臭氧發生器通過紫外線照射、電解、放射化學和介質阻擋放電產生臭氧。紫外線照射法是利用紫外線照射干燥的氧氣,使一些氧分子被活化并分解成氧原子,形成臭氧。在氧氣的紫外線照射過程中,既有將氧氣轉化為臭氧的光波,也有分解臭氧的光波。因此,臭氧的輸出將取決于臭氧產生波長與臭氧分解波長之比。
紫外線輻射產生臭氧的缺點是能耗高、臭氧濃度低。因此,利用紫外線照射大量生產臭氧是不現實的。然而,該方法具有良好的重復性,對溫度不敏感,并且易于通過燈功率的線性控制來改變臭氧的輸出。因此,對于少量低濃度要求的試驗等仍然適用。
電解法利用直流電源對含氧電解液進行電解,產生臭氧。在20世紀80年代之前,電解液主要是充滿酸和鹽電解液的水。電解面積較小,臭氧產量低,運行成本高。經過對極板材料、電解液、電解機理和工藝等方面的大量研究,臭氧電解法取得了很大進展。
放射化學法利用放射源核輻射使氧分子離解產生臭氧。有兩種工業臭氧生產工藝。一種是氧與裂變產物接觸,通過輻射、氧與裂變產物和二次輻射的熱碰撞產生臭氧。另一種是在輻射下產生臭氧。由于使用放射源,該方法成本高,性能差。它只適用于某些情況,不適用于臭氧發生器廠家批量生產。
介質阻擋放電法,又稱無聲放電法(簡稱DBD法),通過交變高壓電場在氣體中產生電暈。電暈中的自由電子離解氧分子,通過碰撞聚合成臭氧分子。介質阻擋放電法能耗相對較低,單機臭氧輸出量大,可用干燥空氣、氧氣或高氧濃度富氧氣體作為氣源。因此,該方法在工業上主要用于臭氧的合成。
根據文獻,干燥空氣或氧氣通過兩個高壓電之間的氣隙。在外部交流高壓的作用下,氣體中發生電暈放電,氣體被電離,氣隙中的氧原子急劇增加,與氧分子結合生成臭氧。