臭氧设备行业主要技术及行业进入壁垒
1、臭氧设备行业发生器核心技术
①臭氧发生单元设计技术
臭氧发生单元基于介质阻挡放电原理，是用于产生臭氧的基本物理单元，是构成臭氧发生室的基础。臭氧发生单元设计技术是通过对高压放电等离子体物理参数的研究和试验，研发具有优良介电常数和导热性能的介质材料，设计、加工精密的电极结构构成微小、均匀的放电间隙，以及研究与设计外部高压电场参数等的关键技术。国内外主流臭氧设备制造商的臭氧发生单元均有技术专利，WEDECO的玻璃介质放电技术，Ozonia的AT（AdvantageTechnology）非玻璃介电体技术和近年新推出的IGS（IntelligentGapSystem）技术，日本富士电机系统株式会社、三菱电机的玻璃介质放电技术。
②臭氧专用电源及电源控制技术
臭氧的产生需要电力电源为其提供高电压和能量来源，对于电源而言，臭氧发生单元属于特殊的非线性容性负载，为了获得更高的臭氧浓度及产量，更低的电能消耗，需要对电源拓扑结构、负载谐振电路参数、电源控制方式以及工作点进行研究和设计，使臭氧发生器工作在最为合适的工作点，这是臭氧电源技术的关键，国际知名臭氧设备制造商都拥有与自己的臭氧发生单元相匹配的臭氧电源技术。
③臭氧发生器运行控制技术
臭氧发生器产生臭氧的浓度、电耗、产量与气源质量，气体的温度、压力、流量以及电源工作点都有着直接的关系，高效的臭氧发生器需要对设备运行过程中关键的物理量进行实时的采集、计算，并通过合理的控制方法，使臭氧发生器工作在最佳运行状态。臭氧发生器的运行控制技术需臭氧发生器生产企业对其控制参数和算法进行长期的摸索，以及数据和经验积累。
（3）臭氧系统集成技术
臭氧发生器是臭氧系统的一部分，要实现完整的工业应用，还需要臭氧投加装置、臭氧尾气破坏装置、气源装置等相关辅助设备，并由系统控制单元按照详细的工艺要求和控制流程，对各个辅助设备进行协调控制，统一调度，保证整个生产流程的准确性、稳定性和可靠性。成熟的系统集成技术需要对不同行业的应用特点进行的长期的数据和经验累积。
①臭氧投加技术：为了保证臭氧的充分利用，需要针对不同的工程应用特点，对臭氧投加浓度、投加量、投加方式、接触时间等进行研究设计，开发高效的臭氧投加装置，选择适合的投加工艺。
②尾气破坏技术：臭氧属于对人体有害的强氧化性气体，未被吸收的臭氧尾气不能直接排放至大气中，需要根据工程应用条件、尾气浓度及其变化、工作气量及其变化研究开发尾气分解装置和新型高效催化剂，保证臭氧尾气分解效率，降低能耗。
③气源处理技术：臭氧发生器在选用空气或现场制取氧气作为气源时，原料气中含有大量的水分、灰尘、油、碳氢化合物（烃）和氢之类的杂质，对臭氧发生器的安全运行具有较大危害，降低了臭氧产生效率，需要根据气源中杂质的类型和含量设计开发气源处理装置，对气源进行干燥、过滤、吸附处理。
④系统自动化控制技术：根据臭氧应用工艺流程，构建以臭氧发生器为核心，辅以其它外围设备的完整的臭氧系统，并设计自动化控制与检测系统，对供气流量、臭氧浓度、投加功率等进行检测和调节，实现故障诊断、报警、自动恢复，对整个系统进行协调控制，保证系统运行的准确性、可靠性。
2、臭氧设备行业技术指标
臭氧产量、浓度与电耗是衡量臭氧设备性能的三项主要指标如下：臭氧产量是指臭氧发生器单位时间产生的臭氧量，臭氧产量=臭氧浓度×工作气量。臭氧浓度、工作气量都需要换算到标准状态下。目前国际上臭氧发生器最大的单机产品规格已达175kg/h。
臭氧浓度是指臭氧发生器出气中的臭氧含量（采用标准状态下的质量÷体积的浓度，即mg/L或g/m3；或质量的浓度，即wt%）。臭氧浓度通过用碘量法或紫外吸收法测定。目前经济运行的臭氧浓度一般为：氧气源7-12wt%（相当于102-179mg/L），空气源2.3-3.5wt%（相当于25-45mg/L）。
臭氧电耗是指产生1kg臭氧消耗的电能，臭氧电耗=有功功率÷臭氧产量。目前经济电耗一般为：氧气源7-11kW•h/kg，空气源13-18kW•h/kg。臭氧产量和浓度关系到臭氧在工业应用中的效果，电耗则关系到臭氧设备的运行成本，在相同条件下，产量越大、浓度越高、电耗越低的臭氧设备技术越先进。因此，这三项指标代表着臭氧设备的性能，也标志着从事臭氧设备制造技术实力。另外，冷却水温度对臭氧设备性能指标的影响较大。同样的臭氧设备在较低的冷却水温度下，可以获得更高的性能指标，因此国内臭氧设备经济电耗一般指冷却水温度在25℃左右的情况。
随着臭氧设备制造技术的进步和新材料、新工艺的应用，臭氧发生器在产量、浓度与电耗三项技术指标上将会有较大程度的提高。臭氧的制取技术获得突破将推动臭氧技术指标的提升和运行费用的降低，进一步提高臭氧应用的市场竞争力，应用领域也将更加广阔。
3、臭氧设备行业技术特点
（1）臭氧技术是涉及多学科的综合性技术
臭氧技术是涉及到近代物理、材料、电力电子、精密机械、自动化控制、电子信息、应用化学等多学科的综合性技术，其专业技术主要包括：
①介质阻挡放电技术，包括高压放电物理参数的设计、介质材料与结构、电极材料与结构、放电管的机械强度、结构精度、耐压性能和散热性能以及与上述相关的加工工艺等。
②臭氧电源及其控制技术，包含主电源拓扑结构设计，负载谐振电路设计，电源控制设计，使臭氧发生器工作在最为合适的工作点，保证设备运行的稳定性和经济性。
③臭氧运行控制技术，主要指臭氧发生器的自动化控制技术，根据臭氧发生理论，设计合理的臭氧发生器控制系统和自动控制算法，对温度、压力、流量、浓度和电源工作点等关键物理参数进行采集和控制，使臭氧发生器工作在最佳状态。
④臭氧系统集成技术，主要包含臭氧投加装置、臭氧尾气破坏装置、气源装置等相关辅助设备及系统集成工艺的设计，使各环节设备技术参数达到最佳匹配，保证整个生产过程的准确性、稳定性和可靠性。因此，臭氧技术的研发既需要长时间、大量实验数据的支持，更需要各学科研究人员共同合作开发。
（2）臭氧系统设备需根据用户需求定制
臭氧设备应用领域广泛，不同行业用户对系统配置、运行控制等方面有不同要求，需要根据项目实际情况结合客户的安装要求、运行环境、工况条件等因素对臭氧系统集成进行专门设计。因此，臭氧系统集成具有很强的专业性和针对性，需要臭氧设备供货商具有强大的综合技术实力，才能确保整套臭氧系统的高效稳定运行。
4、臭氧的应用技术及其特点
臭氧的应用技术是在工业中利用臭氧的强氧化性，通过对臭氧的单独使用或与其它方法联合使用，达到降解有机物、脱色、除臭、杀菌等特定目的。臭氧在市政给水、中水回用、市政污水、工业废水、烟气脱硝、精细化工、泳池消毒、空间消毒、饮料食品等行业应用广泛，与流体力学、分析化学、消毒学、有机化学、无机化学等学科密切相关，应根据不同领域的应用特点及臭氧发挥的主要作用，进行专业设计。
在不同的应用领域，臭氧的功能与技术应用方式不同，与其他技术既有互相替代的竞争关系，又有互补的合作关系。例如在饮用水深度处理、废水处理和精细化工等领域中对传统氧化剂的替代；臭氧技术在很多情况下是和其他技术联合运用，在水处理工艺中的组合形式就有：臭氧－活性污泥、臭氧－活性炭吸附、臭氧－絮凝－膜处理、臭氧－气浮、臭氧－膜处理等；臭氧技术更有自身独特的功能，比如在水处理中的脱色、除臭功能，随着水质的恶化和水标准的提高，在很多水处理项目中都必须采用臭氧技术才能达到处理效果。
5、国际臭氧技术的发展趋势
（1）臭氧发生器单机产量及应用规模不断提高。3×175kg/h的大型臭氧发生器在巴西VCP造纸厂纸浆漂白中已得到实际应用。在国内，5×120kg/h的大型臭氧发生器2012年在石家庄桥东污水厂投入运行。5×80kg/h的大型臭氧发生器2012年在上海石化投入运行，用于烟气脱硝。4套120kg/h大型臭氧发生器已应用于绍兴柯桥滨海印染产业集聚区污水深度处理工程。
（2）臭氧发生器技术指标不断提升。臭氧应用正常运行浓度已经有达到14wt%（约合210mg/L），实验室数据可以达到300mg/L。同时由于新介质结构研发以及合理的电源特性匹配，使得相同臭氧浓度和产量下的电耗越来越低。
（3）臭氧发生器的集成配套要求越来越完善。从早期要求单一产品臭氧发生器供货，发展到现在的全套臭氧系统设备供货，包括不同臭氧应用行业的臭氧投加系统、尾气分解系统、自控系统等在内的全套臭氧系统设备，提供臭氧系统解决方案。
（4）应用领域不断拓展。近年来，随着臭氧应用技术的不断进步，臭氧在烟气脱硝、废旧轮胎处理、臭氧冰保鲜等新兴领域的应用取得较大进展，并取得了较好的应用效果。
6、臭氧设备行业主要壁垒
（1）技术壁垒
臭氧的生产技术和应用技术需要多年的实验数据和实践经验积累，臭氧技术的研发既需要长时间、大量实验数据的支持，更需要各学科研究人员共同合作开发。臭氧设备的研制需要多学科的技术综合运用，涉及的技术包括高压放电等离子体物理参数的研究与控制，介质材料研究与放电单元的结构设计、非线性负载谐振电力电源及其控制系统的研究、臭氧运行控制技术、臭氧系统集成技术等的设计研究，涉及到近代物理、材料、电力电子、精密机械、自动化控制、电子信息、应用化学等多学科；臭氧系统的实际应用更涉及多种技术，比如水处理行业，包括市政给水、市政中水、市政排水以及工业废水处理等，整个系统设计需要针对不同水质进行投加臭氧实验、技术方案设计、臭氧设备参数设定、工艺流程安排、臭氧系统设备的安装、设备调试、臭氧设备检测等众多环节。现在工业应用中对臭氧设备的技术参数要求越来越高，应用技术要求也越来越复杂，臭氧技术是臭氧行业最主要的门槛。因此，对于新进入臭氧行业的企业，臭氧技术门槛高，涉及技术种类繁多，掌握行业技术所需周期长，具有较高的技术壁垒。
（2）品牌和既往成熟业绩壁垒
大型臭氧设备是专业化设备，单套价值较高，使用寿命一般在10年以上，因此客户在选择供应商时，重点考虑设备厂商的品牌和行业口碑，知名品牌意味着客户的认可，其设备在性能、质量及服务等方面具有更高的可靠性。大型臭氧设备在与人民生活质量密切相关的市政自来水厂和市政污水厂，以及涉及环保强制标准要求的废水和废气排放企业应用较多，客户对臭氧系统运行的稳定性、可靠性具有非常高的要求。大型臭氧设备各细分行业客户都极为重视臭氧系统供应商的既往工程业绩和实际应用效果等情况，这也是臭氧系统供应商开发新客户重要的先决条件。大型臭氧设备的采购一般都采用招投标形式，客户会明确限定供应商具有同类及同规模臭氧设备应用成功案例。因此，品牌和既往成功业绩是臭氧企业能否参与重要项目市场竞争的基本条件，成为新进入此行业的企业在短期内无法逾越的门槛。
（3）臭氧技术人才壁垒
臭氧技术是专业性非常强的综合学科技术，需要掌握相关技术的各学科专业人才，臭氧设备的研究开发、设备制造、系统方案设计、安装与调试、销售与客服更需要大量具有成熟经验的臭氧技术人才。臭氧设备制造业属于国民经济中的细分行业，我国大型臭氧设备制造企业起步较晚，国内个别高校也仅对臭氧产生机理和应用效果进行研究，没有涉及臭氧设备核心制造技术、系统集成技术及工程应用技术。目前国内臭氧企业普遍规模较小、研发投入不足，小型臭氧设备的制造技术相互模仿严重，缺乏高性能、大型臭氧设备的研发、制造和应用等方面的经验，掌握臭氧核心技术的企业和人才不多，难以通过人才引进的方式解决。因此，臭氧企业从事大型设备制造并进入高端市场领域，需长期进行机理研究、设备开发和工程实践等经验的积累，需自身长期培养专业技术人才并形成技术团队。臭氧技术人才缺乏成为进入大型臭氧设备制造领域的壁垒。
（4）生产能力壁垒
生产能力壁垒体现在臭氧设备生产的质量要求、臭氧设备生产的规模化效应和臭氧设备的定制化生产能力。2010年实施的《水处理用臭氧发生器CJ/T322-2010》标准对臭氧设备的技术参数、稳定运行和安全使用提出了更高要求，是臭氧设备生产企业准入基本标准。大型臭氧设备的生产既需要较大的固定资产投资和流动资金投入，又需要通过长期的生产制造经验积累，以保证产品质量、供货周期并降低生产成本。大型臭氧系统设备需要根据用户不同的需求量身定制，同时国内的石油、化工、电力等行业所遵循的行业内标准与规范各不相同，不同国家和地区所遵循的标准以及电力条件、工况条件也有较大差别，需要有针对性的系统设计、生产组装和出厂检测，每个环节都有专业化的技术分工，对企业的生产技术能力、生产及时性、生产协调能力等方面都有很高的要求。另外，重要客户在做出采购决策前，会实地考察企业生产规模、加工设备、检测设备、质量管理等方面的生产能力。因此，对于一个新进入臭氧行业的企业，生产能力是其面临的一个重要壁垒。