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臭氧消毒技术在泳池水处理方面的应用机制

臭氧灭菌的高洁净性:应用臭氧灭菌是取之于自然,作用后又自行还原于自然,臭氧快速自然分解为氧的特性,是臭氧作为消毒灭菌剂的独特优点。臭氧在生物氧化灭菌过程中多余的氧原子会自行重新结合成为普通分子(O2)不存在任何有毒残留物故称无污染消毒剂。

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臭氧消毒技术在泳池水处理方面的应用机制


一、臭氧的应用改进了氯化法泳池水的水质


  我国目前水处理过程中,广泛使用氯或氯化合物为杀菌剂,泳池水杀菌则几乎全依赖氯剂。早在100年前人们就开始使用氯剂进行消毒,其中尤以元素氯可以迅速杀死大多数微生物,而且可以保持水中足够余氯使抑制作用得以保持而得到推广。氯具有价格低廉,来源方便的特点,在泳池水的处理上至今仍被继续大量采用。池中的污染物主要为尿素即由泳者带入的细菌。一个泳者据称能带入30-40亿个细菌及0.5克有机物。氯在杀死细菌的同时却与尿素、有机物形成氯化胺及三卤甲烷(THM),氯化胺的挥发性很大是造成室内游泳池大厅内特殊气味的主要化合物,对人的眼、耳、鼻、喉粘膜产生刺激。THM则已被确认为对小白鼠具有致癌性。美国环保局(EPA)2001723日在因特网上公布了THM有害健康的论点,并称有些人由于长期饮用THM超标水(EPA标准为100μg/L),可能导致肺、肝及中枢神经系统的癌变,在泳池水中THM的存在,可通过人的呼吸、皮肤的呼吸及渗透对健康构成一定危害。环保工作者还发现THM一旦生成,在自然环境中不易分解而发挥到大气层中,在到达大气对流层后的半衰期可长达2-3个月,在此期间将造成对大气臭氧层的破坏,形成了对人类可持续发展的威胁。


  针对以上问题,臭氧处理泳池水的技术得到了进一步发展。臭氧被证明是水处理过程中除氟以外最强的氧化剂,他首先能以比氯高出百倍的反应速度分解有机物,防止氯与尿素化合成氯胺,又能氧化THM的前驱物(Precursor),而使THM大大降低。此外,臭氧分解后在水中形成的羟基能够使多价金属离子水解成胶体化合物,通过砂滤器而被过滤掉,这不仅使水的感观得到改进,尤其是水中有机物被氧化分解,后又被过滤去除,因此即使为了防止交叉感染,泳池中还需保持0.5mg/L左右余氯,氯剂的投加量大为降低,一般只为单独使用氯剂的15~20%


  经验证明,返回泳池水中的残留臭氧低于0.15mg/L,并不会造成任何不利影响,即使长期游泳也不致产生健康危害,西方工业国家尤其是欧洲,不仅普遍接受了这一事实,在约30,000个泳池中使用臭氧,并进一步发展传统的德国标准,实现了完全取消氯剂的杀菌技术。这一技术主要在法国及一些非德语国家推广应用达30多年,积累了大量有益的经验,并为臭氧处理池水技术的发展提供了系统、实用的经验。美洲国家,包括美国近年来已注意到这一情况,开始大量采用臭氧技术,发展的势头很快,但在应用比例上还低于欧洲国家。


  我国游泳运动发展得较晚,泳池的建设规模较小,臭氧技术应用不多。近期,随着对外开放,一些举行正式或国际比赛的泳池已按国家规定或规范设置臭氧处理装置。此外,一些公众性泳池、高档宾馆、小区的泳池也都提出了采用臭氧技术的要求。人们对于个人卫生的保护意识在此次“非典”危害中得到了进一步加强。可以预见,我国臭氧处理泳池水技术今后必将得到加速发展。


二、臭氧处理泳池水技术发展现


  臭氧与氯剂相似,具有杀菌作用,并以快速百倍的反应速度,杀死水中常见的大肠杆菌,现已为众多科学家阐明,某些病原菌,例如病毒、阿米巴变形虫、囊胞等能抵抗氯剂,但却不能幸免而被臭氧杀死。臭氧的使用给泳者以一种可以安全游泳的宽慰。臭氧的另一作用是氧化性能力,他能防止造成泳池室内特殊臭味的化合物在水中的积累,包括泳者排泄物与氯反应生成的含氯有机物的积累,这些化合物有一氯胺、二氯胺、三氯胺、THM、氯化肌酸、氯尿等,他们中有不少本身具有色泽或臭味,并都属THM的前驱物。臭氧实际上是在不断的阻断这些前驱物的生成,使游泳池成为池水清澈、空气新鲜和眼睑、鼻膜无刺激的健身场所。当然,其中尤为重要的是水中THM的大幅度下降,是给予健身人们创造的最好条件。


  臭氧的第三个作用就是协助砂滤去除金属盐类及有机物,这是由于有机物在氧化过程中极易成为多极化合物,并能与多价金属阳离子,如钙、镁、铁、铝等,结合成络合物,并成为微絮凝态而被砂滤去除。臭氧能使绿色池水变成蓝色、闪烁、清澈的水体而受到欢迎?


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臭氧水处理技术的安全问题


  臭氧对人体有害已得到证实,防止它对人们的不利有相关联的两个因素:一是空气中的臭氧含量应不大于0.1ppm,这一点并不难做到,因为大概在0.01ppm时人们的嗅觉就能发现臭氧的存在,采用相应措施就能避免事故的发生,这一点臭氧发生器的供应商对其产品均有严格的操作说明,所以只要遵照要求即可。二是泳池水中氯胺与三卤甲烷(THM)问题,其中氯胺虽有臭味但毒性不大,本身就是一种杀菌剂,脱除THM的化合物;THM却是一项众多医学专家十分关注的问题。



  臭氧的灭菌机制及过程:类属于生物化学氧化反应。臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶。也可以直接与细菌、病毒发生作用,破坏其细胞器和核糖核酸,分解DNARNA,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长和繁殖过程遭到破坏。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,导致细胞的溶解死亡。并且将死亡菌体内的遗传基因、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。综观无菌技术对微生物作用的原理可分为抑菌、杀菌和溶菌三种。应用臭氧作灭菌剂是属于溶菌。


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