臭氧在制药行业的应用

卫生部《臭氧消毒技术规范》臭氧又名三子氧，分子式为O3，分子量为48.00一、理化特性：臭氧在常温下为带蓝色旳爆炸性气体，有特臭，为已知最强旳氧化剂，密度为1.658(空气=1)。

臭氧气体经冷解决后可呈液状，其液体密度为1.71，沸点为-112.3℃,在水中溶解度比氧高，但因分压较低，故在平时使用温度与压力下，只能得到每升数毫克旳溶液，含臭氧旳溶液，温热时会爆炸。

臭氧旳稳定性极差，在常温下可自行分解为氧，在270℃高温下可立即转化为氧。

1%水溶液在常温大气中半衰期为16分钟，因此臭氧不能像其他工业气体同样可以用瓶贮存，一般为现场生产，立虽然用。

二、杀菌作用：臭氧是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌毒素。

臭氧在水中杀菌迅速较氯快。

三、影响杀菌作用旳因素：①ＰＨ：用臭氧水溶液消毒时，若ＰＨ增高，则所需浓度必须增长。

②湿度：用臭氧熏蒸消毒时，相对湿度高则效果好，低则效果差，对干燥菌体几乎无杀菌作用。

③温度：温度减少有助于臭氧旳溶解，可增强其消毒作用，甚至在0℃亦能保持较好旳杀菌效果，如水温为4－6℃时，臭氧杀菌用量为100，水温10－21℃时为160，水温36－38℃时则为320，有机物可减少其杀菌作用。

四、毒性：空气中臭氧浓度达0.01-0.02mg/L时即可嗅知：浓度达到1mg/L时，可引起呼吸加速、变、胸闷等症状，在２.5-5mg/L时，可引起脉搏加速，疲倦、头痛，停留1小时可发生肺气肿，以至死亡，作业现场空气中容许旳阀限值为0.2mg/m3。

五、腐蚀性：臭氧为强氧化剂,可损坏多种物品,浓度越高对物品损害越重,可使铜片浮现绿色锈斑,特别是使橡胶老化,色变暗,弹性减少,以致变脆,断裂,使织物漂白褪色。

六、稳定性:臭氧稳定性极差，常温下即可自行分解为氧，停止发生后，通风30－60分钟后，其浓度与大气水平同样。

七、使用范畴：在消毒方面，臭氧旳用途重要有如下几种：1、液体消毒：饮用水、工业生活污水和饮料水旳净化消毒。

臭氧催化氧化技术机理及应用介绍制药废水、印染废水、石油化工废水等工业废水具有生物毒性大，可生化性低，传统的生物处理方法难以实现污染物的降解。

为了保护水环境，国家出台了更加严格的污染物排放标准，新标准的实施将有效减少污染物排放，但也给企业带来了新的压力。

技术成熟的大型企业，主体工艺的大幅度改变难度较大，因此，急需开发应用新型污水处理技术，以实现工业废水的达标排放。

臭氧是一种强氧化剂，氧化性仅次于氟和•OH，臭氧氧化具有反应速度快、无二次污染、占用空间小、无额外运输费用及管理安全问题等优点，臭氧在催化剂的作用下能够形成•OH，加快反应速率，对有机物的分解更加彻底。

结合臭氧催化氧化技术原理，讨论了臭氧催化氧化技术在不同类型污水处理领域的应用与特点。

一、臭氧催化氧化技术原理臭氧催化氧化技术分为均相臭氧催化氧化技术与非均相臭氧催化氧化技术。

均相臭氧催化氧化技术通过引入紫外光或加入溶液状态的催化剂形成催化氧化体系。

均相臭氧催化氧化的一种反应机理是臭氧在催化剂的作用下分解生成自由基，这是一种类Fenton反应机理；另一种是过渡金属离子与有机物之间发生复杂的配位反应，形成金属络合物，发生氧化还原反应的能力增强，更容易被臭氧降解，达到催化的作用。

非均相催化臭氧化技术中的催化剂以固态形态存在，易与水分离，能够避免催化剂的流失，减少后续处理成本。

常见的催化剂类型有活性炭催化剂、金属氧化物催化剂、负载型催化剂。

非均相催化氧化的催化剂反应机理一般是自由基反应机理、表面配位络合机理及协同作用机理。

二、臭氧催化氧化技术在水处理行业中的应用1、在制药废水处理中的应用制药废水成分复杂，具有有机污染物种类多、毒性大、COD及NH3-N浓度高、色度高、可生化性差等特点。

非均相臭氧催化氧化技术工艺简单，二次污染小，能够降低污水色度、毒性，对于处理制药废水具有较好的处理效果。

谷俊通过臭氧催化氧化的小试与中试，探究了在一级好氧出水或总出水增加臭氧催化氧化装置对制药废水的处理效果，发现催化氧化装置无论是置于一级好氧池出水还是在总出水位置，都具有稳定的去除能力，能够保证废水达标排放，但在一级好氧池出水增加，臭氧催化氧化装置可以在较低臭氧浓度下将大分子难降解有机物降解为中间产物，提高可生化性，再通过二级好氧处理去除中间产物，相对于在总出水位置增加臭氧催化氧化装置，这种工艺臭氧使用量少，产泥量低，能够显著降低投资、运行成本。

臭氧可以有效对空气和水进行消毒，因此臭氧的应用领域十分的广，涉及到所有的领域，以下是展坤刘梅整理的臭氧主要的应用领域。

一．食品行业（1）冷库：臭氧对冷库、气调库中的果品、鸡蛋、鱼、肉类食品的贮存起到了防霉保鲜之功效。

1995年至1996年间，日本、法国和澳大利亚相继立法，允许臭氧在食品工业中广泛使用。

而美国在食品加工企业的努力推动下，美国电力研究院（EPRI）于1996年组织了臭氧和食品界的科学技术专家委员会，开始调查并评估臭氧应用于食品工业的历史背景、现状与前途。

委员会利用1年时间对臭氧应用，包括：杀菌、鸡蛋消毒、果蔬贮藏、水产品保鲜、肉类保鲜、家禽加工等37个食品加工业所用的臭氧空气处理进行了文献检索、论证及实验表明，在1997年提出科学结论，明确了臭氧应用与食品加工业符合GRAS标准——这个结果成为美国食品加工业广泛使用臭氧的基础。

随后美国食品与医药管理局（FDA）放弃了以往在食品加工生产中使用臭氧的限制政策，承认臭氧应用于食品生产过程符合通用安全标准（GRAS）的要求。

之后，专家们还对臭氧化水在食品工业上的应用、气相臭氧在食品加工中的应用、臭氧处理食品的营养影响及处理食品的安全性和毒性等作了相关的研究，这些研究均表明：臭氧作为食品杀菌剂和消毒剂使用是安全无害的，在适宜的用量和良好的加工条件下使用符合GRAS要求。

（2）食品生产用水：食品生产用水贯穿在产品从原料清洗至最终成形的每一个步骤之中，可以说是实现食品安全生产的最重要保证。

资料显示，我国部分食品生产企业的生产用水，在某种程度上来说，基本上处于没有质量把关的状态，也就是说，以不洁净的水生产出来的食品成品或半成品，很难达到无菌或卫生合格达标的界限。

食品生产用水、需要大量的洁净水，在生产成本中也是一项较大的开支。

目前食品生产企业普遍存在两种状况：一是使用已被污染的水源；二是加工用水回用或延长使用时间。

应用臭氧技术来保证食品生产用水的安全卫生，是从源头上解决产品质量控制、从根本上杜绝产品质量问题的最好解决方案。

国家卫生部规定的臭氧安全浓度为0.1ppm，工业卫生标准为0.15ppm，劳动保护部门规定在安全浓度下允许工作不超过10小时。

然而，人们能闻到的臭氧浓度一般为0.02ppm，离安全浓度还相差甚远。

由于臭氧有强烈刺激性，人们在感到不适时早已避开，因此在使用过程中一般不会出现中毒现象。

臭氧消毒原理臭氧消毒原理可以认为是一种氧化反应。

（1）臭氧对细菌灭活的机理：臭氧对细菌的灭活反应总是进行的很迅速。

与其它杀菌剂不同的是：臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应, 穿入菌体内部，作用于蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌死亡。

臭氧还作用于细胞内的核物质，如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA。

（2）臭氧对病毒的灭活机理：臭氧对病毒的作用首先是病毒的衣体壳蛋白的四条多肽链，并使RNA受到损伤，特别是形成它的蛋白质。

噬菌体被臭氧氧化后，电镜观察可见其表皮被破碎成许多碎片，从中释放出许多核糖核酸，干扰其吸附到寄存体上。

臭氧杀菌的彻底性是不容怀疑的对臭氧空气消毒的正确认识和建议在气相条件中，臭氧杀灭微生物的效果，取决这几个主要因素：臭氧阀值浓度，即当臭氧空气浓度在达到此浓度要求时，才能具有杀灭微生物的能力；微生物种类；处理时间；臭氧分布方式；空间内的温度和湿度条件；室内墙面、顶棚、地板及其他装饰材料的还原性影响等。

气相条件下，臭氧对微生物的杀灭效果是有区别的，经实验证明，臭氧对人、动物的致病菌、病毒具有很强的溶菌性杀灭作用。

影响气相臭氧杀菌效果的环境因素主要是温度和湿度。

一般情况下，温度低、湿度大则杀灭效果好，相对湿度＞70％，杀灭效果能很好的体现出来。

这是由于相对湿度提高，可以使细胞膨胀，细胞壁变薄，使之更容易受到臭氧的渗透溶解。

臭氧的毒性、腐蚀性及安全性解释：臭氧是无毒物质安全气体，谈到它的毒性主要是其强氧化能力，在浓度高于1.5ppm以上时，人员须离开现场，原因是臭氧刺激人的呼吸系统，造成呼吸系统的应激性反应，严重的会造成可逆性伤害，为此，国际臭氧协会（IOA）制定卫生标准：国际臭氧协会：0.1ppm，接触10小时；美国：0.1ppm，接触8小时；中国：0.15ppm，接触8小时文献报告，臭氧浓度在0.02ppm时，嗅觉灵敏的人便可觉察，称为感觉临界值，浓度在0.15ppm时为嗅觉临界值，一般人都能嗅出，也是卫生标准点。