臭氧（O?）作為一種高效氧化物質(zhì)、滅菌劑、脫色劑及異味消除劑，其相關(guān)技術(shù)已成為環(huán)境污染與水質(zhì)凈化的核心解決方案，被列為二十一世紀環(huán)境科學(xué)的四大關(guān)鍵技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于空氣及水體中有機物降解、微生物滅活與異味控制等領(lǐng)域。

• 技術(shù)核心原理
  

該技術(shù)的關(guān)鍵在于利用特定電場實現(xiàn)無聲放電，從而大規(guī)模生成臭氧。在這一過程中，高能電子與氣體分子相互碰撞，觸發(fā)一系列基礎(chǔ)物理化學(xué)反應(yīng)，激活氣體分子并形成多種高活性自由基。這些自由基能夠有效催化、分解并轉(zhuǎn)化各類有害化學(xué)物質(zhì)、病原微生物，最終將其降解為無害物質(zhì)，實現(xiàn)空氣與水體的深度凈化。

• 技術(shù)應(yīng)用

在水處理領(lǐng)域，該技術(shù)主要運用于多種污水治理場景，包括微生物滅活、異味去除及可溶性有機物等污染成分的清除。

• 臭氧應(yīng)用特點：

• 具備卓越的氧化效能與迅捷的反應(yīng)速率；

• 對細菌、病毒、芽孢及軟體微生物等具有強力滅活效果；

• 可氧化降解可溶性有機物，顯著降低水體生化需氧量（BOD）與化學(xué)需氧量（COD）；

• 以空氣中的氧氣為原料，作用后重新轉(zhuǎn)化為氧氣，提升水體溶解氧含量，無二次污染；

• 顯著改善水體物理化學(xué)性狀，具備優(yōu)異的脫色、除臭與異味消除功能；

• 在消毒過程中不生成三氯甲烷等有毒副產(chǎn)物或致癌鹵代有機物，不殘留任何危害人畜健康的物質(zhì)。

  
  

• 技術(shù)挑戰(zhàn)及瓶頸

盡管臭氧憑借其較高的氧化還原電位（2.07 V，僅次于氟），在飲用水消毒、脫色、除味等方面作用顯著，但在單獨處理廢水時仍存在局限。其一，臭氧與有機物的反應(yīng)具有選擇性，在低劑量與短時作用下難以完全礦化污染物，且部分中間產(chǎn)物會抑制氧化進程；其二，臭氧制備成本較高，利用效率偏低，導(dǎo)致運營費用攀升。因此，提升臭氧利用率與氧化效能已成為全球研究重點。

• 發(fā)展現(xiàn)狀
  

近年來，臭氧深度氧化法（亦稱高級氧化工藝，AOPs）在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用研究取得顯著突破。該技術(shù)通過臭氧與其他水處理工藝的組合，生成氧化性更強、選擇性更低的羥基自由基（氧化還原電位達2.80 V）。與常規(guī)工藝相比，臭氧深度氧化法在難降解有機物治理方面表現(xiàn)突出，具有降解迅速、占地集約、自動化水平高、無二次污染、浮渣與污泥產(chǎn)量低等優(yōu)勢，已成功拓展至食品、制藥、石油化工、印染、鋼鐵及供水等行業(yè)。

早在1896年，Meritens首次將臭氧作為殺菌劑用于飲用水處理。1906年，法國尼斯Bon Voyage水廠的建成被視為“飲用水臭氧化的起源”。至20世紀70年代末，臭氧技術(shù)仍以消毒功能為主，主要在法國等地區(qū)推廣。近年來，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，在微生物滅活、脫色、除味、降解難分解有機物及強化絮凝等方面展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。尤其在染料廢水、印染廢水和造紙廢水的脫色處理中成效顯著，臭氧通過斷裂發(fā)色基團大分子結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效去色。造紙廢水因高BOD/COD、強色度與異味，含有大量氯代酚、氯代丙酮及三氯甲烷等有害物。Part等人通過柱反應(yīng)器通入32.4 mg/L臭氧，停留3分鐘，成功實現(xiàn)漂白廢水完全脫色。

王煜團隊采用高頻陶瓷沿面放電臭氧技術(shù)處理印染廢水，在pH 7-8、反應(yīng)10小時條件下，COD去除率達86.6%，脫色率達98.4%。研究指出，在pH≤7的酸性環(huán)境中，可延緩臭氧分解并提升羥基自由基產(chǎn)率，從而提高其利用效率。金臘華的實驗表明，臭氧能有效提升汽車制造廠綜合廢水的可生化性。在氣量16 L/h、臭氧投加1 kg/h、pH=10的條件下，經(jīng)2小時處理，COD去除率可達60%。此外，臭氧在城市污水深度處理中也逐步推廣，投加量10-20 mg/L，接觸5-20分鐘，可實現(xiàn)COD降低40%、BOD降低70%、SS降低60%、氨氮降低20%、致癌物降低80%與色度降低90%。日本研發(fā)的微細臭氧氣泡裝置通過將氣泡直徑控制在10-100微米，使氣-液接觸面積提升2000-4000倍，溶解度提高5倍，兼具高效混合功能，已成功用于食品、畜產(chǎn)及水產(chǎn)品加工廢水治理。隨著技術(shù)持續(xù)升級，臭氧科技已在全球形成獨立產(chǎn)業(yè)體系，前景廣闊。

• 創(chuàng)新突破

深圳科力邇科技有限公司在研發(fā)旋流溶氣氣浮的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性融合臭氧深度氧化工藝，形成具備自主知識產(chǎn)權(quán)的臭氧高級氧化-旋流溶氣氣浮協(xié)同技術(shù)。該技術(shù)已達國際先進水平，迄今已獲十余項國內(nèi)外專利授權(quán)，含一項國際專利與三項國內(nèi)發(fā)明專利。

深圳科力邇科技有限公司在臭氧高級氧化和旋流溶氣氣浮高效組合技術(shù)基礎(chǔ)上進一步研究開發(fā)出臭氧高級氧化旋流溶氣氣浮一體化裝置（CDOF），該裝置集中了超聲波催化臭氧氧化、化學(xué)絮凝、水力空化、旋流、溶氣氣浮等眾多技術(shù)，極大地提高了臭氧利用率，加快臭氧氧化反應(yīng)，能夠快速、高效、低成本地降低水中污染物（難降解有機物、溶解油、脫色等）；同時通過臭氧氧化和絮凝作用，使得旋流溶氣氣浮能夠有效去除膠體狀和溶解態(tài)溶解性有機物（單純靠氣浮無法去除）的同時，大幅提高了旋流溶氣氣浮分離效果，實現(xiàn)對各種難處理廢水中多種污染物高效綜合處理。

上圖為科力邇科技投產(chǎn)應(yīng)用于垃圾滲濾液處理領(lǐng)域的CDOF工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場照片