水處理藥劑臭氧作為一種消毒劑，于1886年首先在法國用于水處理。以后經過不斷的研究試驗，于1906年在法國民斯市建成了第一座用臭氧消毒的自來水廠，在20世紀30年代我國福建廈門水廠也用過德國制造的管式臭氧發生器進行自來水的消毒。目前全世界在運轉的臭氧化自來水廠已經超過1000多家，其中規模較大的水廠有加拿大蒙特利爾市水廠230 X 10^4 m³/d，莫斯科水廠120X 10^4m³ /d，法國瓦茲勒瓦水廠80X10^4 m3/d，納伊市水廠60 X 10^4 m3 /d，德國奧利水廠50x 10^4m3/d。
國內給水廠使用臭氧的有北京田村山水廠、燕山石化給水廠、南京煉油廠給水車間以及上海周家渡水廠等單位。
臭氧既是氧化劑又是消毒劑的這一特性，可利用來除去水中色、臭、味，除去水中的鐵鹽和錳鹽，使低價鐵錳轉變成氫氧化物，然后通過沉淀方法除去。若臭氧單獨使用，可作為原水預臭氧化處理，以改善水的澄清效果，起到除去部分有機物的作用，臭氧還可作為飲用水消毒劑，殺滅病毒和病菌。
臭氧在工業水處理，城市水處理中的應用優選工藝已經成為研究的熱點，臭氧生物活性炭為其中之一。臭氧生物活性炭是臭氧與活性炭的聯合使用。采用臭氧生物活性炭工藝是在自來水廠常規工藝流程的基礎上，用預臭氧化代替預氯化，然后在快濾池后面設置生物活性炭池，也有將臭氧加在生物活性炭池前的，也有兩處都加的，采用這些水處理技術，能充分發揮臭氧直接氧化較大分子的有機物，使原來不可生物降解的有機物轉化成容易降解的有機物，如臭氧可將腐殖質氧化成醋酸、草酸、甲酸、對苯二酸、二氧化碳和酚類化合物。這些氧化物可生化性極好，并可把溶解性Fe2+、Mn2+氧化成不可溶的高價態，使其在沉淀或砂濾階段除去，并促進了絮凝作用，改善了預處理效果。由于臭氧氧化，從而提高了水中溶解氧含量，滿足了后繼生物活性炭濾池生物的需氧量，經臭氧氧化之后，水中溶解氧常呈飽和狀態或接近飽和狀態，因而有利于后續生物活性炭生物生長繁殖的要求。其次該工藝又充分利用活性炭巨大的比表面積和優越的吸附性能，加上足夠的溶解氧，水中可生化性溶解性有機物截留在活性炭表面，給微生物的生長創造了良好的條件，從而使活性炭池附著的好氧微生物大量生長繁衍，活性炭池變成了生物活性炭池，擔負著水中有機物生物氧化降解作用和氨氮硝化作用。總之該工藝能發揮生物氧化降解水中有機物，活性炭吸附水中有機物、臭氧化學氧化水中有機物，達到協同作用、降低處理后水中有害有毒有機物的目的。
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