臭氧技术应用领域众多，水处理行业最为广泛
臭氧发生器是用于制取臭氧气体（O3）的装置。臭氧易于分解无法储存，需现场制取现场使用（特殊的情况下可进行短时间的储存），所以凡是能用到臭氧的场所均需使用臭氧发生器。臭氧发生器在饮用水，污水，工业氧化，食品加工和保鲜，医药合成，空间灭菌等领域广泛应用。臭氧发生器是氧气通过介质阻挡放电产生臭氧所必需的装置，是臭氧系统最核心的装置，与气源装置、接触反应装置、尾气处理装置、检测控制仪表等共同组成一套完善的臭氧系统。通常按照每小时产生的臭氧量，臭氧发生器分为：小型（5g/h-100g/h）、中型（>100g/h-1000g/h）、大型（>1kg/h）。
臭氧发生器分类
| 分类 | 具体产品 |
| 按每小时产生臭氧量 | 分为小型（5g/h-100g/h）、中型（>100g/h-1000g/h）、大型（>1kg/h） |
| 按臭氧发生单元的机构形式 | 分为管式和板式。目前工业应用普遍采用管式臭氧发生器 |
| 按介质阻挡放电的频率 | 分为工频（50Hz、60Hz）、中频（100Hz-1000Hz）、高频（＞1000Hz）。工频臭氧发生器放电需要高电压，臭氧出气浓度低、体积大、效率低，目前处于淘汰阶段 |
| 按供气气源 | 分为空气型和氧气型。空气型以干燥洁净的压缩空气为原料；氧气型以工业氧气或现场制氧为原料 |
| 按冷却方式 | 分为水冷却和空气冷却。用于水处理、烟气处理等领域的大型发生器多为水冷却；用于空气消毒、果蔬保鲜等领域的小型发生器多为空气冷却 |
资料来源：观研天下数据中心整理
水处理为臭氧发生器主要应用市场。2019年，臭氧发生器在水处理领域（包括饮用水、市政污水、工业废水、泳池用水等处理）应用市场占比约为56%，烟气处理应用市场占比约为9%。
资料来源：观研天下数据中心整理
1、饮用水处理
根据观研报告网发布的《中国臭氧发生器行业现状深度研究与发展前景预测报告（2023-2030年）》显示，臭氧-生物活性炭工艺是目前饮用水深度处理最为成熟的工艺，在世界发达国家已得到广泛运用。该工艺集活性炭物理吸附、臭氧化学氧化、生物降解及臭氧灭菌消毒等功效为一体，处理微污染水中的有机物、氨氮、色度、浊度、嗅味等。目前我国饮用水深度处理工艺主要有臭氧-生物活性炭与粉末碳+超滤膜（膜技术）两种。膜技术在饮用水深度处理领域目前尚处于起步阶段，对于进水水质要求较高，处理流程较为复杂，且运行成本较高。
臭氧在饮用水处理工艺中的应用示意图
资料来源：公开资料
相同水质下，臭氧和膜技术对比
| 技术 | 臭氧-生物活性炭 | 粉末碳+超滤膜 |
| 出水质量 | ·可达标·可去除小分子有机物·减少AOC（生物可同化有机碳），有利管网水的生物稳定性 | ·可达标·出水浊度小于0.1NTU·小分子有机物去除较少·细菌病毒大量减少，有效去除两虫 |
| 基建造价（元/m³/d） | 300左右 | 300-330 |
| 运转费用（元/m³） | 臭氧0.051（3mg/L投放量，液氧1000元/吨，电耗10kwh/kgO3）活性炭0.042（碳价1.1万元/吨吗，每年补碳10%，用4年）合计0.093 | 粉末碳0.0055（1mg/L，5500元/吨）膜折旧0.044（膜价80元/m³/d，用5年）电耗0.07（0.1kwh/m³）合计0.1195 |
| 优缺点 | ·水中溴离子高时，溴酸盐易超标·微生物泄漏·冬天生物炭去除污染物效果差 | ·膜丝易折断·膜污染需要有效清洗·冬季膜通量减少·节省占地面积 |
资料来源：观研天下数据中心整理
2、废水处理
污水排放量逐年增长，污水处理厂数量稳定增长。据住建部公布数据显示，2015-2021年，我国城市污水排放总量持续提升，2021年城市污水排放量达到625.08亿立方米，同比增长9.4%。随着城市和县城污水处理率逐渐接近100%，污水处理量将与排放量同步提升，新建污水处理厂数量将保持稳定增长。据预测，2022年我国城市和县域污水处理厂数量达到4706座。
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2、烟气处理
脱硝技术一般是指对燃烧排放的尾气进行脱硝处理（即后端脱硝），主要技术有选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）和氧化脱硝法。臭氧可作为氧化剂在氧化脱硝过程中使用。臭氧氧化脱硝技术能够满足新的烟气排放标准《火电厂大气污染物排放标准》，此外大型臭氧设备的国产化也降低工厂的资本开支。臭氧氧化脱硝技术优势明显，已在国内多个热电厂应用。
臭氧在烟气处理领域的应用示意图
资料来源：公开资料
后端脱硝技术对比
| 控制方式 | 脱销原理 | 优缺点 | 应用特点 |
| SCR | 通过选择合适的催化剂将反应温度降到290-430°C，还原剂（氨、尿素等）有选择性的与烟气中的NOX反应以达到脱硝效果 | 优点：脱除效率达90%，技术成熟，容易操作缺点：建设投资大；催化剂多为进口，价格昂贵；脱硝运行成本高 | 技术成熟、应用最广泛 |
| NSCR | 烟气温度在870-1200°C时，将氨、尿素等还原剂喷入延期中 | 优点：设备占地面积小、投资少缺点：大型锅炉脱除率仅有30%-50%；液氨存储存在安全问题 | 常用于小型锅炉和工业炉窑上的脱硝、常配合其他脱硝技术共同使用 |
| 低温氧化脱硝技术 | 用强氧化剂将不可溶的低价态氮氧化物氧化成可溶的高价泰氮氧化物，再利用碱化吸收洗涤工艺 | 优点：无须还原剂、脱除率超90%；可配合湿法同时脱硝缺点：实践应用案例较少大型火电厂有运行成本优势；石油石化行业运行稳定、良好仅供内部参考，请勿外传 | 大型火电厂有运行成本优势；石油石化行业运行稳定、良好 |
资料来源：观研天下数据中心整理
双碳政策推动烟气脱硝行业发展。《“十四五”工业绿色发展规划》要求，深入推进钢铁行业超低排放改造，稳步实施水泥、焦化、玻璃等行业超低排放改造；“十四五”期间，中国烟气治理行业市场容量接近5000亿元，主要集中在新建火电、异地搬迁烟气治理及尚未完成的超低排放。火电装机、投资规模稳定增长，带动烟气处理发展。“十四五”火电总投资共约4000亿元；2022年电力规划设计总院发布《未来三年电力供需形势分析》，保障未来三年1.4亿千瓦煤电按期投产。
资料来源：观研天下数据中心整理
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臭氧发生器市场规模超50亿元，行业竞争格局较为集中
随着水污染、大气污染成为影响人民生活的重要问题，国家对环境保护的日益重视以及国家环保政策执行力度的加大，市场对臭氧设备的需求增长迅速，2022年中国臭氧发生器市场规模约52.80亿元。
资料来源：观研天下数据中心整理
在我国臭氧发生器市场中，中小型产品较多，市场份额合计共约74.27%，相关设备企业竞争激烈。主要系中小型臭氧发生器多数应用于空间消毒、小流量水处理和化工氧化等领域，技术要求不高，行业进入门槛较低，且新进入的企业一般从低端的中小型产品做起，参与竞争企业较多，而竞争手段趋向于以价格竞争为主。
资料来源：观研天下数据中心整理
大型臭氧发生器技术门槛高，核心竞争者有限。大型臭氧发生器对臭氧产生效率、设备稳定性、功耗等要求更高，存在较高技术壁垒，目前国内掌握核心臭氧技术的企业不多，仅有十几家。同时客户在高端应用领域的臭氧设备采购中，对供应商设定了很高的技术条件、规模要求和既往工程业绩的要求，进入门槛较高。
国产臭氧发生器行业竞争梯队
资料来源：观研天下数据中心整理（qmm）
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