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水处理消毒方法之一,臭氧消毒的应用介绍!

2016-09-19   阅读:710

目前世界上安全的自来水消毒方法是臭氧消毒,不过这种方法的处理费用太昂贵,而且经过臭氧处理过的水,它的保留时间是有限的,至于能保留多长时间,目前还没有一个确切的概念。所以目前只有少数的发达国家才使用这种处理方法。

 

臭氧消毒的特点

 

  高效性 臭氧是一种高效灭菌剂。国际卫生组织对消毒灭菌剂的功效,曾进行过归纳比较,对大肠杆菌的杀灭效果为:最好的是臭氧(O3),次之是次氯酸(HClO)>二氧化氯(ClO2)>银离子(Ag+)>次氯酸根(ClO-)>高铁酸盐(FeO42-)>氯氨(NCl3)。臭氧灭菌速度较氯气快600~3000倍。

 

  高洁性 臭氧是利用空气中的氧气产生的,消毒氧化过程中,多余的氧原子(O)在30 min后又结合成为氧分子(O2),不存在任何有毒残留物,故称“环保消毒剂”。

 

  广谱性 臭氧对细菌、病毒等微生物内部结构有极强的氧化破坏性,可达到杀灭细菌繁殖体、芽孢、甲乙型肝炎病毒、真菌和原虫胞囊等各种细菌,以及破坏肉毒杆菌的毒素及立克次氏体等。臭氧还具有很强的除霉、腥、臭等有机异味的功能,对中药材及其他原辅材料的防霉、防虫蛀等有明显的作用。同时,除铂、金、铱、氟外,臭氧几乎可与周期表中所有的元素反应,并可将过渡金属元素氧化到较高或最高氧化态,形成更难溶的氧化物。对于氟以外的非金属元素,臭氧也可将其从各种低氧化态氧化,直至出现最高氧化态。因此,臭氧可用于消除酚、氰、亚硫酸盐、亚硝酸盐等多种有机或无机污染物、有毒物。

 

  经济性 通过臭氧消毒灭菌在诸多制药行业GMP中的应用,以及医疗卫生单位的使用及运行比较,臭氧消毒方法与其他方法相比具有很大的经济效益和社会效益。

 

臭氧消毒的原理

 

  臭氧的灭菌机制类属于生物化学氧化反应。臭氧极不稳定,分解时释放出自由基态氧[1]:O3O2+[O]自由基态氧[O]具有强氧化能力,可以穿透细胞壁,氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶;也可以直接与细菌、病毒发生作用,破坏其细胞器和核糖核酸,分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏;还可以渗透细胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖,促进细胞的溶解死亡,并且将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热原(细菌病毒代谢产物、内毒素)等溶解变性灭亡。

 

臭氧消毒的应用

 

  早在19世纪,人们利用臭氧的特殊作用,广泛的应用于水处理、空气消毒、医药卫生、食品保鲜等,100多年来臭氧已深入到我们日常生活的各个方面。世界上已经形成了独立的臭氧产业和部门,1973年国际臭氧协会(IOA)建立,我国也于1998年成立了臭氧产业联合会。

  

  水处理是臭氧应用最为广泛的一个领域。1893年,在荷兰的奥茨胡恩建立了世界上第一家使用臭氧进行饮用水处理的工厂,开创了臭氧水处理的先河。自从世界卫生组织确认经氯法消毒的饮用水能够致癌以后(致癌物质为卤代有机物如氯仿等),臭氧便作为最安全可靠的饮用水消毒方法在世界各地迅速地发展起来。目前世界上最大的位于加拿大蒙特利尔和美国洛杉矶的应用臭氧消毒的自来水厂,其处理能力均为2.3×108 m3/天。现在世界上已有数千座臭氧水处理厂,欧美、日本、加拿大等国家的自来水厂应用臭氧已达到普及程度。

 

  此外,臭氧可增加水中的溶解氧,去除水中的微粒,控制藻类生长,提高水的透明度,使水清澈发蓝,因而广泛用于废水的处理中,以达到安全回用或安全排放的目的。它具有反应速度快、使用方便、不受pH影响、不产生二次污染、就地生产不用运输等一系列优点。在上世纪80年代初期,美国就已建成总处理能力约为2×108m3/天的臭氧处理生活废水厂。此外,国外利用臭氧处理工业废水(包括炼油、化工、印染及含酚、含氰等工业废水方面),也取得了明显成效。

 

  近年来,臭氧对水的处理又拓宽到一个新的领域——臭氧处理冷却水。据文献报道,美国在上世纪70年代末期已开始在这方面的探索和研究。其成果显示,臭氧可以作为惟一的处理药剂来代替其他的冷却水处理剂,达到杀菌、除垢、缓蚀、氧化有机物等多方面的目的。能使冷却水系统在极低的排污量甚至在零排污下运行,从而节水节能,并且不存在任何环境污染问题。


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