水的紫外线和臭氧灭 菌技术/水处理设备/超纯水机

食品工业用水的灭 菌，历来使用以含氯为主的杀 菌剂和热杀 菌方法，除此以外，臭氧处理法、紫外线照射法、膜(UF/MF)处理法等新的处理方法。这些方法各有优缺点，须仔细研究各种方法的性质、适用范围和注意事项之后，再根据具体条件灵活运用。

一、食品工业用水处理过程中的臭氧

所使用的水水质须符合饮用水标准。有的须在水质限浓度标准备范转之内，甚到，根据用途的要求需达到无菌纯水，由于食品工业终成品的种类和工厂的规模不同，情况也是各种各样的。如果不考虑整个操作过程的经济性和维护和管理问题，那么，在终阶段采用0.22um或0.45um的薄膜过滤器(MF)，有可能达到切实灭 菌。

臭氧是强氧化剂。臭氧处理法是利用臭氧分解时，生成的新生态氧的氧化作用和分解能力。表1说明在水处理过程中，臭氧的功能和利用目地。

机能 目地

无机物的氧化 A 金属离子的去除：除铁、除锰、有 机金属化合物的分解;有害物质的去除：氰、NOx、SOx;亚硝酸等的氧化分解。

有 机物的改变 A 脱色;B 减少臭味;C 支除有 机物的预处理;提高活性炭的吸咐性;D生物去除：杀 菌，病例毒的非活化;E 淤泥的去除，F 有 机物合成，维生素的制造;一般药品的制造

有 机物的氧化 E 有 机物的去除。

臭氧处理法，除了灭 菌作用以外，还有脱色、去臭，使难分解的物质变成容易分解的物质，絮凝作用的改善和提高净化能力等。因此，在工厂用水和处理方面，臭氧的应用范围很广，既可以用于处理原水系，生产用水，也可以处理排水，，但是，作为生产用水使用的来菌手段，臭氧处理法的复合作用，在有的场合也并不受欢迎。

水的紫外线照射灭 菌法不是在水中新加入任何不纯物，也不是使被处理的水发生任何化学变化，而是在短的时间内存其设备之内完成灭 菌过程。因此，紫外线杀 菌方法大多适用于清洁的生产用水灭 菌。

在仪器工厂用水的微生物控制方面，与制品的质量恶化、腐败有关的菌种有芽孢菌属的一般细菌，野生酵母类、丝状菌类等。

二 臭氧灭 菌法

1 臭氧的灭 菌机制和灭 菌特性：臭氧分解生成氧和新生态氧。此种新生态氧作用于细菌和病毒等的细胞壁和细胞膜，反应在脂质(类脂化事合物)的双键。在进行这一作用时，细胞膜被破坏，而且SH酵素被破坏，从而达到灭 菌的效果。对于芽孢杆(Bacillus)菌细菌孢子，用浓度0.3-0.5mg/l的臭氧灭 菌剂即可达到灭 菌效果。乳酸菌对臭氧的抵抗力很弱。据报告，初始菌数2.3-5.6×109/ml,经臭氧处理30秒种，细菌大多数死去。

臭氧的杀 菌效果，因微生物种类的不同而有很大差异，这是由于的细胞壁或细胞膜的差异迁成的。

用臭氧处理芽杆菌属的细菌孢子和酵母，需要较长时间，但是，若增加臭氧浓度可使反应时间适当的缩短。在实际使用过程中，可根据菌种确定臭氧的浓度和选定接触反应时间。

按饮用水标准进行的臭氧灭 菌法，接触反应时间性为5-8分种，臭氧发生器出口处的臭氧浓度为0.4mg/l以上(注入率为2-3mg/l)，大多数实例以上述条件为运行管理目标。如果在同样的系统内，将臭氧的注入率增加到5mg/l，根据实验结果，经过此种处理的水，一般来说，细菌是不能存活的。

2 水的臭氧灭 菌方法，不仅是一个灭 菌装置，而应视为一个灭 菌系统。为了建立这样一个系统，须注意事项。

A 选 用具有稳定的臭氧生产能力的臭氧发生机。近年来，臭氧发生机的开发研制和技术水平显著提高。市场上出售的臭氧发生器，各种类型都有，如无声放电式玻璃管式，同板式，陶瓷表面放电式等，三菱电机，住友精密，富士电机等的制造厂商的制品，其性能达到了国 际先进水平。从15G/H的小型机到40KG/H的大型机，均可于供臭氧原料的PSA制氧机配套，形成系列化产品。近加入制造商行列的大手机械制造公司，推出了便携式臭氧机。

B 臭氧原料的精制：除了借助荧光灯制造臭氧或冷藏库使用的小型臭氧机外，对于工业规模臭氧发生机，作为臭氧原料的空气精制除理，除尘、除湿是非常重要的，一般来说：用无声放电臭氧发生机产生臭氧的浓度， 以空气为原料时为1-3percent，以氧为原料时，为2-6percent，如果这个精制处理过程不充分，那么，有仅臭氧的生产效率低，而且原料中的不纯物原封不动地、一部分以氮的氧化物形式进入臭氧处理水理系统。

用于食品制造的生产用水的臭氧杀 菌方法，好采用纯氧或PSA氧浓缩器来供给臭氧原料。

C 水和臭氧的接触反应时间：臭氧注入量和接触反应时间，要根据作为杀 菌对象的微生物的种类及目标灭 菌率而定。可能是由于建造费用的关系，

D臭氧浓度的管理：为了使臭氧灭 菌过程可靠的进行，监测臭氧注入浓度和臭氧溶解度是很重要的，要将他们控制在一个合适的范围内。现在，除了高精度的连续式臭氧浓度测定器，价格低廉的手提式测定器也已研制出来，所以定期进行臭氧浓度测试，并采取补救措施也是必要的。在水的灭 菌过程中，不可避免地要将臭氧排到系统之外，所以须进行除害处理，使排出的臭氧量在允许浓度之下。

三 紫外线照射杀 菌法

1 紫外线杀 菌机理和处理特性

波长200-290mm的紫外线，可透过细菌或病毒的细胞膜对控制着遗传现象和生物机能核酸(DNA)造成损伤，使它失支繁殖能力，从而达到杀 菌的目地。

核酸(DNA)对于波长250-260mm的紫外线，有特别容易吸收的倾向。这就是为什么这种波长的紫外线杀 菌能力强的缘故。按照要杀灭的微生物所需的紫外线照射量进行来菌处理，而又不使水质发生任何变化，在短时间内进行一闪性灭 菌，效果良好。而且，这种处理是在直管流通型的装置内完成的。

在紫外线杀 菌方面，杀 菌力的大小以相对于处理水时的紫外线照射量mw.s/cm2(紫外线照射强度[mw/cm2×时间])来表示。紫外线照射击量的大小与杀 菌率的大小有相关关系。

各种微生物对紫外线的敏感程度，因菌种的不同而有差异。根据以芽孢杆菌属(Bacillus)为对象(含B.subtlis)进行的工厂试验结果表明，在照射量D10=mw.s/cm2时，杀 菌率达到99.5percent。为此，实际装置的设计照射量相当于D10×4，即50mw.s/cm2以上。

2 紫外线杀外国籍法的适用场合及注意事项

a 紫外线杀 菌装置的选定：在选择臭氧发生机时，要以臭氧发生量为标准，而紫外线杀 菌装置则以和处理水量有关的紫外线照射量为选择的标准。杀 菌灯的照度，随着使用时间的延长而衰减，因此所需紫外线照射量的选定，要以灯的寿命终点为标准。

b 需要处理水的性状：使用紫外线杀 菌法，根据所处理水中的菌种所埯要的紫外线照射量进行照射，可初步发挥效果。因而，所处理水的紫外线透过率是个问题。特别是含有混合物的水或糖液，须先考虑由于所处理水(液)的紫外线衰减的因素，之后，再选定所需的紫外线照射量。

c 紫外线灯的温度特性：以前，一般使用的有低压水银灯，在周围温度40-50的条件上，照射率达到峰值，若在水温较低的情况下，则杀 菌效率降低，这一点须考虑到。