如何提高水中臭氧利用率
關于采用高濃度臭氧水代替傳統CIP(強酸弱堿)工藝做管道或系統工藝消毒，根據長期工程經驗積累：水中臭氧剩余濃度0.4ppm時，停留時間為4min，能殺滅水中99%細菌，當0.8ppm以上，水才能做到殺菌作用。目前海天醬油、廚邦醬油兩家公司洗瓶工藝要求臭氧濃度為1.2ppm和3pppm。
高濃度臭氧水工藝：確定處理水量并盡可能采用純凈水來只做高濃度臭氧水源（臭氧具有廣譜性，水中含有雜質將加速水中臭氧分解）。
1、臭氧投加量（以下為長期工程積累經驗值）
臭氧在空氣中的自然半衰期參比值為23min.<消毒技術規范>，1小時的臭氧自然衰退率為61%，在水中分解率為但在純水中分解速度較慢，如在蒸餾水中的半衰期大約是20min（20℃）。在水中的臭氧分解和臭氧在空氣中的自然半衷期參比值差別不大，兩者取一個值為60%，臭氧在水中的混合效率為50%（采用旁路射流器帶壓0.8mpa 臭氧混合參數值），臭氧設備臭氧發生量按70－80%有效值計算。
例如：20M3水中臭氧濃度為2PPm=2g/m3時,1小時需要臭氧量為：
20m3x2g/m3/((1-61%)x50%x75%)≈273.5g，
取300g/H的臭氧發生量
2.臭氧的分解：
臭氧的化學性質極不穩定，在空氣和水中都會慢慢分解成氧氣，其反應式為
2O3→3O2+285kJ （2-2）
含量為1﹪以下的臭氧，在常溫常壓的空氣中分解半衰期為16h左右。隨著溫度的升高，分解速度加快，溫度超過100℃時，分解非常劇烈，達到270℃高溫時，可立即轉化為氧氣。臭氧在水中的分解速度比空氣中快得多。在含有雜質的水溶液中臭氧迅速回復到形成它的氧氣。如水中臭氧濃度為6.25×10-5mol/L（3mg/L）時，其半衰期為5～30min，但在純水中分解速度較慢，如在蒸餾水或自來水中的半衰期大約是20min（20℃），然而在二次蒸餾水中，經過85min后臭氧分解只有10﹪，若水溫接近0℃時，臭氧會變得更加穩定。
臭氧在水中的分解速度隨水溫和pH值的提高而加快，圖1-1為pH=7時，水溫和分解速度的關系，圖1-2為20℃時，pH和分解速度的關系。
為了提高臭氧利用率，水處理過程中要求臭氧分解得慢一些，而為了減輕臭氧對環境的污染，則要求處理后尾氣中的臭氧分解得快一些。
圖1-1水溫和分解速度的關系 圖1-2 PH和分解速度的關系
3、氣液混合方式選擇：
臭氧水濃度由物理性質決定，以下混合方式僅為達到臭氧水中飽和溶解度。（臭氧在水中的溶解度較氧大，0℃和1×10^5帕時，一體積水可溶解0.494體積臭氧）
目前常用的氣液混合方式：文丘里射流器、曝氣方式；每種混合方式做的混合效率與后續配套的工藝有很密切的關系，而每種混合方式都有其達到的混合極限值，所以在實際工程中應當選擇好混合方式。以下整理數據為本人長期在水處理行業中積累得出的經驗值：
A、文丘里射流器法：（調節供氣量為吸氣量±10%）
1、 主管道/旁路射流器或氣液混合泵負壓吸臭氧
1.1、主管道/旁路射流器或氣液混合泵，臭氧濃度范圍0.15-0.35ppm；
1.2、主管道/旁路射流器或氣液混合泵+產品水箱底部進液位?米（根據液位高度同水中臭氧濃度在一定范圍內增加）臭氧濃度范圍0.25-0.8ppm；
2、射流器或氣液混合泵+氣液分離罐負壓吸臭氧；
亨利定律：在等溫等壓下，某種氣體在溶液中的溶解度與液面上該氣體的平衡壓力成正比。這就是亨利定律，物理化學的基本定律之一；
根據亨利定律，氣液分離罐內憋壓0.2mpa時，臭氧濃度范圍1.0-5ppm。氣液分離罐容積建議參考15-30s處理水量停留時間容積。
3、臭氧反應罐旁路循環射流器或氣液混合泵負壓吸臭氧；
3.1、臭氧反應罐旁路循環射流混合常壓狀態：
參照接觸時間8-12min計算罐體容積，壓力為常壓，罐體設計原則以瘦高為標準（高度不超過10m），臭氧濃度波動與罐體液位高度成正比。臭氧濃度范圍0.6-2.5ppm。
3.2、臭氧反應罐旁路循環射流混合帶壓狀態：
參照接觸時間8-12min計算罐體容積，罐體設計原則以瘦高為標準（高度不超過10m），臭氧濃度波動與罐體液位高度、壓力成正比（壓力不超過0.2mpa根據亨利定律）。臭氧濃度范圍0.8-18ppm。
4、微納米曝氣技術：原理為采用磁力泵+微米曝氣噴嘴，一般在國外采用比較廣泛，國內未大范圍推廣，目前一般采用日本微納米曝氣機。臭氧濃度范圍1-50ppm。此項暫時不推薦。
5．曝氣混合：
曝氣方式決定因素：曝氣面積、曝氣液位；在凈水處理中傳統曝氣接觸塔，罐體設計以瘦高為原則（高度不超過10m），曝氣盤數量根據臭氧機供氣氣量（每個盤分氣量，空氣型10-20L/min 氧氣型1-5L/min）盡量采用直徑小的罐體增加曝氣盤與水面的接觸面。提高液位高度增加臭氧氣泡在水中路徑從而提高吸收效率。臭氧濃度范圍0.6-1.5ppm。
