臭氧殺菌在飲用純淨水生産中的應用

前言：根據最新的國(guó)家标準GB28232-2011的規定：對(duì)生活飲用水的消毒，臭氧與水接觸至少12min出廠，消毒後(hòu)的水中臭氧殘留量≤0.3mg/L。微生物指标符合GB5749的要求。
臭氧在純淨水生産中的殺菌應用
    摘 要 本文以飲用純淨水生産爲例,對(duì)臭氧的殺菌消毒作用進(jìn)行了較系統的分析,探讨了影響生産的各種(zhǒng)因素,對(duì)實際生産起(qǐ)到一定的指導作用。
關鍵詞:純淨水,臭氧,殺菌消毒近幾年來,飲用純淨水的市場越來越大。在飲用純淨水的生産中,殺菌消毒是保證産品衛生質量緻關重要的一個環節。
純淨水生産中采用的殺菌方式主要有兩(liǎng)種(zhǒng):一種(zhǒng)是紫外線殺菌,另一種(zhǒng)是臭氧殺菌。紫外線殺菌由于其殺菌強度較弱,無滞後(hòu)殺菌作用。目前,在該行業中使用廠家逐漸減少。而新建廠家多采用臭氧殺菌法。
 1 臭氧的産生方法
    目前各種(zhǒng)飲用純淨水和礦泉水的生産廠家所使用的臭氧發(fā)生器http://o3hb.com/products/chouyangfashengqi/主要有二種(zhǒng):一種(zhǒng)是以空氣爲氣源,空氣經(jīng)壓縮、冷凝、過(guò)濾、幹燥等預處理淨化後(hòu),進(jìn)入高壓放電管,在高壓放電環境中,空氣中部分氧分子激發(fā)分解成(chéng)氧原子,氧原子與氧原子(或氧原子與氧分子)結合生成(chéng)臭氧。該法的主要缺點是噪音大。另一種(zhǒng)是以純氧作氣源,經(jīng)矽膠幹燥後(hòu)進(jìn)入放電管中,産生臭氧氣體,氧氣源發(fā)生器産生的臭氧濃度高、純淨、無噪聲,并能(néng)克服空氣源發(fā)生器使用一段時間後(hòu)易使處理水産生異味的缺點。缺點是需要經(jīng)常更換氧氣鋼瓶。[蘭蒂斯環保表示：現在純淨水生産中，臭氧發(fā)生器更多使用制氧機産生臭氧，無需再更換氧氣鋼瓶]
2 臭氧與純淨水的混合方式
    臭氧與純淨水的混合方式有兩(liǎng)種(zhǒng):一種(zhǒng)是塔式混合,臭氧在臭氧-水混合塔中與水混合形成(chéng)灌裝水。塔内可以充填一些填料,以增加其傳質系數,提高臭氧的濃度。另一種(zhǒng)混合方式是:産生的臭氧先進(jìn)入-水射器(文丘裡(lǐ)管),然後(hòu)在一固定螺旋混合器中與水在湍流下充分混合。該方法具有傳質系數高,水中臭氧濃度高,占地面(miàn)積小等優點,比較适合于以氧氣作氣源的設備。
 3 臭氧與水混合後(hòu)到灌裝前的控制
    臭氧與純淨水混合後(hòu)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(cháng)。一般在15～40min之間。這(zhè)就對(duì)生産飲用純淨水企業的工藝流程有較高的要求。有些生産企業的工藝流程和生産控制不盡合理,是造成(chéng)灌裝水臭氧濃度較低的原因。如:臭氧與純淨水混合後(hòu),還(hái)經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置,然後(hòu)再進(jìn)入儲存罐等,停留時間過(guò)長(cháng),通常有10～20min,造成(chéng)臭氧濃度不必要降低。采用混合塔將(jiāng)臭氧與飲用純淨水混合時,臭氧與水在塔内的混合主要是以對(duì)流方式混合的,塔内水位太低,造成(chéng)對(duì)流時間不夠,從而臭氧濃度偏低。因此,采用塔式混合時,要控制好(hǎo)塔内的水位。因各種(zhǒng)原因造成(chéng)生産停止,繼續生産前必須將(jiāng)罐内的臭氧混合水排放幹淨。灌裝用水必須是新鮮的臭氧混合水。特别是在夏季,若臭氧混合水在罐内的停留時間較長(cháng),水中臭氧含量就會明顯下降,這(zhè)樣的水無法對(duì)包裝材料起(qǐ)到有效的殺菌作用。有些廠家在臭氧與水混合後(hòu),用泵泵入儲存罐,儲存罐後(hòu)再用泵泵到灌裝機中,兩(liǎng)次使用泵輸送。我們曾做過(guò)試驗,若泵前的臭氧水濃度爲1.7mg/L,經(jīng)過(guò)離心泵後(hòu),臭氧濃度隻有1.1mg/L,顯然經(jīng)過(guò)離心泵後(hòu)水中臭氧含量下降了許多。究其原因,可能(néng)是在強離心力作用下,臭氧又從水中分離出來了。因此,臭氧與純淨水混合後(hòu),應該減少泵的使用。同時縮短臭氧水在灌體和管路中的停留時間。解決方法:可將(jiāng)汽水分離罐與罐裝前的高位儲存罐合二爲一,將(jiāng)汽水分離罐的高度增加,即可達到目的。
4 臭氧的滅菌效果及其影響因素
    臭氧與水混合後(hòu)形成(chéng)的臭氧水溶液具有很強的殺菌作用,它能(néng)夠迅速廣泛地殺滅多種(zhǒng)微生物和緻病菌,當其濃度達到2mg/L時,作用1min,即可將(jiāng)大腸杆菌、金黃色葡萄球菌、細菌的芽孢、黑曲黴、酵母等微生物殺死。實際生産中,灌入桶或瓶内的臭氧水濃度應該在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(néng)會造成(chéng)這(zhè)樣的結果:産品入庫檢驗時,由于低濃度臭氧的抑菌作用,活菌的檢出率較低,但放置一周後(hòu),由于細菌的生長(cháng)繁殖,複檢時的檢出率可能(néng)會很高。
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(hǎo)。
另外臭氧發(fā)生器中的關鍵部件是放電管,放電管的效率高,産生的臭氧氣體濃度高,在實際使用過(guò)程中,若進(jìn)入放電管中的氣體含有水份和油污,會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(guò)嚴格的除水除油(由空壓機帶入)處理,也即在生産上必須不定期對(duì)氣體的預處理系統進(jìn)行檢驗,也可從每天測定的臭氧水中臭氧的含量結果進(jìn)行分析,發(fā)現問題及時處理。
5 結論
     在飲用純淨水生産中,盡管經(jīng)反滲透裝置處理的水是基本無菌的,但作爲包裝材料的瓶(桶)和蓋會或多或少帶入一部分雜菌,純淨水本身沒(méi)有抵禦雜菌的能(néng)力,必須利用臭氧的特性,使水中臭氧濃度達到0.5mg/L以上,才能(néng)對(duì)包裝材料有好(hǎo)的滞後(hòu)殺菌效果,以大大減少出現衛生質量問題的可能(néng)性。
本篇文章是1999年的文章，臭氧行業經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，臭氧設備和應用已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，文中有些内容已經(jīng)過(guò)時，但是該文對(duì)臭氧在純淨水中的應用首次做了詳細的闡述，做出了積極的探索，爲臭氧在純淨水中的快速應用做出了貢獻。作爲臭氧行業的開(kāi)拓者，蘭蒂斯環保對(duì)作者深表感謝。