随着工业化与城市化进程的加速，我国水环境面临的污染压力持续攀升。据QYResearch市场调研机构的数据显示，2024 年全国地级及以上城市饮用水水源地中，仍有 12.3% 存在微量有机物超标问题。传统氯化消毒技术虽能杀灭水中微生物，但产生的三氯甲烷等消毒副产物（DBPs）已被证实具有致癌风险。在此背景下，臭氧发生器凭借高效氧化、无二次污染等特性，成为水处理领域的核心升级技术，2025 年市场规模预计突破 68 亿元。
臭氧发生器通过电晕放电技术将空气中的氧气转化为臭氧（O₃），其氧化还原电位高达 2.07V，远超氯气（1.36V），能瞬间破坏细菌、病毒的细胞膜与核酸结构，杀菌率可达 99.999% 以上，且不存在微生物耐药性问题。
与传统工艺相比，臭氧消毒在以下四方面展现显著优势：
高效消毒能力是臭氧技术的核心竞争力。在市政供水系统中，臭氧预处理可使后续氯投加量降低 30%-50%，大幅减少三氯甲烷、卤乙酸等消毒副产物的生成。某省级自来水集团的运行数据显示，采用臭氧 - 生物活性炭工艺后，出厂水 DBPs 浓度稳定控制在 0.02mg/L 以下，优于国家标准限值的 1/5。
针对水体富营养化引发的藻华问题，臭氧能通过氧化作用破坏藻类的叶绿素与细胞壁，促使藻细胞快速沉降。太湖流域某水厂应用案例表明，当臭氧投加量为 1.2mg/L 时，蓝藻去除率可达 92%，且能有效降解藻毒素（MC-LR）至检测限以下。
在有机物去除方面，臭氧与活性炭的协同作用形成高效处理体系。臭氧将大分子有机物氧化为含羟基、羧基的小分子，显著提升其被活性炭吸附的效率。实际运行数据显示，该组合工艺对 COD 的去除率比单一活性炭工艺提高 25%-30%，活性炭更换周期延长至 18-24 个月。
某大型水厂的臭氧处理系统为行业提供了标准化应用范本。其工艺流程分为预处理与深度处理两段：预臭氧投加量控制在 0.5-1.0mg/L，接触时间 4 分钟，主要去除原水中的藻类与部分有机物；深度处理阶段投加 0.6-1.2mg/L 臭氧，经 12 分钟充分接触后进入活性炭滤池（炭层厚度 1.8m）。
为保障处理效果，水厂建立了完善的检测体系：采用 DR1900 分光光度计测定氨氮与 CODMn，T6 紫外可见分光光度计监测 UV254（表征水中有机物含量），TOC-LCPH 分析仪实时监控总有机碳，2100Q 浊度计确保出水浊度≤0.5NTU。针对消毒副产物，配备 GC-2010 气相色谱仪（ECD 检测器）进行精准定量分析。
臭氧系统的稳定运行需注意三项关键事项：
余气处理是安全运行的核心。臭氧在活性炭过滤后会有少量残留，需通过 “活性炭吸附 + 过氧化氢分解” 的组合工艺处理，确保排放气中臭氧浓度≤0.1mg/L。某水厂通过这套系统，使车间环境臭氧浓度长期控制在 0.05mg/m³ 以下，远低于职业接触限值。
活性炭的更换周期需根据运行参数动态调整。当出水 UV254 持续超过 0.05cm⁻¹，或滤池压降达到初始值的 1.5 倍时，需及时更换活性炭。结合水质差异，实际更换周期通常为 6-12 个月，南方高有机物水源可适当缩短。
接触时间的精准控制直接影响处理效率。设计规范要求臭氧接触池停留时间 4-10 分钟，活性炭滤池 2-5 分钟。系统需配备变频水泵与在线流量计，根据进水水质波动实时调节流速，确保反应充分。某水厂通过 PLC 自动控制系统，实现了接触时间的动态优化，药剂消耗降低 12%。
随着《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）的全面实施，以及 “十四五” 节水型社会建设规划对水质提升的要求，臭氧发生器在市政供水、污水处理、工业循环水等领域的应用将持续深化。预计到 2025 年，我国城镇供水系统中臭氧工艺的普及率将从当前的 38% 提升至 55% 以上。
技术创新方面，低能耗臭氧发生器（能耗降至 8kWh/kgO₃以下）、智能化臭氧投加控制系统（根据水质实时调节）等将成为研发热点。在双碳目标驱动下，臭氧技术与膜分离、高级氧化等工艺的耦合应用，将为水处理行业提供更低碳、更高效的解决方案。
