臭氧可以有效去除水产养殖系统中固体杂质、脱色除臭、氧化氨氮、降解有机物、杀菌消毒。应用臭氧处理养殖水体，可保持工厂化水产养殖系统进行清洁、安全的生产。臭氧在水中达到0.1—0.2mg/L浓度时，能够获得消毒杀菌和改善水质的良好效果。同时，水体中臭氧浓度过高会对养殖鱼类产生毒害作用，鱼类养殖水体的安全浓度约为0.008～0.06 mg/L。目前的臭氧浓度控制方法达不到精准控制的要求，限制了臭氧在工厂化水产养殖中的应用。　　增氧锥（Speece Cone）是一种广泛应用于工厂化水产养殖的高效水气混合溶解设备，由于其需要通过大量试验来确定设计参数，过程复杂、工作量大、技术参数配套设计不准确、性能不稳定。为了改善其设计方法，本研究在利用增氧锥（Speece Cone）进行臭氧的溶解设备设计中，利用GAMBIT软件建立臭氧和水体气泡流体相应的物理模型，通过计算流体力学（CFD）软件FLUENT对Speece Cone内部流场进行数值模拟仿真，分析比较了臭氧传质效率分布云图和气相臭氧分布云图，明确了尺寸变化对锥体内部气泡流场的影响，为优化Speece Cones的设计奠定了基础。并将通过数值模拟仿真优选出来的三个消毒锥进行臭氧浓度溶解试验，得出实际检测的曲线图，试验结果表明仿真设计的结果是可靠的。利用数值模拟仿真用于臭氧溶解锥Speece Cone的优化设计可以简化设计过程、提高设计效率、获得理想的设计效果。　　臭氧混合设备Speece Cone中臭氧浓度的控制也是研制的难点，要针对不同的应用目的来控制其浓度的范围，使其既起到净化水质的效果，又确保残余臭氧对养殖鱼类无害。同时，臭氧浓度的控制过程具有大滞后、非线性、多干扰、多变量等特点。由于目前的臭氧浓度控制方法达不到精准控制的要求，限制了臭氧在工厂化水产养殖中的应用。本文建立了臭氧浓度的动态系统数学模型，并在此基础上利用MATLAB/SIMULINK仿真工具建立了常规PID控制、模糊-PID控制两种控制方法的控制模型，对两种方法进行了仿真和对比。仿真结果显示，模糊-PID控制在响应快速性和稳定性方面的综合控制效果优于常规PID控制，可以很好地达到臭氧浓度的控制要求。本研究利用PLC实现PID臭氧浓度控制的方法，结合生产实际，采用PLC的PID指令实现消毒时臭氧浓度的PID控制，获得超调量精度为2.5％，能够精准控制的良好效果。经过试验验证得出的控制曲线与仿真曲线的控制效果基本一致，处理过程臭氧反应器中的臭氧浓度能够持续保持在0.18mg/L，鱼池臭氧残留在0.008mg/L以下，达到了浓度控制的要求。试验表明控制系统设计合理、有效。基于PLC的PID控制系统设计为臭氧在工厂化水产养殖水处理中的广泛应用提供了技术支持，具有良好应用前景。