设计时，应根据臭氧分子在水中的扩散速度和与污染物的反应速度来选择接触反应设备的型式。臭氧加入水中后，水为吸收剂，臭氧为吸收质，在气液两相间进行传质，同时臭氧与水中的杂质进行氧化反应，因此属于化学吸收，它不仅和相间的传质速率有关，还和化学反应速度有关。臭氧与水中杂质的化学反应有快有慢。水中的杂质，如酚、氰、亲水性染料、细菌、铁、锰、硫化氢、亚硝酸盐等与臭氧的化学反应很快，这时吸收速率受传质速率控制；水中杂质，如COD、BOD、饱和脂肪族化合物、合成表面活性剂（ABS），氨氮等与臭氧的反应很慢，则其吸收速率受化学反应速率控制，因此，应根据臭氧处理的对象，选用不同的接触反应设备。
臭氧接触反应设备，根据臭氧化空气与水的接触方式可分为气泡式、水膜式和水滴式3类。
1.气泡式臭氧接触反应器
气泡式反应器，是一种用于受化学反应控制的气—液接触反应设备，是我国目前水处理中应用最多的一种。实践表明，气泡越小，气—液的接触面积越大，但对液体的搅动越小。因此，应通过试验确定最佳的气泡尺寸。
根据在气泡式反应器内安装的产生气泡装置的不同，气泡式反应器可分为多孔扩散式、机械表面曝气式及塔板式3种。
（1）多孔扩散式反应器。
臭氧化空气通过设在反应器底部的多孔扩散装置分散成微小气泡后进入水中。多孔扩散装置有穿孔管、穿孔板和微孔滤板等。根据气和水的流动方向不同又可分为同向流和异向流两种。
同向流反应器如图3-9所示，是最早应用的一种反应器。其缺点是底部臭氧浓度大，原水杂质的浓度也大，大部分臭氧被易于氧化的杂质消耗掉，而上部臭氧浓度小，此处的杂质较难氧化，低浓度的臭氧往往对它无能为力。因此，臭氧利用率较低，一般为75%。当臭氧用于消毒时，宜采用同向流反应器，这样可使大量臭氧早与细菌接触，以免大部分臭氧氧化其他杂质而影响消毒效果。
图3-9 同向流反应器
图3-10为异向流反应器，使低浓度的臭氧与杂质浓度大的水相接触，臭氧的利用率可达80%。目前我国多采用这种反应器。
图3-10 异向流反应器
上述两种反应器，均可设多隔串联，以提高臭氧的利用率。
图3-11为承压式异向流反应器。反应器增设了降流和升流管，反应器底部压力增大，可提高臭氧在水中的溶解度，从而提高臭氧的利用率。反应器第一隔设布气管，第二隔不设布气管，利用从第一隔出水中的臭氧进行反应。和水充分接触后的剩余溶解臭氧聚集在两隔互相连通空间的水面上，达到一定压力后引到降流管中，对原水进行预处理，进一步提高臭氧的利用率。降流管的有效水深为10～12m，流速应小于150mm/s。各隔有效水深为2m，流速为13mm/s，接触时间为2.5min，臭氧的利用率可达90%以上。
图3-11 承压式异向流臭氧接触器
（2）表面曝气式反应器。
在反应器内安装曝气叶轮，如图3-12所示。臭氧化空气沿液面流动，高速旋转的叶轮，在其周围形成水跃，使水剧烈搅动，卷入臭氧化空气，气液界面不断更新，使臭氧溶于水中。这种反应器适用于臭氧投量低的场合。此法缺点为能耗大。
图3-12 表面曝气式反应器
（3）塔板式反应器。
塔板式反应器有筛板塔和泡罩塔，如图3-13所示。塔内设多层塔板，每层塔板上设溢流堰和降液管，水在塔板上翻过溢流堰，经降液管流到下层塔板。在塔板上开许多筛孔的称筛板塔。上升的气流通过筛孔，被分散成细小的股流，在板上的水层中形成的气泡与水接触后逸出液面，然后再与上层液体接触。板上的溢流堰使板上的水层维持一定深度，将降流管出口淹没在液层中形成水封，防止气流沿降流管上升。运行时应维持一定的气流压力，以阻止废水经筛板下漏。泡罩塔内装有多层水平板。板上有若干个供气通过的升气管，其上各覆盖底缘有齿缝和小槽的泡罩。工作时，气流经升气管进入泡罩，然后通过泡罩上的缝或孔，分散成细小的气泡进入液层。运行时应控制气流压力，使泡罩形成水封，防止气流从泡罩下沿逸出。泡罩塔不易发生液漏现象，气液负荷变化大时，也能保持稳定的吸收效率，但构造复杂、造价高。
图3-13 筛板塔和泡罩塔
（a）板式吸收塔；（b）筛板；（c）泡罩
2.水膜式臭氧接触反应器
填料塔是一种常用的水膜式反应器，如图3-14所示。塔内装拉西环或鞍状填料。废水经配水装置分布到填料上，形成水膜沿填料表面向下流动，上升气流从填料间通过和废水逆向接触。这种反应器主要用于受传质控制的反应。填料塔不论处理规模大小以及反应快慢都能适应，但废水悬浮物高时易堵塞。
图3-14 填料塔
3.水滴式臭氧接触反应器
喷雾塔是水滴式反应器的一种，如图3-15所示。废水由喷雾头分散成细小水珠，水珠在下落过程中，同上升的臭氧化空气接触，在塔底聚集流出，尾气从塔顶排出。这种设备简单，造价低，但对臭氧的吸收能力也低，另外喷头易堵塞，预处理要求高，适用于受传质速率控制的反应。
图3-15 喷雾塔
除上述反应器外，还有机械搅拌式、喷射式等多种，请参考有关资料，不再介绍。
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