臭氧殺菌在飲用純凈水生產(chǎn)中的應(yīng)用
      同林寫在前面：根據(jù) 很新的國家標(biāo)準(zhǔn)GB28232-2011的規(guī)定：對(duì)生活飲用水的消毒，臭氧與水接觸至少12min出廠，消毒后的水中臭氧殘留量≤0.3mg/L。微生物指標(biāo)符合GB5749的要求。

        摘 要 本文以飲用純凈水生產(chǎn)為例,對(duì)臭氧的殺菌消毒作用進(jìn)行了較系統(tǒng)的分析,探討了影響生產(chǎn)的各種因素,對(duì)實(shí)際生產(chǎn)起到一定的指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞:純凈水,臭氧,殺菌消毒近幾年來,飲用純凈水的市場越來越大。在飲用純凈水的生產(chǎn)中,殺菌消毒是保證產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量致關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
純凈水生產(chǎn)中采用的殺菌方式主要有兩種:一種是紫外線殺菌,另一種是臭氧殺菌。紫外線殺菌由于其殺菌強(qiáng)度較弱,無滯后殺菌作用。目前,在該行業(yè)中使用廠家逐漸減少。而新建廠家多采用臭氧殺菌法。
 1 臭氧的產(chǎn)生方法
       目前各種飲用純凈水和礦泉水的生產(chǎn)廠家所使用的臭氧發(fā)生器主要有二種:一種是以空氣為氣源,空氣經(jīng)壓縮、冷凝、過濾、干燥等預(yù)處理凈化后,進(jìn)入高壓放電管,在高壓放電環(huán)境中,空氣中部分氧分子激發(fā)分解成氧原子,氧原子與氧原子(或氧原子與氧分子)結(jié)合生成臭氧。該法的主要缺點(diǎn)是噪音大。另一種是以純氧作氣源,經(jīng)硅膠干燥后進(jìn)入放電管中,產(chǎn)生臭氧氣體,氧氣源發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度高、純凈、無噪聲,并能克服空氣源發(fā)生器使用一段時(shí)間后易使處理水產(chǎn)生異味的缺點(diǎn)。缺點(diǎn)是需要經(jīng)常更換氧氣鋼瓶。[北京同林專家表示：現(xiàn)在純凈水生產(chǎn)中，臭氧發(fā)生器更多使用制氧機(jī)產(chǎn)生臭氧，無需再更換氧氣鋼瓶]
2 臭氧與純凈水的混合方式
       臭氧與純凈水的混合方式有兩種:一種是塔式混合,臭氧在臭氧-水混合塔中與水混合形成灌裝水。塔內(nèi)可以充填一些填料,以增加其傳質(zhì)系數(shù),提高臭氧的濃度。另一種混合方式是:產(chǎn)生的臭氧先進(jìn)入-水射器(文丘里管),然后在一固定螺旋混合器中與水在湍流下充分混合。該方法具有傳質(zhì)系數(shù)高,水中臭氧濃度高,占地面積小等優(yōu)點(diǎn),比較適合于以氧氣作氣源的設(shè)備。
 3 臭氧與水混合后到灌裝前的控制
        臭氧與純凈水混合后在水中的半衰期主要取決于水溫,水溫高則半衰期短;水溫低則半衰期長。一般在15～40min之間。這就對(duì)生產(chǎn)飲用純凈水企業(yè)的工藝流程有較高的要求。有些生產(chǎn)企業(yè)的工藝流程和生產(chǎn)控制不盡合理,是造成灌裝水臭氧濃度較低的原因。如:臭氧與純凈水混合后,還經(jīng)過過濾裝置,然后再進(jìn)入儲(chǔ)存罐等,停留時(shí)間過長,通常有10～20min,造成臭氧濃度不必要降低。采用混合塔將臭氧與飲用純凈水混合時(shí),臭氧與水在塔內(nèi)的混合主要是以對(duì)流方式混合的,塔內(nèi)水位太低,造成對(duì)流時(shí)間不夠,從而臭氧濃度偏低。因此,采用塔式混合時(shí),要控制好塔內(nèi)的水位。因各種原因造成生產(chǎn)停止,繼續(xù)生產(chǎn)前必須將罐內(nèi)的臭氧混合水排放干凈。灌裝用水必須是新鮮的臭氧混合水。特別是在夏季,若臭氧混合水在罐內(nèi)的停留時(shí)間較長,水中臭氧含量就會(huì)明顯下降,這樣的水無法對(duì)包裝材料起到有效的殺菌作用。有些廠家在臭氧與水混合后,用泵泵入儲(chǔ)存罐,儲(chǔ)存罐后再用泵泵到灌裝機(jī)中,兩次使用泵輸送。我們?cè)鲞^試驗(yàn),若泵前的臭氧水濃度為1.7mg/L,經(jīng)過離心泵后,臭氧濃度只有1.1mg/L,顯然經(jīng)過離心泵后水中臭氧含量下降了許多。究其原因,可能是在強(qiáng)離心力作用下,臭氧又從水中分離出來了。因此,臭氧與純凈水混合后,應(yīng)該減少泵的使用。同時(shí)縮短臭氧水在灌體和管路中的停留時(shí)間。解決方法:可將汽水分離罐與罐裝前的高位儲(chǔ)存罐合二為一,將汽水分離罐的高度增加,即可達(dá)到目的。
4 臭氧的滅菌效果及其影響因素
       臭氧與水混合后形成的臭氧水溶液具有很強(qiáng)的殺菌作用,它能夠迅速廣泛地殺滅多種微生物和致病菌,當(dāng)其濃度達(dá)到2mg/L時(shí),作用1min,即可將大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、細(xì)菌的芽孢、黑曲霉、酵母等微生物殺死。實(shí)際生產(chǎn)中,灌入桶或瓶內(nèi)的臭氧水濃度應(yīng)該在0.5mg/L以上,否則無法保證殺死包裝材料上殘留的微生物,很可能會(huì)造成這樣的結(jié)果:產(chǎn)品入庫檢驗(yàn)時(shí),由于低濃度臭氧的抑菌作用,活菌的檢出率較低,但放置一周后,由于細(xì)菌的生長繁殖,復(fù)檢時(shí)的檢出率可能會(huì)很高。
臭氧的殺菌效果主要取決于水中臭氧的含量。水中臭氧的含量越高,殺菌的效果越佳。而水中臭氧的濃度又取決于進(jìn)入水中的臭氧氣體濃度、水溫和臭氧在水中的分散程度。當(dāng)通入的臭氧氣體濃度越高,水溫越低,臭氧在水中的分散程度越高。臭氧與水的混合越充分,水中臭氧含量越高,殺菌效果自然越好。
另外臭氧發(fā)生器中的關(guān)鍵部件是放電管,放電管的效率高,產(chǎn)生的臭氧氣體濃度高,在實(shí)際使用過程中,若進(jìn)入放電管中的氣體含有水份和油污,會(huì)大大降低放電管的工作效率。因此,進(jìn)入放電管中的壓縮空氣或氧氣必須經(jīng)過嚴(yán)格的除水除油(由空壓機(jī)帶入)處理,也即在生產(chǎn)上必須不定期對(duì)氣體的預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn),也可從每天測定的臭氧水中臭氧的含量結(jié)果進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。
5 結(jié)論
       在飲用純凈水生產(chǎn)中,盡管經(jīng)反滲透裝置處理的水是基本無菌的,但作為包裝材料的瓶(桶)和蓋會(huì)或多或少帶入一部分雜菌,純凈水本身沒有抵御雜菌的能力,必須利用臭氧的特性,使水中臭氧濃度達(dá)到0.5mg/L以上,才能對(duì)包裝材料有好的滯后殺菌效果,以大大減少出現(xiàn)衛(wèi)生質(zhì)量問題的可能性。
北京同林臭氧表示：本篇文章是1999年的文章，臭氧行業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，臭氧設(shè)備和應(yīng)用已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，文中有些內(nèi)容已經(jīng)過時(shí)，但是該文對(duì)臭氧在純凈水中的應(yīng)用首次做了詳細(xì)的闡述，做出了積極的探索，為臭氧在純凈水中的快速應(yīng)用做出了貢獻(xiàn)。作為臭氧行業(yè)的開拓者，北京同林對(duì)作者深表感謝。