臭氧的特性
臭氧是由一个氧分子(O2)携带一个氧原子(O)组成,是氧气的同素异形体。与氧气相比,臭氧比重大。有色、有味。在常温下是淡蓝色,草腥味。雷电过后,时可闻到其气味。 1ppm 臭氧 =1.963mg/m3 。标准状态下,臭氧密度ρ = 2.144g/l ,空气ρ = 1.293g/l 。臭氧在水中的溶解度大约是氧的 10 — 15 倍,在水中稳定性较差。
臭氧易分解,不稳定参比状态下臭氧的半衰期为 22~25 分钟,一个小时的衰退率为 61% ,在 1% 的臭氧水溶液中半衰期约为 16 分钟,且温度越高,湿度越大,半衰期越短。
臭氧具有不稳定性。由于臭氧(O3)是由氧分子携带一个氧原子组成,决定了它只是一种暂存形态,携带的氧原子除氧化用掉外,剩余的又组合为氧气(O2)进入稳定状态。所以臭氧工作中没有二次污染产生,这是臭氧技术应用的大性。
臭氧具有很强的氧化能力。
臭氧的功用
臭氧具有强氧化性,有四大功用:氧化、灭菌、脱色、除味。
臭氧的应用主要是灭菌消毒。这主要是因为臭氧有的氧化能力,臭氧在一定浓度下能与细菌、病毒、病原体等微生物产生生化反应。臭氧具有很高的能量,在常温、常压下很快自行分解为氧(O2)和单个氧原子(O),单个氧原子具有很强的活性,对细菌、病毒、病原体等微生物具有较强的氧化作用。
国际卫生组织对其灭菌功效曾归纳比较,臭氧与其它杀菌剂对大肠杆菌的杀灭效果依次为:臭氧(O3) > 次氯酸(HClO) > 二氧化氯(ClO2)> 银离子(Ag+) > 次氯酸根(ClO) > 高铁酸盐(Fe3+) > 氯胺(NHCl3)。
臭氧杀菌机理以氧化作用破坏微生物膜的结构实现杀菌作用。臭氧作用于细胞膜,使膜构成成份受损伤而导致新陈代谢障碍,臭氧继续渗透穿透膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,导致细胞溶解、死亡。而臭氧灭活病毒则认为氧化作用直接破坏其核糖核酸RNA或脱氧核糖核酸DNA物质而完成的。
常用的气源按用途大体可分为下列几种:
1)干燥气源——空间消毒、自来水处理、游泳池水、养殖水、生产循环水、中水回用等
2) 富氧气源——臭氧浓度需求较高的使用场所,如纯净水、矿泉水、污水处理、医药食品车间等
3) 工业氧气源——纯度要求较高、浓度需求较重要、小气量应用场所等
3. 用于大型空间的消毒应用,如医药、食品等行业车间的杀菌消毒,一般应安装管路分通到车间内,使臭氧分布均匀,也有的通入中央空调风道管路,但这种方式有时会造成空调风道金属件的腐蚀和臭氧消耗。
4. 用于水处理,则主要配置臭氧溶于水的投加装置,一般分为曝气式(直接曝气或氧化塔式)、文丘里射流器式、旋涡负吸式或HICHINE泵混合式样等几种,以上其溶于水效率可依次提高,HICHINE泵式效率可达95%以上。
1)曝气式:自来水、养殖水、生产循环水、生活污水、工业废水等
2)文丘里射流式:二次供水、纯净水、矿泉水、养殖水冷却、游泳池水等
3)负吸式:小水体应用
4)气液混合泵式:小水体应用或臭氧消毒水应用
空气应用浓度
◎作为空气除味与杀菌,要求臭氧浓度较低,如0.5ppm(1mg/m3),而物品表面消毒(杀灭微生物和去除化学污染)则要求提高几十倍的臭氧浓度。
◎空气应用具氧浓度在1mg/m3~10mg/m3之间。
◎温度低,湿度大则杀灭效果好,尤其是湿度,相对湿度小于45%,臭氧对空气中悬浮微生物几乎没有杀灭作用。在60%时才逐渐增强,在95%时达到大值。
◎用臭氧消毒食品加工车间,0.5~1.0ppm即可杀灭空气中的80%的自然菌。
◎冷库消毒要求臭氧浓度6~10ppm,停机后封库24小时以上细菌杀灭率90%左右,霉菌杀灭率80%左右。
臭氧灭菌介绍:臭氧灭菌的过程属于生物化学反应,臭氧灭菌有以下三种形式:
1、臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖氧化酶;直接与细菌、病毒发生作用,破坏其细胞壁DNA和RNA,分解蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏;
2、渗透细胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖,使细胞发生通透性畸变,导致细胞的溶解死亡,并且将死亡菌体内的遗传基因,寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、枝原体及热原(细菌病毒代谢产物、内毒素)等溶解变性灭亡。
3、臭氧灭菌属于溶菌,是一种灭菌方式中的形式。健康细胞具有强人的平衡酶系统,因而臭氧对健康细胞无害。