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      1. 飲水知識首頁 / 飲水知識

        【技術】臭氧的主要應用領域

        臭氧可以有效對空氣和水進行消毒,因此臭氧的應用領域十分的廣,涉及到所有的領域,以下是展坤劉梅整理的臭氧主要的應用領域。

        一.  食品行業

        (1)冷庫:

        臭氧對冷庫、氣調庫中的果品、雞蛋、魚、肉類食品的貯存起到了防霉保鮮之功效。1995年至1996年間,日本、法國和澳大利亞相繼立法,允許臭氧在食品工業中廣泛使用。而美國在食品加工企業的努力推動下,美國電力研究院(EPRI)于1996年組織了臭氧和食品界的科學技術專家委員會,開始調查并評估臭氧應用于食品工業的歷史背景、現狀與前途。委員會利用1年時間對臭氧應用,包括:殺菌、雞蛋消毒、果蔬貯藏、水產品保鮮、肉類保鮮、家禽加工等37個食品加工業所用的臭氧空氣處理進行了文獻檢索、論證及實驗表明,在1997年提出科學結論,明確了臭氧應用與食品加工業符合GRAS標準——這個結果成為美國食品加工業廣泛使用臭氧的基礎。隨后美國食品與醫藥管理局(FDA)放棄了以往在食品加工生產中使用臭氧的限制政策,承認臭氧應用于食品生產過程符合通用安全標準(GRAS)的要求。之后,專家們還對臭氧化水在食品工業上的應用、氣相臭氧在食品加工中的應用、臭氧處理食品的營養影響及處理食品的安全性和毒性等作了相關的研究,這些研究均表明:臭氧作為食品殺菌劑和消毒劑使用是安全無害的,在適宜的用量和良好的加工條件下使用符合GRAS要求。

        (2)食品生產用水:

        食品生產用水貫穿在產品從原料清洗至最終成形的每一個步驟之中,可以說是實現食品安全生產的最重要保證。資料顯示,我國部分食品生產企業的生產用水,在某種程度上來說,基本上處于沒有質量把關的狀態,也就是說,以不潔凈的水生產出來的食品成品或半成品,很難達到無菌或衛生合格達標的界限。食品生產用水、需要大量的潔凈水,在生產成本中也是一項較大的開支。目前食品生產企業普遍存在兩種狀況:一是使用已被污染的水源;二是加工用水回用或延長使用時間?! 贸粞跫夹g來保證食品生產用水的安全衛生,是從源頭上解決產品質量控制、從根本上杜絕產品質量問題的最好解決方案。也可生產高濃度臭氧水替代藥物對食品進行消毒。

        (3)水產品加工:

        臭氧具有強氧化性,能夠分解水中的有機物質、細菌和微生物。羥基(OH)是強氧化劑、催化劑,可使有機物發生連鎖反應,反應十分迅速。羥基(OH)對各種致病微生物有極強的殺滅作用。單原子氧(O)也具有強氧化能力,對頑強的微生物如病毒、芽孢等有強大的殺傷力。

        (4)水產養殖:

        隨著我國工業化進程的加快,海洋污染日益嚴重,近年來多次發生的赤潮、病毒,使魚、蝦、貝類大量死亡,海洋捕撈產量迅速下降,同時給水產養殖業帶來極大的技術困難和經營風險。在丹麥、美國、日本等水產科技發達的國家研制使用循環水處理技術,取得了明顯的效果和巨大的經濟效益。適于水產育苗、池塘養殖、工廠化養殖、種苗越冬和活海鮮儲運,并已在青島、錦州等地投入使用,使我國水產養殖、育苗業跨上一個新臺階,取得了顯著的經濟效益和社會效益。   應用臭氧可降解水中的有機物、氨氮、亞硝酸鹽等物質,并殺滅水中的致病菌和浮游生物。避免因周邊養殖池的污染、病毒而造成的交叉感染。大大提高魚、蝦、貝類育苗和養殖的成活率。

         二.空氣消毒

        (1)臭氧空氣消毒設備

        最重要的,往往容易被忽略。作為每時每刻與生命相伴的空氣,其重要性卻很少被提及。人們也談及空氣質量問題,但過多的精力被傾注到諸如空氣污染、環境溫度的調節,負離子的添加等方面,而同樣重要的疾病傳染控制卻往往被視為醫療專家的事情,并未得到社會各界的普遍認真對待.今天,對公共場合空氣的消毒滅菌已經成為社會關注的焦點。臭氧具有優異的殺菌、消毒、凈化空氣和水質的能力,臭氧能夠對許多化合物進行氧化,并可用于傳染源和空氣的消毒,是眾多消毒劑中氧化消毒能力最強的一種消毒劑。其另外一個突出特點是分解后形成氧氣,增加被消毒空間氧氣的含量。為清除空氣中、水中的細菌、病毒,提高空氣中的含氧量,人們可以經常打開門窗,使室內通風良好,這可能會提高空氣中氧氣的含量,但要滅殺室內的病毒、細菌和其他有害氣體卻不可能。為了充分消除病毒、細菌對人體的侵害最好使用臭氧滅菌法,臭氧不但能消滅空氣中的細菌和病毒,在水中同樣有效,臭氧的消毒基理在于能夠氧化病毒的細胞體,破壞其細胞核。臭氧技術在1840年被德國科學家Mr.Schoenbein發現,1857年W.von Siemens發明了臭氧發生管,1873年Mr.Fox發現了臭氧的殺菌消毒的作用,到19世紀末期,臭氧被首次用于水廠消毒。20世紀20年代,臭氧被投資更經濟,技術更簡單的氯氣取代,直到20世紀50年代,臭氧又因其廣譜、高效性被發達國家廣泛地使用。

        (2).空氣消毒臭氧在制藥廠GMP認證中的應用

        我國GMP條例對藥品生產(特別是無菌產品)有著極其嚴格的要求。在GMP驗證過程中人們大力推薦臭氧滅菌方法。與各種傳統滅菌方法相比,臭氧滅菌有許多特點,因此,臭氧滅菌在藥品生產中具有廣泛的用途。目前應用比較廣泛的有:對管道容器的滅菌;利用中央空調凈化系統對潔凈區的滅菌;對原輔助材料和工作器具的滅菌;對密閉空間的滅菌;對藥廠生產用水的滅菌處理。

        臭氧消毒滅菌有許多獨特的優點:

        較高的擴散性:臭氧為氣體,擴散性好,無死角,濃度分布均勻。

        殺菌能力強:臭氧殺菌能力與過氧乙酸相當,高于其它消毒劑。

        廣譜性:適合多種致病微生物,對病毒、真菌等多種微生物均有很好的殺滅作用。

        原料易得:臭氧制備是利用去離子水制取。

        環保性:臭氧能快速分解成氧氣和單原子氧,還原成氧分子。被公認為綠色消毒劑。

        三.  水處理

        (1)自來水生產:

        臭氧在水中對細菌、病毒等微生物殺滅率高、速度快,對有機化合物等污染物質去除徹底而又不產生二次污染,因此飲用水殺菌消毒是臭氧應用的最主要部門,自來水行業是臭氧的最大市場?! ÷认驹谧詠硭畯S應用是很普遍的。但臭氧對細菌的殺滅率更高,殺滅速度更快。目前使用臭氧代替氯消毒最主要的因素,也是傳統使用氯消毒的美國、日本等國家都在快速發展采用臭氧處理自來水的主要原因,在于隨著水源受有機化學工業產物污染,氯消毒后會產生氯仿、溴二氯甲烷、四氯化碳等氯化有機物(THM),這些物質具有致癌性,而臭氧處理中氧化作用不產生二次污染化合物。國內的昆明自來水公司、北京田村自來水廠、大慶、勝利、燕山石化等自來水公司,都相繼用臭氧代替氯氣消毒。 

        (2)礦泉水、純凈水、優質飲用水的消毒殺菌:

        用0.1-1.5mg/L臭氧濃度的臭氧水對水生產線管路、容器、瓶、桶進行處理,對細菌、大腸肝菌、酵母菌、黑曲霉菌等具有良好的殺菌效果?! ∥覈垦b水采用臭氧殺菌凈化工藝最為普遍、積極,粗略估算,礦泉水、純水、潔凈水廠一千多家,約60%已采用臭氧殺菌工藝。由于技術監督、防疫部門已形成共識,沒有臭氧設備的瓶裝水廠很難在市場上競爭。隨著瓶裝水市場的發展,國內發展了一大批臭氧設備生產企業。臭氧發生器、投加混合設備品種繁多,質量參差不齊,甚至虛報???,使瓶裝水質量得不到保證。其關鍵在于處理水應達到0.3~0.5mg/L的臭氧溶解度值,這首先要求投加臭氧量應滿足1m3水2g臭氧的條件,同時必須保證水----氣充分接觸并保持一定的時間。根據實踐經驗,臭氧發生濃度高于8%時容易達到溶解度要求。武漢康橋環保設備有限公司的臭氧發生器臭氧發生濃度高達20%。

        (3)污水處理

        污水處理包括城市污水、工業污水與醫療污水的處理,主要目的為殺菌消毒、去除污染物質并脫色、除味以達到排放標準。近幾年由于水資源匾乏,行業主管部門制定了工業、生活污水回用的法規,提高了處理標準?! ∶绹诒臼兰o七十年代初開始利用臭氧處理生活污水,其主要的目的為消毒并降低生物耗氧量(BOD)和化學耗氧量(COD),去除亞硝酸鹽、懸浮固體及脫色,已達到全面生產應用的水平。日本則在缺水地區進行污水臭氧處理后作為非食用水(即中水)循環使用?! 」I污水臭氧用來對電鍍含氰污水氧化、紡織印染污水脫色、精煉污水去酚、烷類物質等。美、日、德、法等國近年都建立了大規模的污水處理廠,我國???、印染行業也有試驗性應用?! I含酚、氰、有機氨、腈、硝基染料、有機磷、有機氯化合物等的廢水處理。用臭氧水處理污水,可使水中酚、甲醛含量降低98%。用臭氧水處理含有氰化物的水溶液時,氰化物濃度可從15mg/L降到0.25mg/L。

        (4)游泳池用水:

        目前我國游泳池的水處理大都采用加氯消毒和加CuSO4 抑藻,常會出現因水中氯的含量過低而使細菌、病毒超標,或者水中氯的含量過高而刺激人的皮膚、眼睛、毛發等,難以達到國際游泳聯合會規定的游泳比賽的水質標準。在國際比賽所用的游泳館或一些高檔的水上樂園,均采用國際最先進的臭氧消毒技術,對循環水進行臭氧消毒凈化處理,以保證游泳池的水質標準。

        (5)冷卻塔用水:

        目前美國冷卻塔協會推薦臭氧處理冷卻循環水技術,可以達到阻垢、除垢、殺菌除藻、防腐蝕與穩定水質的目的,美國臭氧公司已有計算機控制檢測的臭氧冷卻循環水系統在運行,我國很多單位在進行實驗研究,總結經驗。

        四.公共衛生

        (1)中央空調領域的應用:

        藥品生產及醫院手術室對其環境有嚴格的要求,在我國的GMP驗證中推薦了臭氧消毒的方法。利用中央空調凈化系統對空氣進行靜電除塵,并以中央空調系統的循環風作為臭氧的載體,擴散至所控制的整個潔凈區域和封閉空間,對空氣進行徹底殺菌消毒。替代令人頭痛的甲醛熏蒸消毒法,節約了藥劑費用和人力成本。清除積垢可使空調系統的運行效率明顯提高,泵和壓縮機的運行費用降低。同時還可延長設備壽命、改善設備性能。

        (2)汽車空調:

        用臭氧可以去除汽車內的甲醛味、汽油味、煙味、霉臭味;預防車內駕乘人員甲肝、???、皮膚病等傳染病的交叉感染,消除空調??;消除車內沙發、地墊、羊毛墊上的霉菌、螨蟲細菌等。

        (3)飲食、服務行業:

        臭氧除了消毒滅菌外,它的去味能力很強,如空氣中的煙味、腥味、臭味等異味,使用臭氧都可以除掉,并能同時殺滅空氣中的細菌。通過調節臭氧的濃度亦適用于星級賓館、酒店、高檔公寓、寫字樓等場所空氣的凈化處理。

        目前食堂及餐飲生、熟食品加工過程及用具的清洗、殺菌等環節按照衛生部門的衛生標準,均采用的是傳統的消毒方式(如紫外線、巴氏消毒液、甲醛等)效果都不是很理想,不是消毒不徹底,就是在消毒的同時制造新的污染源。

        用臭氧水洗滌瓜果蔬菜,可去除、降解果蔬中的農藥、化肥等有害殘留物。適用于各種水果及生吃的蔬菜如黃瓜、西紅柿、蘿卜等,此方法降解殘余農藥90%以上,且不流失果菜營養。用臭氧水洗滌魚類、肉類、海鮮貝類,可除去腥味,殺滅其表面的細菌,洗滌后的肉質更鮮美,細嫩,有彈性,口感佳。洗滌夏日里的豆類制品(豆腐、豆干、豆絲、素雞、花干等)可延長保鮮時間。手及工作衣物是人體最易感染及傳播細菌的部位,臭氧水在短時間內可有效地殺滅大腸桿菌、蠟桿菌、巨桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌、流腦雙球菌、金黃色葡萄菌、沙門氏菌以及流感病毒,肝炎病毒等多種微生物。

        (4)家居裝修:

        臭氧在空氣污染治理中的應用:

        A.清除由于裝修和建筑材料所帶來的室內TVOC(總揮發性有機化合物)、甲醛、苯、氨等有害污染物。

        B.處理由于家具、玩具、皮件等含有甲醛、苯、氨等有害污染物,引起的空氣污染。

        C.清除由于人群聚集,通風不良所產生的空氣污染,殺滅空調所產生的大量的各種細菌和病菌,提高、改善辦公室、酒店、室內娛樂場所、公交車廂內的空氣質量。

        D.形態非常不穩定可逐漸自行分解為氧氣,所以不存在二次污染。

        E.臭氧作用40分鐘,經檢測對甲醛的去除率達81.2%,對氨的去除率達70.7%,對苯的去除率達81.2%,可以除掉90%的有害氣體。

        五. 醫療衛生器械

        (1)病房的空氣消毒: 

        需要定期消毒的有隔離病房、放射科機房、病區值班室、更衣室、配餐室、病人電梯間、門診候診室、病區走廊等。病房有人的情況下,強調病房的通風,特別是強調自然風的通風對流,保持室內空氣與室外空氣的交換,自然通風不良則必須安裝足夠的通風設施(排氣扇)。病房無人的情況下,用臭氧氣體消毒,每次不少于1小時,每天2至3次。

        (2)地面和物體表面消毒: 

        病房、走廊、檢查室、X光室、B超室、檢驗室、治療室、醫護人員辦公室等場所地面要濕式拖掃,可用18mg/L臭氧水拖地。桌子、椅子、凳子、床頭柜、門把手、病歷夾等可用18mg/L臭氧水擦拭消毒。病房門口、病區出入口可放置浸有2000mg/L有效氯的腳墊,不定時補充噴灑消毒液,保持腳墊濕潤。

        (3)醫療污水處理:

        醫療污水含有大量的病原細菌和病毒,是傳播疾病的危險污染源之一。醫療污水處理不當極易造成傳染病暴發。因此加強和完善醫療污水處理設施、提高醫療污水的無害化處理技術水平,對有效切斷傳染途徑,保障人民群眾身體健康具有極其重要的現實意義。武漢康橋環保設備有限公司的醫療污水無害化處理設備統采用全封閉結構,徹底消除氣溶膠大分子攜帶病原微生物對空氣的污染,避免了病原微生物的擴散;不僅污水得到有效的處理達到無害化,而且排放和散發的廢氣都被進行高強度和長時間的消毒,保證從污水處理裝置排除的廢氣是安全無害的。

        六,  化學應用

          臭氧作為強氧化劑、催化劑和精制劑而應用于化工、石油、造紙、紡織和制藥、香料工業。


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