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水處理消毒方法之一,臭氧消毒的應用介紹!

2016-09-19   閱讀:4361

目前世界上安全的自來水消毒方法是臭氧消毒,不過這種方法的處理費用太昂貴,而且經過臭氧處理過的水,它的保留時間是有限的,至于能保留多長時間,目前還沒有一個確切的概念。所以目前只有少數的發達國家才使用這種處理方法。

 

臭氧消毒的特點

 

  高效性 臭氧是一種高效滅菌劑。國際衛生組織對消毒滅菌劑的功效,曾進行過歸納比較,對大腸桿菌的殺滅效果為:最好的是臭氧(O3),次之是次氯酸(HClO)>二氧化氯(ClO2)>銀離子(Ag+)>次氯酸根(ClO-)>高鐵酸鹽(FeO42-)>氯氨(NCl3)。臭氧滅菌速度較氯氣快600~3000倍。

 

  高潔性 臭氧是利用空氣中的氧氣產生的,消毒氧化過程中,多余的氧原子(O)在30 min后又結合成為氧分子(O2),不存在任何有毒殘留物,故稱“環保消毒劑”。

 

  廣譜性 臭氧對細菌、病毒等微生物內部結構有極強的氧化破壞性,可達到殺滅細菌繁殖體、芽孢、甲乙型肝炎病毒、真菌和原蟲胞囊等各種細菌,以及破壞肉毒桿菌的毒素及立克次氏體等。臭氧還具有很強的除霉、腥、臭等有機異味的功能,對中藥材及其他原輔材料的防霉、防蟲蛀等有明顯的作用。同時,除鉑、金、銥、氟外,臭氧幾乎可與周期表中所有的元素反應,并可將過渡金屬元素氧化到較高或最高氧化態,形成更難溶的氧化物。對于氟以外的非金屬元素,臭氧也可將其從各種低氧化態氧化,直至出現最高氧化態。因此,臭氧可用于消除酚、氰、亞硫酸鹽、亞硝酸鹽等多種有機或無機污染物、有毒物。

 

  經濟性 通過臭氧消毒滅菌在諸多制藥行業GMP中的應用,以及醫療衛生單位的使用及運行比較,臭氧消毒方法與其他方法相比具有很大的經濟效益和社會效益。

 

臭氧消毒的原理

 

  臭氧的滅菌機制類屬于生物化學氧化反應。臭氧極不穩定,分解時釋放出自由基態氧[1]:O3O2+[O]自由基態氧[O]具有強氧化能力,可以穿透細胞壁,氧化分解細菌內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶;也可以直接與細菌、病毒發生作用,破壞其細胞器和核糖核酸,分解DNA、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物,使細菌的物質代謝生長和繁殖過程遭到破壞;還可以滲透細胞膜組織,侵入細胞膜內作用于外膜脂蛋白和內部的脂多糖,促進細胞的溶解死亡,并且將死亡菌體內的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱原(細菌病毒代謝產物、內毒素)等溶解變性滅亡。

 

臭氧消毒的應用

 

  早在19世紀,人們利用臭氧的特殊作用,廣泛的應用于水處理、空氣消毒、醫藥衛生、食品保鮮等,100多年來臭氧已深入到我們日常生活的各個方面。世界上已經形成了獨立的臭氧產業和部門,1973年國際臭氧協會(IOA)建立,我國也于1998年成立了臭氧產業聯合會。

  

  水處理是臭氧應用最為廣泛的一個領域。1893年,在荷蘭的奧茨胡恩建立了世界上第一家使用臭氧進行飲用水處理的工廠,開創了臭氧水處理的先河。自從世界衛生組織確認經氯法消毒的飲用水能夠致癌以后(致癌物質為鹵代有機物如氯仿等),臭氧便作為最安全可靠的飲用水消毒方法在世界各地迅速地發展起來。目前世界上最大的位于加拿大蒙特利爾和美國洛杉磯的應用臭氧消毒的自來水廠,其處理能力均為2.3×108 m3/天?,F在世界上已有數千座臭氧水處理廠,歐美、日本、加拿大等國家的自來水廠應用臭氧已達到普及程度。

 

  此外,臭氧可增加水中的溶解氧,去除水中的微粒,控制藻類生長,提高水的透明度,使水清澈發藍,因而廣泛用于廢水的處理中,以達到安全回用或安全排放的目的。它具有反應速度快、使用方便、不受pH影響、不產生二次污染、就地生產不用運輸等一系列優點。在上世紀80年代初期,美國就已建成總處理能力約為2×108m3/天的臭氧處理生活廢水廠。此外,國外利用臭氧處理工業廢水(包括煉油、化工、印染及含酚、含氰等工業廢水方面),也取得了明顯成效。

 

  近年來,臭氧對水的處理又拓寬到一個新的領域——臭氧處理冷卻水。據文獻報道,美國在上世紀70年代末期已開始在這方面的探索和研究。其成果顯示,臭氧可以作為惟一的處理藥劑來代替其他的冷卻水處理劑,達到殺菌、除垢、緩蝕、氧化有機物等多方面的目的。能使冷卻水系統在極低的排污量甚至在零排污下運行,從而節水節能,并且不存在任何環境污染問題。


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