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臭氧消毒設備的應用

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臭氧殺菌消毒設備

臭氧殺菌消毒設備簡介：

臭氧殺菌消毒原理及組成：1840年德國科學家舒貝因在向幕尼黑*提出的報告里宣布發現了臭氧。臭氧的英文名字叫 OZONE ，分子式O3，分子量 48 ，是氧氣（O2）的同素異形體，由三個氧原子組成，又稱富氧、三子氧、超氧。

詳細介紹

臭氧殺菌消毒設備

臭氧殺菌消毒設備簡介：

臭氧殺菌消毒原理及組成：1840年德國科學家舒貝因在向幕尼黑*提出的報告里宣布發現了臭氧。臭氧的英文名字叫 OZONE ，分子式O3，分子量 48 ，是氧氣（O2）的同素異形體，由三個氧原子組成，又稱富氧、三子氧、超氧。
臭氧的特性___
　　臭氧是由一個氧分子（O2）攜帶一個氧原子（O）組成，是氧氣的同素異形體。與氧氣相比，臭氧比重大。有色、有味。在常溫下是淡藍色，草腥味。雷電過后，時可聞到其氣味。 1ppm 臭氧 =1.963mg/m3 。標準狀態下，臭氧密度ρ = 2.144g/l ，空氣ρ = 1.293g/l 。臭氧在水中的溶解度大約是氧的 10 — 15 倍，在水中穩定性較差。
　　臭氧易分解，不穩定參比狀態下臭氧的半衰期為 22~25 分鐘，一個小時的衰退率為 61% ，在 1% 的臭氧水溶液中半衰期約為 16 分鐘，且溫度越高，濕度越大，半衰期越短。
　　臭氧具有不穩定性。由于臭氧（O3）是由氧分子攜帶一個氧原子組成，決定了它只是一種暫存形態，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣（O2）進入穩定狀態。所以臭氧工作中沒有二次污染產生，這是臭氧技術應用的zui大*性。
　　臭氧具有很強的氧化能力。
　　臭氧的功用___
　　臭氧具有強氧化性，有四大功用：氧化、滅菌、脫色、除味。
　　臭氧的應用主要是滅菌消毒。這主要是因為臭氧有*的氧化能力，臭氧在一定濃度下能與細菌、病毒、病原體等微生物產生生化反應。臭氧具有很高的能量，在常溫、常壓下很快自行分解為氧（O2）和單個氧原子（O），單個氧原子具有很強的活性，對細菌、病毒、病原體等微生物具有較強的氧化作用。
　　衛生組織對其滅菌功效曾歸納比較，臭氧與其它殺菌劑對大腸桿菌的殺滅效果依次為：臭氧（O3） > 次氯酸（HCLO） > 二氧化氯（CLO2）> 銀離子（Ag+） > 次氯酸根（CLO） > 高鐵酸鹽（Fe3+） > 氯胺（NHCl3）。
　　臭氧是廣譜、高效快速殺菌劑，可以迅速殺滅使人和動物致病的各種病菌、病毒、病原體及微生物。可以在較短時間內破壞細菌、病毒和其他微生物的生物結構，刺破細胞壁，使之失去生存能力，當其濃度達到一定值后，殺菌消毒甚至可以瞬間完成。
　　據*的臭氧滅菌消毒實驗數據表明：當加時到4分鐘、投加濃度為12.6mg/L時，對冠狀病毒的殺滅率為*；當加時到3分鐘、投加濃度為4mg/L時，對HIV的殺滅率為*；當加時到20分鐘，投加濃度為10mg/m3時，對乙肝表面抗原的殺滅率為99.9%；當加時到10分鐘、投加濃度為8mg/m3時，對支原體、衣原體等病原體的殺滅率為99.85%……
　　臭氧作為性能優良的消毒手段，在制藥企業GMP、醫療衛生場所、食品加工車間和居民日常生活等許多領域都大規模應用，被稱為“綠色消毒劑” ，在衛生部《消毒技術規范》等國家技術標準中對臭氧殺菌消毒都有明確的肯定。
　　臭氧的消毒滅菌機理___
　　臭氧殺菌機理以氧化作用破壞微生物膜的結構實現殺菌作用。臭氧首先作用于細胞膜，使膜構成成份受損傷而導致新陳代謝障礙，臭氧繼續滲透穿透膜而破壞膜內脂蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，導致細胞溶解、死亡。而臭氧滅活病毒則認為氧化作用直接破壞其核糖核酸RNA或脫氧核糖核酸DNA物質而完成的。
　　臭氧水殺滅情況有些不同，其氧化反應有兩種，微生物菌體既與溶解水中的臭氧直接反應，又與臭氧分解生成之羥基OH的間接反應，由于羥基OH為氧化性的氧化劑，因此臭氧水的殺菌速度極快。
　　臭氧能氧化分解細菌、病毒內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶，并直接與細菌、病毒發生作用，氧化并穿透其細胞壁，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、病毒的新陳代謝和繁殖過程遭到破壞，而奪取細菌病毒的生命。同時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，使細胞發生通透性畸變，導致細胞溶解性死亡，并將死亡菌體內的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱源（內毒素）等溶解死亡。綜觀無菌技術對微生物作用的原理可分為抑菌型、殺菌和溶菌型三種。臭氧滅菌消毒屬于溶菌型劑體，可以達到“*、*地消滅物體內部所有微生物的目的”。而且它的作用是瞬間完成的。
　　臭氧滅菌機理：
　　臭氧滅菌的過程屬于生物化學氧化反應，臭氧滅菌有以下三種形式：①臭氧氧化分解了細菌內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶；②直接與細菌、病毒發生作用，破壞其細胞壁和 DNA 和 RNA ，分解蛋白質、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；③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，使細胞發生通透性畸變，導致細胞的溶解死亡，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、枝原體及熱原（細菌病毒代謝產物、內毒素）等溶解變性滅亡。由此可見，臭氧滅菌屬于溶菌，是三種滅菌方式中zui*的形式。既然臭氧能殺死病毒、細菌，那么會不會也把健康的細胞殺死呢？不會，因為健康細胞具有強大的平衡酶系統, 因而臭氧對健康細胞無害。
臭氧濃度與作用
　　根據清華大學編的《臭氧技術應用文集》一書，將有關臭氧應用濃度按安全濃度空氣、應用濃度、水中應用濃度、環境濃度及感知濃度，分類摘錄，以便在應用中查找。安全濃度人們允許接觸的臭氧濃度不大于0.2mg/m3。
　　◎臭氧工業衛生標準：臭氧協會： 0.1 ppm，接觸10小時美國： 0.1 ppm，接觸 8小時德、法、日本： 0.1 ppm 中國： 0.15ppm
　　◎家用*外臭氧泄漏量不得超過0.2mg/m3（指1.5米以外），消毒一個周期后殘留濃度不得大于0.2mg/m3。
　　◎動物試驗表明，臭氧毒性的起點濃度為0.3ppm，而人對空氣中臭氧可嗅知的濃度為0.02～0.04ppm，根據臭氧對肺功能毒性的試驗結果，提出1.5～2.0ppm為臭氧允許濃度的上限。衛生部規定臭氧zui高允許濃度為0.2mg/m3。
　　空氣應用濃度
　　◎作為空氣除味與殺菌，要求臭氧濃度較低，如0.5ppm（1mg/m3），而物品表面消毒（殺滅微生物和去除化學污染）則要求提高幾十倍的臭氧濃度。
　　◎空氣應用具氧濃度在1mg/m3～10mg/m3之間。
　　◎溫度低，濕度大則殺滅效果好，尤其是濕度，相對濕度小于45%，臭氧對空氣中懸浮微生物幾乎沒有殺滅作用。在60%時才逐漸增強，在95%時達到zui大值。
　　◎用臭氧消毒食品加工車間，0.5～1.0ppm即可殺滅空氣中的80%的自然菌。
　　◎冷庫消毒要求臭氧濃度6～10ppm，停機后封庫24小時以上細菌殺滅率90%左右，霉菌殺滅率80%左右。
　　◎在水果貯藏期間，可用2～3ppm的臭氧可使霉菌的生長受到抑制，貯藏期可延長一倍。
　　水中應用濃度
　　◎水應用中臭氧溶解度在0.1mg/L～10mg/L之間。低值作為水消毒凈化要求的zui低濃度，高值作為“臭氧水消毒劑” 可達到的濃度值。
　　◎自來水臭氧睜化，常規標準為0.4mg/L的溶解度值，保持4分鐘，即CT值為1.6。
　　◎水中余臭氧濃度保持在0.1～0.5mg/L作用5～10min可達消毒目的。
　　◎臭氧水消毒滅菌是急速的，消毒作用在瞬間發生。清水中臭氧濃度一旦達到，在0.5～1分鐘內就殺死細菌，在濃度達4mg/L，在1分鐘內乙肝病毒滅活率為*。
　　◎Herbold報道：20℃條件下，水中臭氧濃度達0.43mg/L時，可將大腸桿菌*殺滅，10℃時僅需0.36mg/L即可全部殺滅。
　　◎臭氧濃度為0.25～38mg/L時，僅需幾秒或幾分鐘*滅活甲型肝炎病毒（HAV）。
　　◎礦泉水中臭氧溶解度在0.4～0.5mg/L時，即可滿足殺菌保質要求。合理的臭氧投放量為1.5～2.0mg/L。
　　◎瓶裝水處理應達0.3～0.5mg/L的臭氧溶解度值，要求投加臭氧應滿足 1m3水2gO3的發生量。根據實踐經驗，臭氧發生濃度高于8mg/L時容易達到濃度。
　　附通行臭氧安全標準：
　　臭氧協會：0.1ppm，接觸10小時
　　美國：0.1ppm，接觸8小時
　　德、法、日等國：0.1ppm，接觸10小時
　　中國：0.15ppm，接觸8小時
　　以上是人在臭氧化氣體環境下的安全衛生標準，其濃度與接觸時間的乘積可視為基準點。
臭氧發生器的種類和特點
　　按臭氧產生的方式劃分，目前的臭氧發生器主要有三種：高壓放電式、紫外線照射式、電解式。
　　一、高壓放電式發生器
　　該類臭氧發生器是使用一定頻率的高壓電流制造高壓電暈電場，使電場內或電場周圍的氧分子發生電化學反應，從而制造臭氧。
　　這種臭氧發生器具有技術成熟、工作穩定、使用壽命長、臭氧產量大（單機可達1Kg/h）等優點，所以是國內外相關行業使用zui廣泛的臭氧發生器。
　　在高壓放電式臭氧發生器中又分為以下幾種類型：
　　　1、按發生器的高壓電頻率劃分，有工頻（50-60Hz）、中頻（400-1000Hz）和高頻（＞1000Hz）三種。工頻發生器由于體積大、功耗高等缺點，目前已基本退出市場。中、高頻發生器具有體積小、功耗低、臭氧產量大等優點，是現在zui常用的產品。
　　2、按使用的氣體原料劃分，有氧氣型和空氣型兩種。氧氣型通常是由氧氣瓶或制氧機供應氧氣。空氣型通常是使用空氣（如壓縮空氣）作為原料。由于臭氧是靠氧氣來產生的，而空氣中氧氣的含量只有21%，所以空氣型發生器產生的臭氧濃度比較低，同時還會衍生氮化物。而瓶裝或制氧機的氧氣純度都在90%以上，所以氧氣型發生器的臭氧濃度較高。在環境消毒時，通常使用空氣型發生器。在水處理時，應優先考慮氧氣型發生器。但如果消毒飲用水時，發生器需要配合舊式臭氧混合塔使用，則只能選用空氣型。
　　3、按冷卻方式劃分，有水冷型和風冷型。臭氧發生器工作時會產生大量的熱能，需要冷卻，否則臭氧會因高溫而邊產生邊分解。水冷型發生器冷卻效果好，工作穩定，臭氧無衰減，并能長時間連續工作，但結構復雜，成本稍高。風冷型冷卻效果不夠理想，臭氧衰減明顯。總體性能穩定的高性能臭氧發生器通常都是水冷式的。風冷一般只用于臭氧產量較小的中低檔臭氧發生器。在選用發生器時，應盡量選用水冷型的。需要提醒用戶的是，國內某些廠家將本來是中低檔結構的臭氧發生器，也簡單加裝了水冷卻系統。但由于這種臭氧發生器的根本結構沒有改變，所以性能不會得到提高。
　　4、按介電材料劃分，常見的有石英管、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等幾種類型。其中石英管由于具有介電常數高、壁厚均勻、橢圓度好、耐高溫、耐潮濕等特點而zui常被一些高性能的臭氧發生器使用。陶瓷板易脆裂，只適用一些小型發生器。陶瓷管的壁厚和橢圓度不易控制，容易出現放電不均勻的問題，所以使用的不多。玻璃管和搪瓷管介電常數低，耐高溫性能差，易炸裂，只有在一些低端發生器上使用。
　　5、按臭氧產生部件的結構劃分，有密閉式和開放式兩種。密閉式發生器的結構特點是密封體本身就是電極，臭氧能夠集中使用，如用于水處理。開放式發生器的電極是裸露在空氣中的，所產生的臭氧無法集中使用，通常只用于較小空間的空氣凈化或某些小型物品表面消毒。密閉式發生器可代替開放式發生器使用。密閉式發生器的成本遠高于開放式發生器。值得注意的是，現在有些人把開放式發生器硬性封裝起來，冒充密閉式發生器。這樣做的結果是由于大量的熱量無法及時散發，臭氧衰減嚴重，發生器也很快燒損。
　　二、紫外線式臭氧發生器
　　該類臭氧發生器是使用特定波長（185mm）的紫外線照射氧分子，使氧分子分解而產生臭氧。由于紫外線燈管體積大、臭氧產量低、使用壽命短，所以這種發生器使用范圍較窄，常見于消毒碗柜上使用。
　　三、電解式發生器
　　該類臭氧發生器通常是通過電解純凈水而產生臭氧。這種發生器能制取高濃度的臭氧水，制造成本低，使用和維修簡單。但由于有臭氧產量無法做大、電極使用壽命短、臭氧不容易收集等方面的缺點，其用途范圍受到限制。目前這種發生器只是在一些特定的小型設備上或某些特定場所內使用，不具備取代高壓放電式發生器的條件。
　　綜上所述，性能比較優秀的臭氧發生器應具備以下特點：中高頻高壓放電式、石英介電管結構、水冷卻、氧氣型、密閉

臭氧混合方式
　　從目前世界的臭氧技術產業來看，以水處理的殺菌凈化為主要市場，而水凈化臭氧裝置包括臭氧源與氣水混合裝置兩部分。臭氧發生器應提供足夠濃度與產量的臭氧，混合裝置以高效率使臭氧溶解在水中，即達到一定的臭氧溶解度。因此，一臺好的臭氧發生器必須要有優良的氣水混合裝置，使臭氧能高效地和水混合，使水中的臭氧溶解度能滿足*殺菌。
　　幾種常見的混合裝置比較：
　　一、傳統的曝氣法---歷史悠久的傳統混合方法。（布氣板法、鼓泡塔法同理）
　　運行方式---氣水順流、逆流或多級串聯交迭逆順流，連續運行或間斷批量運行。優點：能耗較低。缺點：噴頭堵塞時布氣不均勻，混合差，需要大型空壓機和昂貴的氧化反應塔。
　　二、*的文丘里射流混合法---安全、高效的混合方法。
　　運行方式---氣水強制混合。優點：投資少，混合好，接觸時間短，經射流混合器后臭氧在水中的臭氧濃度可為曝氣法的數倍。本公司生產的氣水射流混合器采用堅固的耐臭氧PVDF材料加工成形，體積小，使用方便，而且配有單向閥。
　　三、氣液強力混合腔---安全、節能、效率*的混合方法，為北京海揚鴻業水處理公司研制的產品。
　　運行方式---充分利用水的紊流產生較大的負壓，將臭氧吸入，在混合腔內產生渦流、旋轉并相互碰撞。經實際使用證明，一級臭氧吸收率達90%以上，在相同臭氧發生系統的情況下，水中的臭氧溶解度為文丘里射流混合器的2倍左右。如利用本公司的SOZ-6G臭氧發生系統處理2T水，水中的臭氧溶解度可達0.8--1.0mg/L以上。
　　氣液強力混合腔外體采用304不銹鋼制作，內腔采用316不銹鋼和部分耐臭氧ABS材料制作，SSLW系列內腔采用不銹鋼和耐臭氧PVDF材料制作，產品堅固耐用，無機械故障免維修，運行安裝方便，為目前投資zui少，混合效果的設備。
　　處理較大水量需定做。下表尺寸可能會有適當變動。
　　四、氣液混合泵---安全、效率*的混合方法
　　氣液混合泵的吸入口可以利用負壓作用吸入氣體，高速旋轉的泵葉輪將液體與氣體混合攪拌，由于泵內的加壓混合，氣體與液體充分溶解，溶解效率高。一臺氣液混合泵即可進行氣液吸引、混合、溶解并直接將高度溶解液送至使用點。但需要氣液混合罐、出水壓力節等才能達到*效果，我公司的高濃度臭氧水機采用氣液混合泵。
　　五.高效混合接觸塔----目前為止幾乎為*的混合方案，在上為可口可樂，康師傅等大型飲料企業廣泛采用。在臭氧設備不變的情況下，使混合效率得到大幅度的提高，跟傳統的曝氣混合塔相比，至少提高80%以上，水中臭氧濃度可以達到10mg/l以上。
　　1. 高效混合接觸塔：直徑600mm、800mm、1000mm、1200mm,1500mm,高度2500mm，不銹鋼厚度≥2.5mm,304不銹鋼（可以訂做316不銹鋼）。
　　高效混合接觸塔內部結構示意圖中未畫出。進出水口尺寸為內絲DN50--DN200，自動排氣閥口尺寸為內絲1/2英寸（4分）。
　　2.全套含高效混合接觸塔，氣水強力混合器，自動排氣閥,不銹鋼防回水筒。不銹鋼加壓泵另配。
　　產品作途：
　　進口臭氧老化試驗箱用于測試橡膠在臭氧環境下的損壞程度。臭氧在大氣中的含量很少卻是橡膠龜裂的主要因素，臭氧老化箱模擬和強化大氣中的臭氧條件，研究臭氧對橡膠的作用規律，快速鑒定和評價橡膠抗臭氧老化性能與抗臭氧劑防護效能的方法，進而采取有效的防老化措施，以提高橡膠制品的使用壽命