臭氧灭菌在生物制品工艺用水中的应用与

点赞:34279 浏览:157875 近期更新时间:2024-02-26 作者:网友分享原创网站原创

【摘 要】臭氧在饮用水处理中的应用已经有一百多年的历史.但是由于其技术复杂、成本昂贵,使应用受到限制.自二十世纪七十年代以来,由于水污染的加剧和公众健康意识的提高,迫使人们对生物制品工艺用水在传统处理工艺的基础上采用新的手段,经过长期的研究和实践,以臭氧为主的灭菌自来水和低浓度盐水处理应用技术,以其良好的处理效果逐步成为生物制品行业工艺用水的首选[1].

【关 键 词】臭氧灭菌生物制品工艺用水

臭氧自1785年发现以来,作为一种气体杀菌剂广泛应用在生物制品加工、运输、贮存、自来水生产等领域[2],因为它不但能对空间消毒灭菌,而且也能作用于物体表面和内部,特别是近年来由于人们对臭氧利用技术了解的深入和研究,其作为世界上最廉价的消毒灭菌剂,和臭氧杀菌后不会象化学消毒剂那有样留有残留的巨大优势,使其臭氧水灭菌技术在生物制品用水过程中越来越受到人们的重视.

臭氧作为一种广谱高效杀菌剂,可以快速的杀灭各种细菌繁殖体和芽孢、病毒和真菌,如大肠杆菌,沙门氏菌、金葡萄糖球菌、枯草杆菌、黑色变种芽孢、黑曲霉、乙型肝炎表面抗原等[3].其在生物制品行业与化学消毒剂相比,具有不产生残留造成污染方面具有独特优势,即使与紫外线照射相比,也具有不存在死角和大大缩短杀菌时间等优势.臭氧目前已成为世界公认的广谱、快速、高效、且又不存在有毒残留物的环保型、经济型的消毒剂[4].我们根据生产过程中的实际情况对投放不同臭氧量、调配不同盐浓度等因素分别进行了臭氧灭菌的的研究与分析.

1试验部分

1.1试验材料

试验用水取自本车间贮罐内自来水.

菌检用培养基:孟加拉红培养基、菌落总数培养基、月桂基硫酸盐胰蛋白胨肉汤培养基、煌绿乳糖胆盐肉汤培养基.

1.2试验装置与流程设计

本试验采用内置式空压机一体式臭氧发生器(JY-BXS-100A,徐州金源臭氧设备有限公司),循环装置设计流量为20m3/h,系统总容积20.2m3,其中管道容积为0.2m3,由20m长的304不锈钢管道连接而成.灭菌反应器为自制20m3不锈钢贮水罐,容积共20m3.装置运行时,经罐底管道流出的水与臭氧发生器制备的臭氧在气液混合泵(50KY-12,杭州南方泵业有限公司)中混匀后进入反应器,然后通过泵的混合实现反应器内水的循环.实验装置示意图见图1.

1.3试验方法

本实验在以上臭氧灭菌装置中进行,实验步骤如下:

(1)往20m3的储水罐打满自来水,为验证臭氧灭菌效果,本试验在储水罐中加入了固定量的异养菌(从冷凝水系统中分离出来);(2)打开罐底阀门并开启气液混合泵和臭氧发生器;(3)按实验设计的臭氧投加量、时间间隔等从储水罐底部取样口取样对细菌、霉菌、大肠杆菌进行检测.

1.4菌检项目与检测方法

微生物指标均按照生物制品安全国家标准检测方法测定,主要测定项目及参考国标如表1所示.

2试验结果与分析

2.1臭氧投加量对灭菌效果的影响

臭氧投加量是影响灭菌效果的决定性因素之一,本实验考察了灭菌时间为20min,臭氧投加量分别为20g/20m3、30g/20m3、40g/20m3和50g/20m3时对水中菌落总数、霉菌和大肠杆菌灭菌效果的影响,结果如表2所示.

由表2可以看出,在臭氧灭菌时间为20min时,臭氧投加量越大灭菌效果越好.当臭氧投加量达到50g/20m3时,达到杀灭水中所有菌群的剂量.

2.2处理时间对灭菌效果的影响

臭氧投加量固定的情况下,臭氧与水的混合效果决定了灭菌效果,本实验考察了臭氧投加量为30g/20m3,罐内水循环时间分别为10min、20min、30min和40min时对水中菌落总数和霉菌灭菌效果的影响,结果如表3所示.


由表3可以看出,在臭氧投加量固定的情况下,罐内水循环时间越长灭菌效果越好.在循环时间达到或超过20分钟时水中残留的菌落总数、大肠杆菌数均达到GB5749-2006卫生标准,继续延长作用时间对灭菌效果无显著影响.

2.3盐浓度对灭菌效果的影响

本实验考察了灭菌时间为40min、臭氧投加量为30g/m3时,罐内水NaCl浓度分别为0%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%时对水中菌落总数、霉菌和大肠杆菌灭菌效果的影响,结果如表4所示.

臭氧灭菌在生物制品工艺用水中的应用与参考属性评定
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由表4可以看出,盐浓度在0~1.0%时虽然最终灭菌效果均能达到GB5749-2006卫生标准,但是随着盐浓度的升高臭氧灭菌的效果略有降低,原因可能是盐水改变了微生物的渗透压,使之更为耐受臭氧.因此,低盐浓度更利于臭氧发挥灭菌作用.

3结语

为使臭氧灭菌效果发挥到最佳,选择合适的气液混合方式是至关重要的,本实验设计的臭氧灭菌装置不但能使臭氧和水混合得比较均匀,而且能实现臭氧和水在罐内的循环再混合,从而让臭氧与细菌等充分接触达到了良好的灭菌目的.臭氧灭菌能力受臭氧投加量、灭菌时间影响较大,本实验中当臭氧投加量达到50g/20m3灭菌时间为20min时,灭菌率为100%;当灭菌时间为40min,臭氧投加量为30g/20m3时也能杀灭所有细菌、霉菌和大肠杆菌;在低盐浓度时,臭氧灭菌效果略受影响,但是也能达到GB5749-2006卫生标准,臭氧在无盐环境中更有利于提高灭菌率.