[臭氧应用]臭氧的主要应用领域

臭氧主要的应用领域

       臭氧可以有效对空气和水进行消毒，因此臭氧的应用领域十分的广，可涉及到所有的领域如下：

一．食品行业

（1）冷库：

       臭氧对冷库、气调库中的果品、鸡蛋、鱼、肉类食品的贮存起到了防霉保鲜之功效。1995年至1996年间，日本、法国和澳大利亚相继立法，允许臭氧在食品工业中广泛使用。而美国在食品加工企业的努力推动下，美国电力研究院（EPRI）于1996年组织了臭氧和食品界的科学技术专家委员会，开始调查并评估臭氧应用于食品工业的历史背景、现状与前途。委员会利用1年时间对臭氧应用，包括：杀菌、鸡蛋消毒、果蔬贮藏、水产品保鲜、肉类保鲜、家禽加工等37个食品加工业所用的臭氧空气处理进行了文献检索、论证及实验表明，在1997年提出科学结论，明确了臭氧应用与食品加工业符合GRAS标准——这个结果成为美国食品加工业广泛使用臭氧的基础。随后美国食品与医药管理局（FDA）放弃了以往在食品加工生产中使用臭氧的限制政策，承认臭氧应用于食品生产过程符合通用安全标准（GRAS）的要求。之后，专家们还对臭氧化水在食品工业上的应用、气相臭氧在食品加工中的应用、臭氧处理食品的营养影响及处理食品的安全性和毒性等作了相关的研究，这些研究均表明：臭氧作为食品杀菌剂和消毒剂使用是安全无害的，在适宜的用量和良好的加工条件下使用符合GRAS要求。

（2）食品生产用水：

       食品生产用水贯穿在产品从原料清洗至最终成形的每一个步骤之中，可以说是实现食品安全生产的最重要保证。资料显示，我国部分食品生产企业的生产用水，在某种程度上来说，基本上处于没有质量把关的状态，也就是说，以不洁净的水生产出来的食品成品或半成品，很难达到无菌或卫生合格达标的界限。食品生产用水、需要大量的洁净水，在生产成本中也是一项较大的开支。目前食品生产企业普遍存在两种状况：一是使用已被污染的水源；二是加工用水回用或延长使用时间。

       应用臭氧技术来保证食品生产用水的安全卫生，是从源头上解决产品质量控制、从根本上杜绝产品质量问题的最好解决方案。也可生产高浓度臭氧水替代药物对食品进行消毒。

（3）水产品加工：

      臭氧具有强氧化性，能够分解水中的有机物质、细菌和微生物。羟基（OH）是强氧化剂、催化剂，可使有机物发生连锁反应，反应十分迅速。羟基（OH）对各种致病微生物有极强的杀灭作用。单原子氧（O）也具有强氧化能力，对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。

（4）水产养殖：

       随着我国工业化进程的加快，海洋污染日益严重，近年来多次发生的赤潮、病毒，使鱼、虾、贝类大量死亡，海洋捕捞产量迅速下降，同时给水产养殖业带来极大的技术困难和经营风险。在丹麦、美国、日本等水产科技发达的国家研制使用循环水处理技术，取得了明显的效果和巨大的经济效益。适于水产育苗、池塘养殖、工厂化养殖、种苗越冬和活海鲜储运，并已在青岛、锦州等地投入使用，使我国水产养殖、育苗业跨上一个新台阶，取得了显著的经济效益和社会效益。

       应用臭氧可降解水中的有机物、氨氮、亚硝酸盐等物质，并杀灭水中的致病菌和浮游生物。避免因周边养殖池的污染、病毒而造成的交叉感染。大大提高鱼、虾、贝类育苗和养殖的成活率。

二．空气消毒

（1）臭氧空气消毒设备

       最重要的，往往容易被忽略。作为每时每刻与生命相伴的空气，其重要性却很少被提及。人们也谈及空气质量问题，但过多的精力被倾注到诸如空气污染、环境温度的调节，负离子的添加等方面，而同样重要的疾病传染控制却往往被视为医疗专家的事情，并未得到社会各界的普遍认真对待.今天，对公共场合空气的消毒灭菌已经成为社会关注的焦点。

       臭氧具有优异的杀菌、消毒、净化空气和水质的能力，臭氧能够对许多化合物进行氧化，并可用于传染源和空气的消毒，是众多消毒剂中氧化消毒能力最强的一种消毒剂。其另外一个突出特点是分解后形成氧气，增加被消毒空间氧气的含量。为清除空气中、水中的细菌、病毒，提高空气中的含氧量，人们可以经常打开门窗，使室内通风良好，这可能会提高空气中氧气的含量，但要灭杀室内的病毒、细菌和其他有害气体却不可能。为了充分消除病毒、细菌对人体的侵害最好使用臭氧灭菌法，臭氧不但能消灭空气中的细菌和病毒，在水中同样有效，臭氧的消毒基理在于能够氧化病毒的细胞体，破坏其细胞核。臭氧技术在1840年被德国科学家Mr.Schoenbein发现，1857年W.von Siemens发明了臭氧发生管，1873年Mr.Fox发现了臭氧的杀菌消毒的作用，到19世纪末期，臭氧被首次用于水厂消毒。20世纪20年代，臭氧被投资更经济，技术更简单的氯气取代，直到20世纪50年代，臭氧又因其广谱、高效性被发达国家广泛地使用。

（2）空气消毒臭氧在制药厂GMP认证中的应用

       我国GMP条例对药品生产（特别是无菌产品）有着极其严格的要求。在GMP验证过程中人们大力推荐臭氧灭菌方法。与各种传统灭菌方法相比，臭氧灭菌有许多特点，因此，臭氧灭菌在药品生产中具有广泛的用途。目前应用比较广泛的有：对管道容器的灭菌；利用中央空调净化系统对洁净区的灭菌；对原辅助材料和工作器具的灭菌；对密闭空间的灭菌；对药厂生产用水的灭菌处理。

臭氧消毒灭菌有许多独特的优点：

       较高的扩散性：臭氧为气体，扩散性好，无死角，浓度分布均匀。

       杀菌能力强：臭氧杀菌能力与过氧乙酸相当，高于其它消毒剂。

       广谱性：适合多种致病微生物，对病毒、真菌等多种微生物均有很好的杀灭作用。

       原料易得：臭氧制备是利用去离子水制取。

       环保性：臭氧能快速分解成氧气和单原子氧，还原成氧分子。被公认为绿色消毒剂。

三．水处理

（1）自来水生产：

       臭氧在水中对细菌、病毒等微生物杀灭率高、速度快，对有机化合物等污染物质去除彻底而又不产生二次污染，因此饮用水杀菌消毒是臭氧应用的最主要部门，自来水行业是臭氧的最大市场。

       氯消毒在自来水厂应用是很普遍的。但臭氧对细菌的杀灭率更高，杀灭速度更快。目前使用臭氧代替氯消毒最主要的因素，也是传统使用氯消毒的美国、日本等国家都在快速发展采用臭氧处理自来水的主要原因，在于随着水源受有机化学工业产物污染，氯消毒后会产生氯仿、溴二氯甲烷、四氯化碳等氯化有机物（THM），这些物质具有致癌性，而臭氧处理中氧化作用不产生二次污染化合物。国内的昆明自来水公司、北京田村自来水厂、大庆、胜利、燕山石化等自来水公司，都相继用臭氧代替氯气消毒。

（2）矿泉水、纯净水、优质饮用水的消毒杀菌：

       用0.1-1.5mg/L臭氧浓度的臭氧水对水生产线管路、容器、瓶、桶进行处理，对细菌、大肠肝菌、酵母菌、黑曲霉菌等具有良好的杀菌效果。

       我国瓶装水采用臭氧杀菌净化工艺最为普遍、积极，粗略估算，矿泉水、纯水、洁净水厂一千多家，约60%已采用臭氧杀菌工艺。由于技术监督、防疫部门已形成共识，没有臭氧设备的瓶装水厂很难在市场上竞争。随着瓶装水市场的发展，国内发展了一大批臭氧设备生产企业。臭氧发生器、投加混合设备品种繁多，质量参差不齐，甚至虚报谎报，使瓶装水质量得不到保证。其关键在于处理水应达到0.3~0.5mg/L的臭氧溶解度值，这首先要求投加臭氧量应满足1m3水2g臭氧的条件，同时必须保证水----气充分接触并保持一定的时间。根据实践经验，臭氧发生浓度高于8%时容易达到溶解度要求。武汉康桥环保设备有限公司的臭氧发生器臭氧发生浓度高达20%。

（3）污水处理

       污水处理包括城市污水、工业污水与医疗污水的处理，主要目的为杀菌消毒、去除污染物质并脱色、除味以达到排放标准。近几年由于水资源匾乏，行业主管部门制定了工业、生活污水回用的法规，提高了处理标准。

       美国在本世纪七十年代初开始利用臭氧处理生活污水，其主要的目的为消毒并降低生物耗氧量（BOD）和化学耗氧量（COD），去除亚硝酸盐、悬浮固体及脱色，已达到全面生产应用的水平。日本则在缺水地区进行污水臭氧处理后作为非食用水（即中水）循环使用。

       工业污水臭氧用来对电镀含氰污水氧化、纺织印染污水脱色、精炼污水去酚、烷类物质等。美、日、德、法等国近年都建立了大规模的污水处理厂，我国印染行业也有试验性应用。

       对工业含酚、氰、有机氨、腈、硝基染料、有机磷、有机氯化合物等的废水处理。用臭氧水处理污水，可使水中酚、甲醛含量降低98%。用臭氧水处理含有氰化物的水溶液时，氰化物浓度可从15mg/L降到0.25mg/L。

（4）游泳池用水：

       目前我国游泳池的水处理大都采用加氯消毒和加CuSO4 抑藻，常会出现因水中氯的含量过低而使细菌、病毒超标，或者水中氯的含量过高而刺激人的皮肤、眼睛、毛发等，难以达到国际游泳联合会规定的游泳比赛的水质标准。

       在国际比赛所用的游泳馆或一些高档的水上乐园，均采用国际最先进的臭氧消毒技术，对循环水进行臭氧消毒净化处理，以保证游泳池的水质标准。

（5）冷却塔用水：

       目前美国冷却塔协会推荐臭氧处理冷却循环水技术，可以达到阻垢、除垢、杀菌除藻、防腐蚀与稳定水质的目的，美国臭氧公司已有计算机控制检测的臭氧冷却循环水系统在运行，我国很多单位在进行实验研究，总结经验。

四．公共卫生

（1）中央空调领域的应用：

       药品生产及医院手术室对其环境有严格的要求，在我国的GMP验证中推荐了臭氧消毒的方法。利用中央空调净化系统对空气进行静电除尘，并以中央空调系统的循环风作为臭氧的载体，扩散至所控制的整个洁净区域和封闭空间，对空气进行彻底杀菌消毒。替代令人头痛的甲醛熏蒸消毒法，节约了药剂费用和人力成本。清除积垢可使空调系统的运行效率明显提高，泵和压缩机的运行费用降低。同时还可延长设备寿命、改善设备性能。

（2）汽车空调：

       用臭氧可以去除汽车内的甲醛味、汽油味、烟味、霉臭味；预防车内驾乘人员甲肝、皮肤病等传染病的交叉感染，消除空调病；消除车内沙发、地垫、羊毛垫上的霉菌、螨虫细菌等。

（3）饮食、服务行业：

       臭氧除了消毒灭菌外，它的去味能力很强，如空气中的烟味、腥味、臭味等异味，使用臭氧都可以除掉，并能同时杀灭空气中的细菌。通过调节臭氧的浓度亦适用于星级宾馆、酒店、高档公寓、写字楼等场所空气的净化处理。

       目前食堂及餐饮生、熟食品加工过程及用具的清洗、杀菌等环节按照卫生部门的卫生标准，均采用的是传统的消毒方式（如紫外线、巴氏消毒液、甲醛等）效果都不是很理想，不是消毒不彻底，就是在消毒的同时制造新的污染源。

       用臭氧水洗涤瓜果蔬菜，可去除、降解果蔬中的农药、化肥等有害残留物。适用于各种水果及生吃的蔬菜如黄瓜、西红柿、萝卜等，此方法降解残余农药90%以上,且不流失果菜营养。用臭氧水洗涤鱼类、肉类、海鲜贝类，可除去腥味，杀灭其表面的细菌，洗涤后的肉质更鲜美，细嫩，有弹性，口感佳。洗涤夏日里的豆类制品（豆腐、豆干、豆丝、素鸡、花干等）可延长保鲜时间。手及工作衣物是人体最易感染及传播细菌的部位，臭氧水在短时间内可有效地杀灭大肠杆菌、蜡杆菌、巨杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、流脑双球菌、金黄色葡萄菌、沙门氏菌以及流感病毒，肝炎病毒等多种微生物。

（4）家居装修：

        臭氧在空气污染治理中的应用：

        A．清除由于装修和建筑材料所带来的室内ＴＶＯＣ（总挥发性有机化合物）、甲醛、苯、氨等有害污染物。

        B．处理由于家具、玩具、皮件等含有甲醛、苯、氨等有害污染物，引起的空气污染。

       C．清除由于人群聚集，通风不良所产生的空气污染，杀灭空调所产生的大量的各种细菌和病菌，提高、改善办公室、酒店、室内娱乐场所、公交车厢内的空气质量。

       D．形态非常不稳定可逐渐自行分解为氧气，所以不存在二次污染。

       E．臭氧作用40分钟，经检测对甲醛的去除率达81.2%,对氨的去除率达70.7%,对苯的去除率达81.2%,可以除掉90%的有害气体。

五．医疗卫生器械

(1)病房的空气消毒：

       需要定期消毒的有隔离病房、放射科机房、病区值班室、更衣室、配餐室、病人电梯间、门诊候诊室、病区走廊等。病房有人的情况下，强调病房的通风，特别是强调自然风的通风对流，保持室内空气与室外空气的交换，自然通风不良则必须安装足够的通风设施(排气扇)。病房无人的情况下，用臭氧气体消毒，每次不少于1小时，每天2至3次。

(2)地面和物体表面消毒：

       病房、走廊、检查室、X光室、B超室、检验室、治疗室、医护人员办公室等场所地面要湿式拖扫，可用18mg/L臭氧水拖地。桌子、椅子、凳子、床头柜、门把手、病历夹等可用18mg/L臭氧水擦拭消毒。病房门口、病区出入口可放置浸有2000mg/L有效氯的脚垫，不定时补充喷洒消毒液，保持脚垫湿润。

（3）医疗污水处理：

       医疗污水含有大量的病原细菌和病毒，是传播疾病的危险污染源之一。医疗污水处理不当极易造成传染病暴发。因此加强和完善医疗污水处理设施、提高医疗污水的无害化处理技术水平，对有效切断传染途径，保障人民群众身体健康具有极其重要的现实意义。

六，化学应用

       臭氧作为强氧化剂、催化剂和精制剂而应用于化工、石油、造纸、纺织和制药、香料工业。