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臭氧在空间消毒中的应用

2020-10-28 842 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

用途

种类

浓度ppm

每m3每小时臭氧量(mg)

使用方法

消毒

医用器具

20

50-100

20ppm消毒时间60min(国标yy0215.2-95)

冷库

6-10

15-25

根据库容和污染程度连续开机,主要杀灭霉菌

食品车间

1.0-1.5

2.5-3.5

班后开机送O3气体

病房、手术室

10-20

25-50

需要消毒时开机,按标准检查细菌总数

工作服

10-20

25-50

相对湿度90%左右,衣服用衣架挂起

防毒保鲜

一般场所

1-2

2.5-5

定期开机

鸡蛋

2-2.5

5-5.5

间断供给O3气体,每天开机2-3次

香蕉

2.5-3.5

5.5-8

苹果

2.0

5

叶绿素少蔬菜

1.5-1

3.5-2.5

鱼、干酪

0.5-1

1.5-2.5

 

除臭净化

 

 

 

 

停尸房

3

7

有臭味即开机除臭

鱼类加工厂

3

7

污染气体进入处理管理,在管道内投入O3气体氧化除臭。如车间内异味严重,应在车间进风口投加O3气体为宜。

屠宰车间

2-3

5-7

脂肪酸加工

10

25

橡胶厂

3-10

7-25

垃圾废物处理

10

25

污水处理厂

1-2

2.5-5

  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

序号

消毒等级

臭氧浓度(ppm)

臭氧浓度(mg/m3)

1

三十万净化级

2.5ppm

5mg/m3

2

十万净化级

5ppm

10mg/m3

3

万净化级

15ppm

30mg/m3

4

百净化级

20ppm

40mg/m3

  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。