发生器的冷却水应满足以下条件：pH不低于6.5且不大于8.5，氯化物含量不高于250mg/L，总硬度不高于450mg/L，浑浊度不高于1NTU。

臭氧设备间的管道材质主要为：臭氧管道不锈钢SS316L；氧气管道不锈钢SS304；空气管道为碳钢管。

臭氧接触池水流宜采用竖向流，可在池内设置一定数量的竖向导流隔板，隔板间净距布孔设在接触池顶板以下并不得低于液位使气相相通。隔室之间水的移动速度应低于30cm/s，水的平均下流速度为10-15cm/s。

如下图臭氧紫外联合处理反应池，臭氧紫外联合处理反应池为紫外催化臭氧氧化反应，反应池分组数量不小于2组，方便清洗和检修。考虑紫外模块在线清洗和检修时保证其他分组单元的处理效果不受影响，每组又分为串联的数个隔室。

 

 

臭氧投加应按照多点投加设计，臭氧投加隔室和反应隔室是串联设置的，间开布置。建议收集ABCD室的尾气并涡轮增压后引人进水稳流池实现预臭氧化反应，预臭氧化反应池的尾气再通人尾气破坏装置。新制备的臭氧从A室开始投加，反应后控制溶解臭氧剩余浓度到0.4mg/L，B室无需臭氧投加，依靠水中携带的臭氧进行反应，停留时间应大于5min,一般取6~10min，根据消毒或者臭氧化反应需要设计，后而依此类推。D室的出水用薄壁堰跌水出流，保证反应池的正常水位。臭氧曝气器的A室和C室的流态建议是水流下行，与臭氧流态方向上下错流，提高接触反应效率；每格隔室的反应停留时间需要结合臭氧的分解半衰期和实际工程运行数据考虑，对于复杂的工业废水，要基于工程经验和实验数据来设计。含量1%以下的臭氧，在常温常压的空气中分解半衰期为16h。臭氧在含有杂质的水溶液中可迅速回复到氧气状态，如水中臭氧浓度为3mg/L时，其半衰期为5-30min;设计中注意考虑臭氧的溶解度，避免臭氧剂量过高造成过饱和问题。臭氧用于消毒时则不需要设置紫外装置，停留时间要相应调整。A室的布气量宜占总布气量的50%左右，保持8.333×10^-6mol/L(0.4mg/L)，A室和C室的体积和布气量可按6:4分配。进水稳流区、B室和D室的水流速度可取5-10cm/s。根据规范，布气区的深度与长度之比宜大于4。

臭氧氧化--级喷射阶段工艺气体体积(以标准立方米表示)一般不超过所接触水体积的20%。作为饮水处理最终阶段的臭氧氧化中，每座接触池内平均气体流量一般保持在水流量的10%以下[气水体积比(m³气/m³水)为1:10]。接触反应池设计水深宜取4-6m。 超高0.5-0.7m。臭氧化空气在池中的上升流速小于4-5mm/s。用于消毒作用的后接触臭氧接触池的接触时间大于15min。

 

池顶设双向呼吸阀(自动气压释放阀)。双向呼吸阀的安装与尾气管类似，呼吸阀通过法兰与穿顶板的、带法兰的不锈钢316L.短管连接，该短管与防水翼环周边满焊，并在混凝土浇注前就位(预埋)。穿顶板处混凝土厚度应不小于200mm，否则应使一边或两边加厚。

臭氧的微孔曝气器采用纯钛金属曝气器，其水头损失为0.3-0.5m,应严格水平安装，在臭氧管路上焊接不锈钢316L锥形内丝将曝气头的接口与内丝连接。可采用环状布置或者“丰”字形布置。

臭氧接触反应池的放空不建议采用管道加阀门的放空方式，宜设泵坑用泵放空。

在设有臭氧发生器的建筑内，用电设备必须采用防爆型。电缆钢套管应密封防止臭氧进入钢套管，密封可选用密封胶或环氧树脂。

 

臭氧尾气排放的安全浓度为4.46×10^-9mol/L (约0.1μg/L)。臭氧尾气消除装置的设计气量应与臭氧发生装置的最大设计气量一致。常用的尾气处理方法有预臭氧化、稀释法、洗涤法、热分解法、吸附法、催化分解法和吸附/分解法。

(1)预臭氧化是将各隔室的尾气引回到进水稳流池或者生化处理池前进行预臭氧化。降低整体臭氧消耗。为了保证压力，需要在引回前将尾气加压，可用涡轮混合器(能耗100-200W·h/m³)或不锈钢水封空气压缩机(能耗80-150W·h/m³)，也可以直接外排进行尾气处理。

(2)稀释法是依靠通风或通过补充空气的稀释作用来处理尾气，如果尾气进行预臭氧化后再进行稀释可降低稀释比。用机械通风100-120的稀释比足够。吸气点压力降10mmH₂(运行能耗8-10W·h/m³尾气。稀释法可能对臭氧接触池的运行产生不利影响。且离心通风机产生噪声问题，较少使用。

(3)湿粒状活性炭吸附法的吸附量按照2L(约1kg)活性炭处理1m³尾气/h设计，过滤器炭层高度1.2m.水头损失0.02-0.03MPa。但是该法有爆炸危险。主要是因为活性炭上吸附的有机物与臭氧发生臭氧化反应，导致过氧化氢积累引起爆炸。活性炭吸附的臭氧尾气消除装置宜直接设在臭氧接触池池顶，且露天设置。以氧气为气源的臭氧处理设施中的尾气不应采用活性炭消除方式。

(4)催化分解法是国内最常用的臭氧尾气处理工艺，主要过程包括除湿、加热和催化分解，能耗约5W·h/m³尾气。

 

当工程条件无法选择前述尾气处理方法时，热分解法是相对较好的选择，该法有厂泛应用，有单通道电阻加热(能耗130-170W·h/m³，尾气温度250-300℃)、热交换器加热(能耗85W·h/m³，尾气温度90-100℃)和加热并过热燃烧三种方式。