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臭氧消毒器，顾名思义就是一种利用臭氧来进行空气或物体表面消毒的设备。正确使用臭氧后，与其他常规处理方法相比，臭氧具有许多重要优势。臭氧可以是一种快速的消毒剂，并且可以有效地去除微粒（通过絮凝），金属，颜色和味道。由于它是非常不稳定的气体，因此无法存储臭氧。因此，必须在需要时在使用时生成它。可以在低浓度水平检测到它具有“新鲜”气味。在高浓度下，它变得刺痛且非常不愉快。
通常会以两个原子键（O2）的形式稳定地产生臭氧。在臭氧形式中，它具有三个原子或三原子形式。这种不稳定的结合是通过使氧气通过高压电晕放电（CD）或使氧气经受特定波长的紫外线辐射而形成的。大多数商用臭氧发生器使用高压电晕放电过程，因为它会在产生的气流中按重量计产生更高浓度的臭氧。然而，在小型水处理厂中，无论购买还是维护，基于紫外线的臭氧系统都相当便宜。
臭氧常见的用途是在水抛光和/或消毒中。由于臭氧具有很高的反应活性，因此任何现有水平的悬浮固体，溶解的有机物，金属和其他物质都会影响反应速度和可用于消毒的残留臭氧水平。如果水经过某种形式的过滤（例如RO，超滤或其他过滤）是干净的，则需要相对短的接触时间才能实现有意义的消毒。在相对“肮脏”的水中，对臭氧的需求通常很高。维持可测量的臭氧残留水平通常也很困难。
当悬浮的固体絮凝并沉淀时，臭氧可以清除一些浑浊的水。然而，具有高浓度的相似带电粒子的水会互相排斥并且不会絮凝，它们往往会保持浑浊。如果带正电的颗粒占主导地位，臭氧将导致某些胶体颗粒的表面电荷变为负电荷。带相反电荷的粒子相互吸引，形成更大的粒子（絮凝），这些粒子沉降出来，从而降低了浊度。当悬浮的固体主要是有机物时，应证明臭氧是去除它们的有益方法。这对清除许多藻类非常有效。
臭氧消毒器通过使用臭氧化作用，也可以去除水中的颜色，味道和气味。水中的颜色通常是与水源（如河流）中的单宁有关的美学问题。但是，也可能是源自钻孔的金属。诸如灰水和其他废水中的臭味可以被分解，气味减少或消除。
