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臭氧在空間消毒中的應用

2020-10-28 1342 分享

  臭氧是一種廣譜、高效消毒劑,氧化作用極強,反應速度快,有很好的消毒、 除臭作用。臭氧對空氣中的微生物有明顯的殺滅作用,采用20mg/m3 濃度的臭氧,作用 30min,對自然菌的殺滅率達到90% 以上。目前在我國GMP中臭氧滅菌是被推薦的重要滅菌方法之一。

  一、臭氧殺菌的作用原理

  臭氧的滅菌機制及過程類屬于生物化學過程,氧化分解了細菌內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶。也可直接與細菌、病毒發生作用,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,使細菌的物質代謝生產和繁殖過程到破壞。 還可以滲透胞膜組織,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,導致細胞溶解死亡。并且將死亡菌體內遺傳基因、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。

  二、臭氧的滅菌優點

  1、有較高的擴散性:O3是氣體, 擴散性能好, 滅菌空間無死角,空間內濃度分布均勻,滅菌效果穩定。

  2、現行的《消毒技術規范》認定O3為一種廣譜高效殺菌劑:O3對多種致病微生物如大腸桿菌 、沙門氏菌、金黃色葡萄菌及肝炎病毒、真菌等均有很好的殺滅作用。科學研究表明:O3具有強烈的殺菌消毒作用,不但對各種細菌(包括肝炎病毒 、大腸桿菌、綠膿桿菌及其它雜菌)有極強的殺滅能力,而且對真菌也有效。目前尚無O3對某些致病微生物產生耐藥性的報道 ,克服了傳統化學滅菌劑產生耐藥性的缺點。

  3、O3消毒后自然分解為O2,安全無殘留,不存在二次污染的可能。

  4、只需要臭氧發生器,且原料為空氣,運行只需要用電,操作簡單。

  5、常溫下滅菌,使用范圍廣。

  三、臭氧空間消毒參考濃度

  空間、器具、溶具消毒、保鮮、除臭凈化空氣中使用臭氧參考濃度

用途

種類

濃度ppm

每m3每小時臭氧量(mg)

使用方法

消毒

醫用器具

20

50-100

20ppm消毒時間60min(國標yy0215.2-95)

冷庫

6-10

15-25

根據庫容和污染程度連續開機,主要殺滅霉菌

食品車間

1.0-1.5

2.5-3.5

班后開機送O3氣體

病房、手術室

10-20

25-50

需要消毒時開機,按標準檢查細菌總數

工作服

10-20

25-50

相對濕度90%左右,衣服用衣架掛起

防毒保鮮

一般場所

1-2

2.5-5

定期開機

雞蛋

2-2.5

5-5.5

間斷供給O3氣體,每天開機2-3次

香蕉

2.5-3.5

5.5-8

蘋果

2.0

5

葉綠素少蔬菜

1.5-1

3.5-2.5

魚、干酪

0.5-1

1.5-2.5

 

除臭凈化

 

 

 

 

停尸房

3

7

有臭味即開機除臭

魚類加工廠

3

7

污染氣體進入處理管理,在管道內投入O3氣體氧化除臭。如車間內異味嚴重,應在車間進風口投加O3氣體為宜。

屠宰車間

2-3

5-7

脂肪酸加工

10

25

橡膠廠

3-10

7-25

垃圾廢物處理

10

25

污水處理廠

1-2

2.5-5

  備注1、空氣中使用臭氧參考濃度(1ppm=2.14mg/m3)

  2、出自:化學工業出版社,2003.3【臭氧技術及應用】

  四、臭氧空間消毒的主要應用

  1、食品車間

  食品加工車間臭氧深度要求相對較低,一般達到2.5ppm即可。對于不同的食品儲存的物質不同設計不同的臭氧濃度。臭氧投加方式一般采用布管式,如下圖:

  對于小車間可采用分體或移動式放在單獨空間中,一般要放置高處,因為臭氧比重在空氣中較大,易下降,放置高處的目的主要是有利于臭氧的散播。

      

  2、制藥廠

  利用HVAC系統的循環風作為臭氧的載體,即將臭氧發生器生產的臭氧化氣體由HVAC系統中凈化風機產生的壓力風源,擴散至所控制的整個潔凈區域,并且使空氣中臭氧濃度均勻,在潔凈區域的生產環境中不增加任何消毒設備,即可達到滅菌的目的,同時對HVAC系統起到殺滅雜菌和霉菌的效果,實踐發現,該消毒滅菌方式還能對高效過濾器起到溶菌疏導作用,延長其使用壽命。

  臭氧發生器安裝位置有以下幾種方法:

  (1)分體或移動式放在單獨房間內(同上述)

  (2)組裝在空調機組中(此種布置方法主機一般安裝在中效過濾后段或高效過濾器前,但是由于受到空調送風污染,臭氧發生器頻繁故障不能持續運行,此方法基本不用)

  (3)臭氧發生器置于空調機組外,臭氧管路通至總送風管道內,如下圖:

  五、臭氧發生器的選型方法

  根據【消毒技術規范】及實際應用經驗

序號

消毒等級

臭氧濃度(ppm)

臭氧濃度(mg/m3)

1

三十萬凈化級

2.5ppm

5mg/m3

2

十萬凈化級

5ppm

10mg/m3

3

萬凈化級

15ppm

30mg/m3

4

百凈化級

20ppm

40mg/m3

  計算方法:利用HVAC系統集中投加時,臭氧發生器選用按以下方法計算,首先計算實際臭氧消毒體積,實際體積由三部分組織V=V1+V2+V3,V1潔凈區空間體積,V2空氣凈化系統體積,V3循環時空氣損失體積,實際計算過程中V3等于循環系統總風量的1.2%。

  W=C*V/D

  W:實際選用臭氧發生器的產量,單位為g/h;

  V:實際臭氧消毒體積;

  D:臭氧衰退系數0.4208。

  若設計臭氧濃度按空間浮游菌為5ppm,消毒體積10000m3,送風流量100000m3/h

  V1=10000m3

  V2=忽略不計

  V3=100000*1.2%=1200

  實際臭氧消毒體積V=V1+V2+V3=11200m3

  臭氧投加量W=C*V/D=5*2.14*11200/0.4208=284.79g/h

  推薦選擇臭氧發生器的產量為300g/h。

  六、使用臭氧空間消毒的影響因素及注意事項

  1、 臭氧的殺菌效果K為臭氧實際濃度C與作用時間T的乘積即K=C×T。臭氧消毒需要至少要達到閥值濃度,發生濃度低于閥值濃度,是達不到滅菌效果的,而濃度過高會造成運行成本增加,所以應該計算選用合適范圍的發生濃度的臭氧發生裝置。

  2、適當的濕度,臭氧的滅菌效果在濕度為70-80%條件下效果最理想,在濕度低于45%時效果較差,所以一般使用中,應注意在環境中適當增加濕度。

  3、微生物種類、溫度、有機物、pH、水的渾濁度、水的色度以及消毒空間內還原性物質等都可能影響臭氧的殺菌作用,使用時應加以控制。

  4、臭氧對人有毒,使用臭氧殺菌時,嚴禁工作人員進入。國家規定大氣中允許濃度為0.2mg/m3。

  5、臭氧為強氧化劑,對多種物品有損壞,濃度越高對物品損害越重,可使銅片出現綠色銹斑、橡膠老化,變色,彈性降低,以致變脆、斷裂,使織物漂白褪色等,使用時應注意。

  6、由于臭氧只能就地生產,目前最經濟也是技術成熟的產生臭氧的方式為電暈放電,管式臭氧具有結構簡單、性能可靠、運行費用低及調節靈活等優點。

 

 

 

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