根據(jù)多年從事臭氧消毒技術(shù)的應(yīng)用研究與生產(chǎn)實(shí)踐，現(xiàn)將臭氧消毒技術(shù)研究及在鐵路給水的應(yīng)用效果以及發(fā)展前景闡述如下：
一、前言
人類發(fā)現(xiàn)臭氧已經(jīng)有一百多年的歷史。早在1840年德國科學(xué)家舒貝因（Schonbein）宣告了臭氧的發(fā)現(xiàn)，他在電解和火花放電試驗(yàn)過程中曾聞到有一種特殊的氣味，在閃電過后亦可聞到同樣的氣味。他將此異味確定為O3，而命名為OZONE（臭氧），取自希臘字“Oaein”一詞，意為“難聞”。自此以后，歐洲的科學(xué)家率先開始研究臭氧的特性和功用，發(fā)現(xiàn)它的廣譜滅菌效果之后，開始工業(yè)應(yīng)用。由于技術(shù)條件和成本的原因，臭氧技術(shù)沉睡了較長一段時(shí)間，真正的商業(yè)應(yīng)用是20世紀(jì)70年代，臭氧被廣泛應(yīng)用于水的消毒、空氣的消毒、物體表面的消毒、消毒水及環(huán)境的除臭異味等領(lǐng)域。隨著臭氧技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，臭氧技術(shù)的研究及應(yīng)用在國際上已形成了獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展前景十分廣闊。
二、臭氧技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
由于臭氧的強(qiáng)氧化性，具有消毒、滅菌、除臭、矯味、脫色等作用?？蓮V泛用于各個(gè)領(lǐng)域。
1.      日常生活領(lǐng)域
（1）      生活飲用水消毒、解毒。水是傳染疾病的主要媒介，隨著經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生活飲用水的質(zhì)量并沒有獲得令人滿意的提高。有關(guān)研究表明，用氯處理的自來水含有三氯甲烷、鹵代有機(jī)化合物等多種致癌物。用臭氧處理生活飲用水則可以杜絕以上所有危害，使人們飲用真正潔凈、安全的水。因?yàn)樗械某粞醪坏梢詺⑺浪胁【捌渌⑸?，還可以有效去除水中有毒物，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生因用氯氣消毒產(chǎn)生的鹵代烴，從而徹底斷絕因飲用水致病的途徑。
（2）      廚房用具、餐具、衣物等的殺菌消毒。用臭氧水洗滌、浸泡可以徹底殺菌消毒，并且可以抑制各種微生物的滋生，達(dá)到防菌的效果。同時(shí)，臭氧水洗滌衣物，可提高洗滌效果。
（3）      魚肉、果蔬及其他食品的消毒、解毒、保鮮。用臭氧水消毒、浸泡魚肉、果蔬及其他食品，可殺滅附著在上面的細(xì)菌及其他微生物并抑制其滋生繁衍，延長其貯存、保鮮時(shí)間。
（4）      室內(nèi)空氣的除毒、除臭、殺菌。用臭氧型空氣凈化器或空調(diào)可以除去空氣中絕大部分有毒物質(zhì)和臭味，如一氧化碳、涂料發(fā)物等，同時(shí)可以殺滅空氣中各種傳染病菌病毒。
（5）      治療某些皮膚病、消除口臭、促進(jìn)傷口愈合等。由于臭氧殺菌徹底、迅速，臭氧水對某些皮膚感染引起的疾病有顯著的治療效果。
（6）      臭氧還有很好的美容作用。有些美容設(shè)備就用含有臭氧的蒸氣對皮膚進(jìn)行熏蒸。經(jīng)常用臭氧水洗臉，也可以改善干燥、蒼白、缺乏光澤、有暗瘡的皮膚，使其細(xì)嫩光滑，延緩衰老。
2、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域
醫(yī)院是治療疾病的地方，來自病人身上的有害病菌極易散發(fā)于空氣中。因此，醫(yī)院又是容易感染疾病的場所?，F(xiàn)在，由于到醫(yī)院就診引發(fā)交叉感染的事時(shí)有發(fā)生。所以，具有高效、迅速殺菌作用的臭氧消毒技術(shù)，特別適用于在醫(yī)院環(huán)境消毒、術(shù)前消毒等方面。
3、果蔬保鮮領(lǐng)域
水果、蔬菜的運(yùn)輸、貯藏一直是急需解決的問題，處理不當(dāng)將帶來極大損失。低濃度臭氧水用于水果、蔬菜，殺菌迅速高效，沒有二次污染。可以大大延長果蔬的保鮮、貯存時(shí)間。另外，臭氧水能有效氧化水果、蔬菜表面農(nóng)藥，降低農(nóng)藥殘留量。臭氧水已成為水果、蔬菜最佳的殺菌保鮮劑。
4、環(huán)?；ゎI(lǐng)域
用臭氧可將工業(yè)廢水、廢氣中的氰鉻鹽、酚、有毒碳?xì)浠衔锏妊杆傺趸纸?，并能去除重金屬離子。這種方法在染料業(yè)廢水處理中應(yīng)用，已取得95%的凈化率。用臭氧處理后的工業(yè)及生活污水可以循環(huán)使用或中水回收再用，避免了水土污染，節(jié)約了用水。同時(shí)，臭氧可用于化工有機(jī)染料的脫色。
三、臭氧消毒滅菌的特點(diǎn)
臭氧消毒滅菌屬于生物化學(xué)氧化反應(yīng)，臭氧能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部的酶，也可以直接與細(xì)菌病毒發(fā)生作用，破壞其細(xì)胞壁和核糖核酸，分解細(xì)菌的DNA，RNA蛋白質(zhì)，脂質(zhì)類和多糖等聚和物，使細(xì)菌的物質(zhì)代謝生長和繁殖過程遭到破壞，從而達(dá)到殺滅細(xì)菌的目的。臭氧消毒滅菌有以下特點(diǎn)：
1、 廣譜性
當(dāng)水中臭氧含有的濃度0.3mg/L~0.6mg/L時(shí)，對細(xì)菌、病毒等微生物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有極強(qiáng)的氧化破壞性，可達(dá)到殺滅細(xì)菌的效果。如果水中的臭氧濃度達(dá)到1mg/L以上，便能殺滅芽胞、病毒、真菌、原蟲胞囊等一切有害的微生物。
2、 高效性
臭氧是一種高效的滅菌劑，臭氧和其它殺菌劑對細(xì)菌的殺滅效果依次為：臭氧（O3）、次氯酸（HCLO）、二氧化氯（CLO2）、紫外線等。臭氧能殺滅氯所不能殺滅的病毒和胞囊等。
3、 快速性
臭氧消毒殺菌都具有快速的特點(diǎn)。臭氧滅菌速度比氯快600~3000倍，水中臭氧濃度在0.3mg/L以上，便能在1min內(nèi)全部殺滅細(xì)菌繁殖體。
4、 潔凈性
臭氧和其它滅菌劑相比，具有高度的潔凈性。如用含氯消毒劑消毒，其生成物對人體有害的物質(zhì)，而臭氧滅菌最終的生成物只有氧氣、水和二氧化碳等無毒害物質(zhì)，這是臭氧消毒最獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
四、臭氧消毒機(jī)改進(jìn)的主要特點(diǎn)
臭氧（O3）由三個(gè)氧原子組成，它是以干凈的空氣或氧氣為氣源，經(jīng)過無聲放電法產(chǎn)生的一種帶有特殊的氣味淡蘭色的氣體。生產(chǎn)臭氧的裝置，叫做臭氧發(fā)生器也稱臭氧消毒機(jī)，按供氣的氣源區(qū)分，有空氣源和氧氣源消毒機(jī)兩類，按使用用途區(qū)分，有生產(chǎn)用和家用臭氧消毒機(jī)兩類。
臭氧消毒機(jī)經(jīng)過改進(jìn)后的主要特點(diǎn)有：
1.      器件儀表齊全，有氣源、進(jìn)氣管、高頻高壓電源、臭氧發(fā)生單元、出臭氧氣管、風(fēng)冷散熱系統(tǒng)及電器開關(guān)、指示燈、電流表等。
2.      改進(jìn)的高頻高壓電源和高效臭氧管，熱耗少，電耗小。采用模塊化一體設(shè)計(jì)，可靠性高，互換性強(qiáng)，維修便捷；
3.      獨(dú)特雙極風(fēng)冷強(qiáng)冷卻方式，不需要用冷卻水，可達(dá)到良好的散熱效果；
4.      空氣型的氣源，采用氣泵或空壓機(jī)供空氣。操作簡單，使用方便。以空氣為氣源，用于開放式臭氧發(fā)生器，對室內(nèi)空氣及食品、水果表面消毒滅菌；
5.      氧氣型的氣源，采用氧化瓶或制氧機(jī)供氧氣，氧氣中的氧的含量大，臭氧濃度高，產(chǎn)量增加，電耗降低。氧氣不會(huì)生成氮氧化物，質(zhì)量可靠。
6.      一機(jī)多用，通過管道設(shè)置，可對水質(zhì)消毒滅菌，也可對空氣消毒滅菌，還可對物體表面消毒滅菌及設(shè)備內(nèi)部的清洗消毒。
五、臭氧消毒在鐵路給水的應(yīng)用效果
鄭州鐵路北區(qū)生產(chǎn)生活用水，水源主要來自來水，由于自來水供水壓力較低，只有0.1~0.15Mpa，不能滿足鐵路用水的需要。故在鄭州和平新村增設(shè)了二次加壓站，供水能力200m3/h，修建一座1000m3貯水池。自來水流入貯水池，通過水泵二次加壓，將水輸送到供水管網(wǎng)。二次加壓后，供水壓力提高一倍左右，供水量得到了保證。但運(yùn)用一個(gè)時(shí)期后，發(fā)現(xiàn)二次供水水質(zhì)細(xì)菌超標(biāo)，分析其主要原因是貯水池內(nèi)的水受到二次污染。經(jīng)過調(diào)查研究與比較，確定采用臭氧消毒，往貯水池投加臭氧進(jìn)行水質(zhì)消毒處理，安裝了一組臭氧產(chǎn)量200g/h空氣型臭氧消毒機(jī)，投加混合方式選用管式混合器，由于負(fù)壓作用，臭氧氣被吸入算來水出水管，在管式混合器中，臭氧與自來水充分混合后流入貯水池，達(dá)到消毒滅菌的目的。工藝流程如下力所示：
220V電源→臭氧消毒機(jī)→臭氧氣
自來水→自來水出水管→管式混合器→貯水池→加壓水泵→供水管網(wǎng)→用水戶
臭氧投加混合工藝流程圖
根據(jù)原水水質(zhì)，參照有關(guān)規(guī)定，臭氧投加量采用1.0mg/L（即1.0g/m3水），貯水池中水的臭氧濃度為0.2mg/L~0.4mg/L，出廠水經(jīng)衛(wèi)生檢驗(yàn)，水中細(xì)菌<100 CFU/mL，符合要求。
六、臭氧消毒在鐵路給水的發(fā)展前景
我國2007年7月1日實(shí)施的GB 5749-2006國家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，臭氧已被列入飲用水中消毒劑之一，這充分說明了臭氧消毒的優(yōu)越性和可靠性。對鐵路而言，在大中城市的鐵路地區(qū)生產(chǎn)生活用水，水源當(dāng)然是采用經(jīng)過水質(zhì)消毒的城市自來水。但遠(yuǎn)離城市和鐵路沿線的鐵路生活用水，水源大都是鐵路自身解決。由于，每日用水量一般不大，水質(zhì)消毒采用臭氧消毒，安裝一組臭氧產(chǎn)量50~100g/h的空氣型臭氧消毒機(jī)，只要有220伏照明用電就可生產(chǎn)臭氧。所以，臭氧消毒在鐵路給水大有用武之地。