臭氧,化学式为O3,又称三原子氧、超氧,因其类似鱼腥味的臭味而得名,在常温下可以自行还原为氧气。比重比氧大,易溶于水,易分解。由于臭氧是由氧分子携带一个氧原子构成,决定了它只是一种暂存状态,携带的氧原子除氧化用掉外,剩余的又组合为氧气进入稳定状态,所以臭氧没有二次污染。
臭氧具有极强的氧化性和杀菌性能,是自然界最强的氧化剂之一。作为强氧化剂,其特点如下:①可用作选择氧化、主产品得率高;②氧化温度低,在常压下氧化能力也较强,且对敏感物质的氧化有利;③反应速度快,可定量氧化;④使用与制造方便。
臭氧的应用基础是其极强的氧化能力与杀菌能力。臭氧的应用按其作用分类,可分为:杀菌、脱色、脱臭、脱味及氧化分解。按其应用领域分,主要应用在以下领域:水处理;食品加工、存储、保鲜;家用电器;医疗卫生;化学氧化。
臭氧除菌过程
1、臭氧对细菌繁殖体
在经过长时间的实验中得知臭氧气体对空气中绿脓杆菌的杀灭作用情况。在15℃,湿度73%,臭氧浓度0.08-0.6ppm时,30分钟内杀灭率达到99.9%以上;伍学洲等试验臭氧对大肠杆菌杀灭率为%,对金*色葡萄球菌杀灭率为95.9%,对绿脓杆菌杀灭率为89.8%,顾士圻等试验,臭氧对大肠杆菌和金*色葡萄球菌杀灭率分别为99.7%、99.9%。居喜娟等试验用臭氧可杀灭空气中的白色葡萄球菌99.99%;Burleson(国外)等试验将臭氧气体通入染有金*色葡萄球菌、大肠杆菌、荧光假单胞菌、鼠伤寒沙门氏菌、福氏痢疾杆菌、霍乱弧菌的磷酸盐缓冲液中,作用15秒后,以上细菌全部杀灭;白希尧等发现臭氧水溶液杀菌作用强大,且速度极快,浓度为0.3mg/L的臭氧水溶液作用1分钟,大肠杆菌和金*色葡萄球菌的杀灭率均达%。
2、臭氧对细菌芽胞
以5.5mg/m3的臭氧作用下45分钟,可将mL塑料瓶内滴染的枯草杆菌黑色变种芽胞%杀灭;在1m3试验柜内,开启mg/h的臭氧发生器60分钟可对空气中的枯草杆菌黑色变种芽胞杀灭率达99.95%;在动态试验条件下,将臭氧气体通入染菌井水中,臭氧浓度达3.8-4.6mg/L时,作用3-10分钟,水中枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率达99.%。
3、臭氧对病*
4.臭氧对真菌
臭氧浓度为9.6mg/L时,作用分钟对杂色曲霉与桃色拟*霉的杀灭率达%,对蜡叶枝孢霉23mg/L30分钟、青黑霉在12.5mg/L作用35分钟、桔青霉在15.4mg/L作用30分钟,尖镰孢霉在15.5mg/L时作用20分钟,均可达%灭活率。对于烟曲霉、细交链孢霉、爪哇毛霉等,在臭氧浓度为3.85-10.7mg/L时作用10-20分钟灭活率达96.4%。伍学洲等发现,臭氧在30分钟内对青霉菌的杀灭率为93.8%,对毛霉菌的杀灭率为%;白希尧等报告,浓度为15mg/L的臭氧水溶液作用1分钟,可%地杀灭试验中的黑曲霉和酵母。
5、臭氧对原虫
6、臭氧的广谱杀菌原理
臭氧的灭菌速度和效果是无与伦比的,它的高氧化还原电位决定了它对氧化、脱色、除味方面的广泛应用,有人研究指出,臭氧溶解于水中,几乎能够消杀水中一切对人体有害的物质,比如铁、锰、铬、酚、苯、氧化物等,还可分解有机物及灭藻等。
臭氧是一种强氧化剂,氧化能力仅次于氟(F2),杀菌效果与氧乙酸相当,强于甲醛,比氯高1倍多。臭氧的杀菌消*功能与一般杀菌剂不同,一般杀菌剂是起进行性、积累性的杀菌作用,而臭氧的杀菌作用是急速的,当其浓度超过一定阈值后,消*杀菌作用甚至可以瞬间完成。臭氧正是凭借这种强大、快速的氧化能力而达到杀灭昆虫和微生物的目的。
一般认为臭氧的杀虫机理为当害虫吸入臭氧时,臭氧的强氧化作用将它们的呼吸和循环系统氧化破坏,使其窒息死亡至于臭氧杀菌机理,一般认为臭氧首先作用于真菌、细菌等微生物的细胞膜,使细胞膜受到损伤,并继续渗到膜内组织,与细胞中的多种成分产生反应,产生不可逆转的变化,导致新陈代谢障碍,并抑制其生长,直至细胞死亡。臭氧具有极强的分解能力,可快速强力杀灭水中、空气中及附首面上的各种细菌,致病微生物,病*真菌及原虫等。臭氧处理具有反应速度快、效率高、无残留物、不产生二次污染等优点。
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