臭氧應(yīng)用史和發(fā)展簡(jiǎn)述

 

臭氧是在自然界中發(fā)現(xiàn)的氣體（臭氧層），但也可以用于商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用。臭氧的使用很多，而且每天都在增長(zhǎng)。這是臭氧的開始介紹，將提供對(duì)臭氧是什么，如何使用以及在當(dāng)今世界中使用商業(yè)臭氧的基本認(rèn)識(shí)。

 

臭氧是三原子形式的氧，三個(gè)氧原子一起形成一個(gè)分子。

 

什么是臭氧？
 

氧原子以原子形式不穩(wěn)定。氧氣以雙原子形式穩(wěn)定為O 2。我們今天呼吸的空氣由大約21％的氧氣組成，這使得氧氣成為當(dāng)今自然界中 很常見的分子之一。
 

 

臭氧是三原子形式的氧，意味著分子臭氧由3個(gè)氧原子組成。與氧氣不同，臭氧是一種可見氣體，在非常高的濃度下呈淺藍(lán)色。在低濃度下，臭氧是無(wú)色的。臭氧還具有明顯的氣味，在非常低的水平下是明顯的，并且可能與“清潔”氣味有關(guān)，在較高水平臭氧具有非常刺激性的氣味。臭氧是一種不穩(wěn)定的氣體，很容易自然地分解成氧氣。臭氧也是一種高活性氣體，可作為非常強(qiáng)的化學(xué)氧化劑。

 

臭氧應(yīng)用史
 

 

 

臭氧歷史和發(fā)展簡(jiǎn)述

 

一位名叫Van Marum的荷蘭化學(xué)家可能是第一個(gè)通過(guò)氣味檢測(cè)臭氧氣體的人。在他的實(shí)驗(yàn)描述中，他提到了他的電化器周圍的特征氣味的概念  

 

然而，臭名昭著的發(fā)現(xiàn)只是在不久之后，在Schönbein的一篇文章中可以追溯到1840年。這一發(fā)現(xiàn)被提交給了慕尼黑大學(xué)。Schönbein在他的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了同樣的特征氣味，Van Marum曾嘗試過(guò)更早的識(shí)別。他把這種氣體稱為“臭氧”，這種氣體從ozein分散注意力; 希臘語(yǔ)中的氣味。一般來(lái)說(shuō)，臭氧的發(fā)現(xiàn)歸因于Schönbein。此外，Schönbein是第一個(gè)研究臭氧和有機(jī)物反應(yīng)機(jī)理的人。

 

1840年后，許多關(guān)于臭氧消毒機(jī)制的研究隨之而來(lái)。第一臺(tái)臭氧發(fā)生器由Von Siemens [1,3,6]在柏林制造。該制造商還寫了一本關(guān)于水中臭氧應(yīng)用的書。這導(dǎo)致了一些試點(diǎn)項(xiàng)目的進(jìn)行，在此期間研究了臭氧的消毒機(jī)理。  

法國(guó)化學(xué)家Marius Paul Otto （圖1）因其關(guān)于臭氧的論文獲得了法國(guó)大學(xué)的博士學(xué)位。他是第一個(gè)成立臭氧裝置制造專業(yè)公司的人：'Compagnie des Eaux et de l'Ozone'[5]。  

 

臭氧的第一次技術(shù)規(guī)模應(yīng)用于1893年在荷蘭的Oudshoorn進(jìn)行。法國(guó)科學(xué)家對(duì)這種臭氧裝置進(jìn)行了徹底的研究，之后又在尼斯安裝了另一個(gè)裝置（1906年）。由于臭氧不斷在尼斯使用，導(dǎo)致尼斯被稱為“ 飲用水處理臭氧的誕生地”。 

 

在第一次世界大戰(zhàn)之前的幾年里，各國(guó)的臭氧裝置使用量有所增加。大約在1916年，整個(gè)歐洲使用了49個(gè)臭氧裝置（其中26個(gè)位于法國(guó)）。然而，這種增長(zhǎng)很快就會(huì)動(dòng)搖。這對(duì)有毒氣體的研究產(chǎn)生了影響，這顯然導(dǎo)致了氯的發(fā)展。這種消毒劑似乎是臭氧的合適替代品，因?yàn)樗鼪]有管理上的缺點(diǎn)，例如低適用保證和低產(chǎn)量的臭氧。直到第二次世界大戰(zhàn)之后，臭氧產(chǎn)量才達(dá)到先前的水平。1940年，全世界使用的臭氧裝置數(shù)量?jī)H增加到119個(gè)。1977年，這一數(shù)字增加到1043個(gè)臭氧裝置。超過(guò)一半的裝置位于法國(guó)。1985年左右，應(yīng)用臭氧裝置的數(shù)量估計(jì)> 2000。

 

今天，氯仍然優(yōu)于臭氧用于水消毒。然而，在過(guò)去的幾十年里，臭氧應(yīng)用的應(yīng)用確實(shí)開始再次增加。這是由于1973年發(fā)現(xiàn)三鹵甲烷（THM）作為氯消毒的有害消毒副產(chǎn)物而引起的。因此，科學(xué)家開始尋找替代消毒劑。     

另一個(gè)問題是地表水中令人不安，難以除去的有機(jī)微污染物的增加。這些化合物似乎比氯和氯化合物更快地被臭氧氧化。

此外，臭氧甚至使那些對(duì)消毒劑產(chǎn)生抗性的微生物失活，例如隱孢子蟲。

很后，在解決臭氧管理方面的缺點(diǎn)方面取得了進(jìn)展。