周秀美
上海城投水务（集团）有限公司制水分公司闵行水厂 上海 200245
摘要：近年来，我国的臭氧消毒技术发展迅速。本文主要综述了臭氧消毒技术的研究现状，包括消毒机理以及主要影响因素，如温度、ｐＨ、有机物、颗粒物和无机离子等对消毒效果的影响，并介绍了消毒联合工艺研究进展。总体而言，臭氧具有较强的杀菌能力，是有较好前景的消毒技术。
关键词：臭氧消毒；影响因素；组合工艺
引言
臭氧是一种不稳定的具有氧化性质的气体，在医学领域的应用已有100多年的历史，具有杀灭多种病原微生物，重建皮肤氧化还原环境平衡，调节免疫功能，抗炎镇痛功效，同时可以促进病灶部位血液循环，提高细胞生物活性，加强机体新陈代谢，封闭伤口，防止病原微生物感染，加速伤口愈合等作用，目前广泛应用于皮肤病、感染性创面等临床治疗，具有成本低，见效快，无毒副作用，无残留无污染，无抗、耐药性，无刺激性，无致突变性特点。
1臭氧消毒机理
水中臭氧氧化反应有以下2个途径：分子直接氧化；臭氧自身分解或与水中无机、有机化合物反应形成游离基（过氧化氢、超氧自由基、羟基自由基）的间接氧化。臭氧对微生物灭活作用，是由其强氧化性和生物膜扩散能力所决定的，其作用机制可归结为以下三点：①臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶，使细菌灭活死亡。②直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞壁、ＤＮＡ和ＲＮＡ，细菌的新陈代谢受到破坏，导致死亡（ＤＮＡ－核糖核酸；ＲＮＡ－脱氧核糖核酸。病毒是由蛋白质包裹着一种核酸的大分子；病毒只含一种核酸）。③渗透胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生透性畸变，溶解死亡。
2臭氧发生的方法
臭氧的合成可以利用高压电离或者紫外线的照射，促进氧气的分解聚合而形成，其也可以利用电解水法获得。由于臭氧的不稳定性使其很难实现瓶装贮存，一般只能利用臭氧发生器现场生产，随产随用。臭氧发生器按臭氧产生的方式划分，主要有紫外线照射式、电解式、高压放电式3种。（1）紫外线照射式臭氧发生器是使用特定波长的紫外线照射氧分子，使氧分子分解而产生臭氧。由于紫外线灯管体积大、臭氧产量低、使用寿命短，所以这种发生器使用范围较窄，常见于消毒碗柜上使用。（2）电解式臭氧发生器通常是通过电解式纯净水而产生臭氧，这种发生器能制取高浓度的臭氧水，制造成本低，使用和维修简单。但由于臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点，其用途范围受到限制，目前这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用。（3）高压放电式臭氧发生器是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电场，使电场内或电场周围的氧分子发生化学反应，从而制造臭氧。这种臭氧发生器具有技术成熟，工作稳定，使用寿命长，臭氧产量大等优点，是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。
3臭氧消毒效果影响因素研究现状
3．1温度
微生物生长所需的最主要的因素就是温度。温度主要通过反应速率、溶解度以及半衰期等三个方面影响臭氧消毒。温度升高虽然可以使微生物与臭氧反应的速率加快，但与此同时会导致臭氧在水中的溶解度下降，半衰期缩短。当臭氧与隐孢子虫、贾第鞭毛虫等较难灭活的微生物反应时，反应速率为主导因素；当臭氧与ＨＡＶ、大肠杆菌等较易灭活的微生物反应时，由于反应速率都比较快，对臭氧消毒的影响不大，所以臭氧的溶解度与半衰期成为影响臭氧消毒的主要因素。
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3．2ｐＨ
水质最为重要的指标就是ｐＨ，其对臭氧的消毒基本是没有影响的。ｐＨ仅在短时间影响臭氧消毒效果，而当臭氧消毒时间延长时，ｐＨ对其消毒效果影响甚微。因此ｐＨ对臭氧的实际应用影响不大。另外臭氧本身对水的ｐＨ值影响也较小，在同等条件下。氯使水的ｐＨ可以由7．5变到８．0，而臭氧则不会对水的ｐＨ产生任何改变。
3．3有机物
通过很多的研究表明，有生物的增加臭氧对微生物的灭火率就会大大降低。有机物对臭氧灭活微生物的影响较大，这可能是由于臭氧的氧化性极强，能与大部分有机物发生反应，从而消耗大量消毒剂，灭活率大大降低。
3．4颗粒物
在对臭氧进行消毒时，消毒效果会受颗粒物存在的影响。浊度对臭氧灭活隐孢子虫的影响较小，且影响仅在灭活初期。浊度对臭氧灭活微生物的影响可能由于颗粒物对微生物表面的保护作用削弱了灭活效果。
3．5无机离子
在天然水体中会含有很多的无机离子，其对臭氧灭活微生物同样具有一定的影响。无机阳离子对臭氧消毒也有一定的影响，Ｃａ2＋、Ｍｇ2＋、Ｃｕ2＋三种离子均对臭氧灭活有一定程度的促进作用，其灭活率从99．1％上升为99．5％、99．5％和99．2％。金属阳离子促进细菌、病毒等生物体的灭活作用，可能主要由于二价阳离子是细胞表面蛋白的活性因子，吸附在细胞表面后打开某些“盐桥”和物质输送通道，促进氧化剂直接攻击细胞内质，但机制尚不确定，还有待进一步的研究。
4臭氧消毒技术独特的优越性
4.1 消毒无死角，杀菌效率高，除异味
消毒进行时臭氧发生装置产生一定量的臭氧，在相对密闭的环境下，扩散均匀，通透性好，克服了紫外线杀菌存在的消毒死角的问题，达到全方位、快速、高效的消毒杀菌目的。另外，由于它的杀菌谱广，既可以杀灭细菌繁殖体，芽孢，病毒，真菌和原虫孢体等多种微生物，还可以破坏肉毒杆菌和毒素及立克次氏体等，同时还具有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。
4.2 无残留、无污染
臭氧在消毒氧化过程中，多余的氧原子在30min后又结合成为分子氧，不存在任何残留物质，解决了消毒剂消毒时残留的二次污染问题，同时省去了消毒结束后的再次清洁。总之，臭氧技术已经越来越广泛的应用于很多领域，也已经尽显出它独特的优越性，但也存在着一些实际问题，因此，也给研究者们带来了难得的机遇和挑战，相信在不久的将来会逐步成熟和推广。
结语
目前，国内外对于臭氧在饮用水消毒工艺中的应用研究较多，对于臭氧消毒机理、影响因素以及联合工艺有较为深入的研究，并且也有一些应用实例。然而，研究大多集中在病毒对各种消毒方法抗性的比较，针对实际水源影响因素的研究以及新工艺的开发尚存在较大的空间。此外，在我国相应病毒指标体系尚未成熟。因此，我国可以借鉴国外的先进经验，加强对水中病毒消毒技术的研究，逐步实现饮
参考文献：
[1]李西峰等.臭氧技术应用于卫生除害处理的可行性研究[J].中国国境卫生检疫杂志.2009（6）.
[2]高虎杉等.臭氧消毒技术在室内环境中的应用探讨[J].洁净与空调技术.2011（3）.
[3]王琨，吕春梅，李宏伟.通风、过氧乙酸和臭氧氧化降低室内微生物[J].环境工程.2004，22（5）.
论文作者:周秀美
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第19期
论文发表时间:2018/2/3
标签：臭氧论文; 微生物论文; 灭活论文; 细菌论文; 技术论文; 紫外线论文; 病毒论文; 《建筑科技》2017年第19期论文;