根据多年从事臭氧消毒技术的应用研究与生产实践，现将臭氧消毒技术研究及在铁路给水的应用效果以及发展前景阐述如下：
一、前言
人类发现臭氧已经有一百多年的历史。早在1840年德国科学家舒贝因（Schonbein）宣告了臭氧的发现，他在电解和火花放电试验过程中曾闻到有一种特殊的气味，在闪电过后亦可闻到同样的气味。他将此异味确定为O3，而命名为OZONE（臭氧），取自希腊字“Oaein”一词，意为“难闻”。自此以后，欧洲的科学家率先开始研究臭氧的特性和功用，发现它的广谱灭菌效果之后，开始工业应用。由于技术条件和成本的原因，臭氧技术沉睡了较长一段时间，真正的商业应用是20世纪70年代，臭氧被广泛应用于水的消毒、空气的消毒、物体表面的消毒、消毒水及环境的除臭异味等领域。随着臭氧技术应用的发展，臭氧技术的研究及应用在国际上已形成了独立的产业，其发展前景十分广阔。
二、臭氧技术的主要应用领域
由于臭氧的强氧化性，具有消毒、灭菌、除臭、矫味、脱色等作用。可广泛用于各个领域。
1. 日常生活领域
（1） 生活饮用水消毒、解毒。水是传染疾病的主要媒介，随着经济及科学技术的发展，生活饮用水的质量并没有获得令人满意的提高。有关研究表明，用氯处理的自来水含有三氯甲烷、卤代有机化合物等多种致癌物。用臭氧处理生活饮用水则可以杜绝以上所有危害，使人们饮用真正洁净、安全的水。因为水中的臭氧不但可以杀死所有病菌及其他微生物，还可以有效去除水中有毒物，同时不会产生因用氯气消毒产生的卤代烃，从而彻底断绝因饮用水致病的途径。
（2） 厨房用具、餐具、衣物等的杀菌消毒。用臭氧水洗涤、浸泡可以彻底杀菌消毒，并且可以抑制各种微生物的滋生，达到防菌的效果。同时，臭氧水洗涤衣物，可提高洗涤效果。
（3） 鱼肉、果蔬及其他食品的消毒、解毒、保鲜。用臭氧水消毒、浸泡鱼肉、果蔬及其他食品，可杀灭附着在上面的细菌及其他微生物并抑制其滋生繁衍，延长其贮存、保鲜时间。
（4） 室内空气的除毒、除臭、杀菌。用臭氧型空气净化器或空调可以除去空气中绝大部分有毒物质和臭味，如一氧化碳、涂料发物等，同时可以杀灭空气中各种传染病菌病毒。
（5） 治疗某些皮肤病、消除口臭、促进伤口愈合等。由于臭氧杀菌彻底、迅速，臭氧水对某些皮肤感染引起的疾病有显著的治疗效果。
（6） 臭氧还有很好的美容作用。有些美容设备就用含有臭氧的蒸气对皮肤进行熏蒸。经常用臭氧水洗脸，也可以改善干燥、苍白、缺乏光泽、有暗疮的皮肤，使其细嫩光滑，延缓衰老。
2、医疗卫生领域
医院是治疗疾病的地方，来自病人身上的有害病菌极易散发于空气中。因此，医院又是容易感染疾病的场所。现在，由于到医院就诊引发交叉感染的事时有发生。所以，具有高效、迅速杀菌作用的臭氧消毒技术，特别适用于在医院环境消毒、术前消毒等方面。
3、果蔬保鲜领域
水果、蔬菜的运输、贮藏一直是急需解决的问题，处理不当将带来极大损失。低浓度臭氧水用于水果、蔬菜，杀菌迅速高效，没有二次污染。可以大大延长果蔬的保鲜、贮存时间。另外，臭氧水能有效氧化水果、蔬菜表面农药，降低农药残留量。臭氧水已成为水果、蔬菜最佳的杀菌保鲜剂。
4、环保化工领域
用臭氧可将工业废水、废气中的氰铬盐、酚、有毒碳氢化合物等迅速氧化分解，并能去除重金属离子。这种方法在染料业废水处理中应用，已取得95%的净化率。用臭氧处理后的工业及生活污水可以循环使用或中水回收再用，避免了水土污染，节约了用水。同时，臭氧可用于化工有机染料的脱色。
三、臭氧消毒灭菌的特点
臭氧消毒灭菌属于生物化学氧化反应，臭氧能氧化分解细菌内部的酶，也可以直接与细菌病毒发生作用，破坏其细胞壁和核糖核酸，分解细菌的DNA，RNA蛋白质，脂质类和多糖等聚和物，使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏，从而达到杀灭细菌的目的。臭氧消毒灭菌有以下特点：
1、 广谱性
当水中臭氧含有的浓度0.3mg/L~0.6mg/L时，对细菌、病毒等微生物的内部结构有极强的氧化破坏性，可达到杀灭细菌的效果。如果水中的臭氧浓度达到1mg/L以上，便能杀灭芽胞、病毒、真菌、原虫胞囊等一切有害的微生物。
2、 高效性
臭氧是一种高效的灭菌剂，臭氧和其它杀菌剂对细菌的杀灭效果依次为：臭氧（O3）、次氯酸（HCLO）、二氧化氯（CLO2）、紫外线等。臭氧能杀灭氯所不能杀灭的病毒和胞囊等。
3、 快速性
臭氧消毒杀菌都具有快速的特点。臭氧灭菌速度比氯快600~3000倍，水中臭氧浓度在0.3mg/L以上，便能在1min内全部杀灭细菌繁殖体。
4、 洁净性
臭氧和其它灭菌剂相比，具有高度的洁净性。如用含氯消毒剂消毒，其生成物对人体有害的物质，而臭氧灭菌最终的生成物只有氧气、水和二氧化碳等无毒害物质，这是臭氧消毒最独特的优点。
四、臭氧消毒机改进的主要特点
臭氧（O3）由三个氧原子组成，它是以干净的空气或氧气为气源，经过无声放电法产生的一种带有特殊的气味淡兰色的气体。生产臭氧的装置，叫做臭氧发生器也称臭氧消毒机，按供气的气源区分，有空气源和氧气源消毒机两类，按使用用途区分，有生产用和家用臭氧消毒机两类。
臭氧消毒机经过改进后的主要特点有：
1. 器件仪表齐全，有气源、进气管、高频高压电源、臭氧发生单元、出臭氧气管、风冷散热系统及电器开关、指示灯、电流表等。
2. 改进的高频高压电源和高效臭氧管，热耗少，电耗小。采用模块化一体设计，可靠性高，互换性强，维修便捷；
3. 独特双极风冷强冷却方式，不需要用冷却水，可达到良好的散热效果；
4. 空气型的气源，采用气泵或空压机供空气。操作简单，使用方便。以空气为气源，用于开放式臭氧发生器，对室内空气及食品、水果表面消毒灭菌；
5. 氧气型的气源，采用氧化瓶或制氧机供氧气，氧气中的氧的含量大，臭氧浓度高，产量增加，电耗降低。氧气不会生成氮氧化物，质量可靠。
6. 一机多用，通过管道设置，可对水质消毒灭菌，也可对空气消毒灭菌，还可对物体表面消毒灭菌及设备内部的清洗消毒。
五、臭氧消毒在铁路给水的应用效果
郑州铁路北区生产生活用水，水源主要来自来水，由于自来水供水压力较低，只有0.1~0.15Mpa，不能满足铁路用水的需要。故在郑州和平新村增设了二次加压站，供水能力200m3/h，修建一座1000m3贮水池。自来水流入贮水池，通过水泵二次加压，将水输送到供水管网。二次加压后，供水压力提高一倍左右，供水量得到了保证。但运用一个时期后，发现二次供水水质细菌超标，分析其主要原因是贮水池内的水受到二次污染。经过调查研究与比较，确定采用臭氧消毒，往贮水池投加臭氧进行水质消毒处理，安装了一组臭氧产量200g/h空气型臭氧消毒机，投加混合方式选用管式混合器，由于负压作用，臭氧气被吸入算来水出水管，在管式混合器中，臭氧与自来水充分混合后流入贮水池，达到消毒灭菌的目的。工艺流程如下力所示：
220V电源→臭氧消毒机→臭氧气
自来水→自来水出水管→管式混合器→贮水池→加压水泵→供水管网→用水户
臭氧投加混合工艺流程图
根据原水水质，参照有关规定，臭氧投加量采用1.0mg/L（即1.0g/m3水），贮水池中水的臭氧浓度为0.2mg/L~0.4mg/L，出厂水经卫生检验，水中细菌<100 CFU/mL，符合要求。
六、臭氧消毒在铁路给水的发展前景
我国2007年7月1日实施的GB 5749-2006国家标准《生活饮用卫生标准》，臭氧已被列入饮用水中消毒剂之一，这充分说明了臭氧消毒的优越性和可靠性。对铁路而言，在大中城市的铁路地区生产生活用水，水源当然是采用经过水质消毒的城市自来水。但远离城市和铁路沿线的铁路生活用水，水源大都是铁路自身解决。由于，每日用水量一般不大，水质消毒采用臭氧消毒，安装一组臭氧产量50~100g/h的空气型臭氧消毒机，只要有220伏照明用电就可生产臭氧。所以，臭氧消毒在铁路给水大有用武之地。
