淺談臭氧消毒應(yīng)用現(xiàn)狀

牛振興+王達(dá)+陳廣宇+劉博通

摘要：臭氧是一種高效無污染的消毒劑，隨著近年來臭氧技術(shù)的發(fā)展，臭氧消毒開始被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。本文主要論述了臭氧消毒的作用機(jī)理、優(yōu)越性以及臭氧在水處理、醫(yī)療衛(wèi)生、食品保鮮等多個(gè)方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：臭氧；消毒；應(yīng)用

引言：

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，采用的是生物氧化反應(yīng)的方式進(jìn)行滅菌處理，應(yīng)用范圍廣泛。利用臭氧的強(qiáng)氧化能力，可以輕松實(shí)現(xiàn)凈化、除臭、殺菌以及分解有機(jī)物的目的，其殺菌范圍包括各種細(xì)菌、真菌、病毒、芽孢等等。隨著人們的不斷深入研究，臭氧消毒的優(yōu)越性逐漸凸顯出來，并開始被廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域，逐漸代替了其他的消毒技術(shù)。

一、臭氧的消毒機(jī)理

臭氧的分子極不穩(wěn)定，可以分解并產(chǎn)生有極強(qiáng)氧化能力的單原子氧（O）和羥基（OH），在滅殺各種致病微生物方面有極好的效果。其消毒機(jī)理主要有以下4種方式：一是臭氧會(huì)作用于細(xì)菌的細(xì)胞核，例如核酸中的嘧啶和嘌呤，破壞細(xì)菌的DNA新陳代謝和細(xì)胞器，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡；二是氧化并分解細(xì)胞內(nèi)部合成葡萄糖所需要的酶，從而對(duì)細(xì)胞滅活導(dǎo)致其死亡；三是作用于細(xì)菌細(xì)胞壁，與脂類雙鏈發(fā)生反應(yīng)，侵入細(xì)胞內(nèi)部，使細(xì)菌發(fā)生畸變并溶解死亡；四是作用于病毒衣體殼蛋白的多肽鏈，損傷病毒的RNA以及形成它的蛋白質(zhì)。臭氧在氧化噬菌體后，其表皮會(huì)破碎，并從中釋放核糖核酸，對(duì)其吸附到寄存體上造成干擾。

二、臭氧消毒技術(shù)的優(yōu)越性

利用臭氧殺菌較傳統(tǒng)消毒方法有以下優(yōu)點(diǎn)：

（一）高效性

臭氧消毒的媒介是空氣，因此不用添加其他的輔助材料。消毒過程中，臭氧發(fā)生器所產(chǎn)生的臭氧在密封環(huán)境下有較好的包容性且擴(kuò)散均勻。與紫外線殺菌存在諸多死角的特點(diǎn)相比，臭氧殺菌能夠?qū)崿F(xiàn)高效、快速、全方位的殺菌消毒的目的。

（二）清潔性

臭氧在滅菌消毒方面最獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)就是臭氧能夠快速自然分解為氧的特性。使用臭氧進(jìn)行消毒滅菌以后，不存在任何殘留，與其他消毒方法相比，臭氧消毒既解決了二次污染的問題，同時(shí)還能省去消毒后再次清潔的問題。

（三）方便性

臭氧滅菌器安裝方便，潔凈室、空氣凈化系統(tǒng)以及滅菌設(shè)備內(nèi)都可以輕松安裝，并且可以每天定時(shí)開啟使用。

三、臭氧的應(yīng)用

相較于其他的消毒方式，臭氧具有方便、高效、清潔的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因此，臭氧消毒開始被越來越多的應(yīng)用于生活中各個(gè)方面。

（一） 在污水處理方面的應(yīng)用

臭氧消毒在處理工業(yè)污水時(shí)，通常是采用電暈放電法來制取臭氧，用此種方法生成的臭氧對(duì)于初步處理含有COD、BOD、氨氮、焦油、苯磺酸鈉、污泥等污染物的工業(yè)廢水有較好的效果，除此之外，臭氧還可用于處理含有親水性染料、氰、酚、Fe2+、Mn2+、細(xì)菌等工業(yè)污水。

由于水資源的緊張，城市生活污水和工業(yè)廢水在經(jīng)過處理之后會(huì)進(jìn)行回收利用，這樣一來，對(duì)污水處理的標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)有較高的要求。采用臭氧消毒的方式來完成對(duì)污水的深度處理，可以除去污水中的雜質(zhì)，使其滿足回用要求[1]。目前，很多城市已經(jīng)在污水處理系統(tǒng)中采用大型臭氧發(fā)生器來完成對(duì)污水的脫色、除味和殺菌消毒處理。

臭氧在處理醫(yī)院污水方面可以滿足消毒殺菌的要求，采用臭氧處理醫(yī)院污水，不但可以防止病毒傳染，而且只需要幾分鐘就可以全部殺死病毒。其效率是當(dāng)量氯氣的200～3000倍。

（二）臭氧在循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用

為達(dá)到循環(huán)冷卻水的回用要求，需要對(duì)水進(jìn)行深度處理，利用臭氧可以消除水中的雜質(zhì)，避免形成污垢阻塞管道。但是，使用臭氧來處理循環(huán)冷卻水必須滿足除盡水中的氨這一前提，否則殘余臭氧會(huì)被氨所分解，影響臭氧的氧化效率[2]。一般情況下，應(yīng)保持殘余臭氧在0.5mg/L左右。當(dāng)前只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家在循環(huán)冷卻水處理中應(yīng)用臭氧，其他國(guó)家尚處于試驗(yàn)階段。

（三）臭氧在鍋爐給水中的應(yīng)用

鍋爐給水的處理一般不使用氯氣，因?yàn)槁葰鈺?huì)對(duì)離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)造成破壞，而采用臭氧就可以很好解決這個(gè)問題，而且臭氧在水中會(huì)分解和釋放出大量的氧氣，有利于去除水中的鐵、錳等金屬離子，

（四）臭氧在飲用水上的應(yīng)用

臭氧除菌消毒的一大優(yōu)點(diǎn)就是不會(huì)殘留任何對(duì)人體有害的物質(zhì)（例如氯氣消毒會(huì)產(chǎn)生鹵化有機(jī)物等致癌物質(zhì)），因此，在飲用水消毒方面有極好的效果。

地表水源中包含了各種有機(jī)物、無機(jī)物以及各種病毒和細(xì)菌。使用臭氧進(jìn)行深度消毒處理后，可使其基本達(dá)到優(yōu)質(zhì)飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)臭氧在水中的濃度達(dá)到0.4pmm時(shí)，殺死全部病毒和細(xì)菌的時(shí)間只需要一分鐘。飲用水源經(jīng)過臭氧的深度處理以后，可以有效的防止管道內(nèi)微生物的滋生。如果只是采用紫外線來進(jìn)行殺菌消毒，紫外線只能殺滅一定厚度水層的微生物，無法滿足徹底殺菌消毒的要求。如果利用臭氧，就可以徹底解決這一問題。兩者結(jié)合不僅能達(dá)到最好的殺菌消毒效果，還能進(jìn)一步節(jié)省能耗。

（五）其他水處理

目前，很多游泳池在池水消毒上也開始應(yīng)用臭氧消毒技術(shù)。游泳池水經(jīng)過臭氧消毒后，池水清澈透明，而且不會(huì)有氯消毒后出現(xiàn)的對(duì)皮膚和眼睛的刺激現(xiàn)象。除此之外，臭氧消毒技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面也有較好的效果，臭氧在在水中分解后會(huì)產(chǎn)生大量的氧氣，在進(jìn)行殺菌消毒的同時(shí)，還能夠改善水生物的生存質(zhì)量。需要注意的是，臭氧消毒技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中時(shí)，濃度不能高于0.1mg/L，否則會(huì)對(duì)水生物造成不良影響[3]。

（六）臭氧在醫(yī)療保健上的應(yīng)用

20世紀(jì)初，臭氧開始被成功應(yīng)用于治療糖尿病和貧血過程中，到了80年代，國(guó)外開始將臭氧作為輔助愈合物，廣泛應(yīng)用于臨床。由于臭氧具有優(yōu)化組織氧化基因的作用，因此在醫(yī)療和保健兩個(gè)方面都能有所應(yīng)用。但是，在用于醫(yī)療方面時(shí)，對(duì)臭氧的濃度和純度有較高的要求。臨床經(jīng)驗(yàn)證明，利用臭氧促進(jìn)血液循環(huán)的功能。在風(fēng)濕、類風(fēng)濕、關(guān)節(jié)腫脹、皮膚潰瘍、濕疹、手足癬等疾病的質(zhì)量上療效顯著。

目前，臭氧在醫(yī)療保健方面已經(jīng)有了多種用途，例如：手術(shù)室和病房的空氣消毒，醫(yī)療器械的臭氧水消毒，口腔手術(shù)中用來保持口腔無菌狀態(tài)，結(jié)合放射理療治療癌癥，利用臭氧水治療婦科疾病，注射臭氧治療靜脈曲張和瘺痔等等。

在保健方面，可以在沐浴時(shí)加入少量臭氧水來進(jìn)行殺滅體表細(xì)菌和美容的目的。目前比較流行的高科技美容中，也有很多將臭氧應(yīng)用到其中。

（七）臭氧在食品加工保鮮方面的應(yīng)用

食品行業(yè)對(duì)于臭氧的應(yīng)用最為普遍。早在1904年，歐洲就開始使用臭氧來對(duì)牛奶等食品進(jìn)行保鮮；到三十年代末期，80%的冷藏庫中都已經(jīng)安裝了臭氧發(fā)生器；直至現(xiàn)在，臭氧已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到食品果蔬的制造、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)。目前，我國(guó)很多食品工業(yè)廠家都在使用臭氧機(jī)來進(jìn)行生產(chǎn)線和產(chǎn)品的快速滅菌消毒和保鮮處理。

（八）臭氧在其他方面的應(yīng)用

除上述應(yīng)用外，臭氧還可用于垃圾回收站的消毒和去除異味，旅游景區(qū)的滅菌和除異味等各個(gè)方面。除此之外，臭氧在石油、化工、制藥、紡織以及香料制造方面的應(yīng)用也正在起步。臭氧技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有效的降低了傳統(tǒng)工藝對(duì)環(huán)境造成的污染。

結(jié)束語：

臭氧作為一種化學(xué)消毒劑，雖然穩(wěn)定性較差，容易受到有機(jī)物的影響，但是其使用方便，作用快速且無污染無殘留的特點(diǎn)仍然廣受人們的喜愛。近年來臭氧在消毒應(yīng)用方面的研究取得了較大的發(fā)展，發(fā)展前景廣闊。但是，在推廣臭氧消毒的過程中，仍然需要加強(qiáng)改進(jìn)，深入觀察對(duì)各種病原體的滅殺效果以及在臭氧水溶液的應(yīng)用開發(fā)上進(jìn)一步努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭喜武.臭氧消毒工藝在潼湖水廠的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016，（04）：29-30

[2]劉乾輝，孫美娟.連續(xù)型臭氧消毒在純化水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].幾點(diǎn)信息，2015，（23）：41-43

[3]馮純乙.臭氧消毒機(jī)理及科學(xué)使用[J].食用菌，2014，（01）：66-67