臭氧在空间消毒中的应用

2020-10-28 19890 分享

　　臭氧是一种广谱、高效消毒剂，氧化作用极强，反应速度快，有很好的消毒、 除臭作用。臭氧对空气中的微生物有明显的杀灭作用，采用20mg/m3 浓度的臭氧，作用 30min，对自然菌的杀灭率达到90% 以上。目前在我国GMP中臭氧灭菌是被推荐的重要灭菌方法之一。

　　一、臭氧杀菌的作用原理

　　臭氧的灭菌机制及过程类属于生物化学过程，氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶。也可直接与细菌、病毒发生作用，破坏其细胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA，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产和繁殖过程到破坏。 还可以渗透胞膜组织，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，导致细胞溶解死亡。并且将死亡菌体内遗传基因、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。

　　二、臭氧的灭菌优点

　　1、有较高的扩散性：O3是气体， 扩散性能好， 灭菌空间无死角，空间内浓度分布均匀，灭菌效果稳定。

　　2、现行的《消毒技术规范》认定O3为一种广谱高效杀菌剂：O3对多种致病微生物如大肠杆菌 、沙门氏菌、金黄色葡萄菌及肝炎病毒、真菌等均有很好的杀灭作用。科学研究表明：O3具有强烈的杀菌消毒作用，不但对各种细菌（包括肝炎病毒 、大肠杆菌、绿脓杆菌及其它杂菌）有极强的杀灭能力，而且对真菌也有效。目前尚无O3对某些致病微生物产生耐药性的报道 ，克服了传统化学灭菌剂产生耐药性的缺点。

　　3、O3消毒后自然分解为O2，安全无残留，不存在二次污染的可能。

　　4、只需要臭氧发生器，且原料为空气，运行只需要用电，操作简单。

　　5、常温下灭菌，使用范围广。

　　三、臭氧空间消毒参考浓度

　　空间、器具、溶具消毒、保鲜、除臭净化空气中使用臭氧参考浓度

　　备注1、空气中使用臭氧参考浓度（1ppm=2.14mg/m3）

　　2、出自：化学工业出版社，2003.3【臭氧技术及应用】

　　四、臭氧空间消毒的主要应用

　　1、食品车间

　　食品加工车间臭氧深度要求相对较低，一般达到2.5ppm即可。对于不同的食品储存的物质不同设计不同的臭氧浓度。臭氧投加方式一般采用布管式，如下图：

　　对于小车间可采用分体或移动式放在单独空间中，一般要放置高处，因为臭氧比重在空气中较大，易下降，放置高处的目的主要是有利于臭氧的散播。

　　2、制药厂

　　利用HVAC系统的循环风作为臭氧的载体，即将臭氧发生器生产的臭氧化气体由HVAC系统中净化风机产生的压力风源，扩散至所控制的整个洁净区域，并且使空气中臭氧浓度均匀，在洁净区域的生产环境中不增加任何消毒设备，即可达到灭菌的目的，同时对HVAC系统起到杀灭杂菌和霉菌的效果，实践发现，该消毒灭菌方式还能对高效过滤器起到溶菌疏导作用，延长其使用寿命。

　　臭氧发生器安装位置有以下几种方法：

　　（1）分体或移动式放在单独房间内（同上述）

　　（2）组装在空调机组中（此种布置方法主机一般安装在中效过滤后段或高效过滤器前，但是由于受到空调送风污染，臭氧发生器频繁故障不能持续运行，此方法基本不用）

　　（3）臭氧发生器置于空调机组外，臭氧管路通至总送风管道内，如下图：

　　五、臭氧发生器的选型方法

　　根据【消毒技术规范】及实际应用经验

　　计算方法：利用HVAC系统集中投加时，臭氧发生器选用按以下方法计算，首先计算实际臭氧消毒体积，实际体积由三部分组织V=V1+V2+V3,V1洁净区空间体积，V2空气净化系统体积，V3循环时空气损失体积，实际计算过程中V3等于循环系统总风量的1.2%。

　　W=C*V/D

　　W:实际选用臭氧发生器的产量，单位为g/h；

　　V:实际臭氧消毒体积；

　　D:臭氧衰退系数0.4208。

　　若设计臭氧浓度按空间浮游菌为5ppm，消毒体积10000m3，送风流量100000m3/h

　　V1=10000m3

　　V2=忽略不计

　　V3=100000*1.2%=1200

　　实际臭氧消毒体积V=V1+V2+V3=11200m3

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

　　推荐选择臭氧发生器的产量为300g/h。

　　六、使用臭氧空间消毒的影响因素及注意事项

　　1、 臭氧的杀菌效果K为臭氧实际浓度C与作用时间T的乘积即K＝C×T。臭氧消毒需要至少要达到阀值浓度，发生浓度低于阀值浓度，是达不到灭菌效果的，而浓度过高会造成运行成本增加，所以应该计算选用合适范围的发生浓度的臭氧发生装置。

　　2、适当的湿度，臭氧的灭菌效果在湿度为70-80%条件下效果最理想，在湿度低于45%时效果较差，所以一般使用中，应注意在环境中适当增加湿度。

　　3、微生物种类、温度、有机物、pH、水的浑浊度、水的色度以及消毒空间内还原性物质等都可能影响臭氧的杀菌作用，使用时应加以控制。

　　4、臭氧对人有毒，使用臭氧杀菌时，严禁工作人员进入。国家规定大气中允许浓度为0.2mg/m3。

　　5、臭氧为强氧化剂，对多种物品有损坏，浓度越高对物品损害越重，可使铜片出现绿色锈斑、橡胶老化，变色，弹性降低，以致变脆、断裂，使织物漂白褪色等，使用时应注意。

　　6、由于臭氧只能就地生产，目前最经济也是技术成熟的产生臭氧的方式为电晕放电，管式臭氧具有结构简单、性能可靠、运行费用低及调节灵活等优点。