臭氧的基本知识及其应用剖析

《臭氧的基本知识及其应用剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《臭氧的基本知识及其应用剖析（28页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、臭氧的基本知识及其应用臭氧的基本知识及其应用一、臭氧的基本知识（一）臭氧与氧气对比（二）臭氧的氧化性能（三）臭氧的比较（四）臭氧的浓度二、臭氧的产生方法（一）基本方法（二）电晕放电臭氧发生器三、APL系列臭氧发生器四、臭氧的应用（一）自来水厂水处理（二）居民小区二次供水（三）臭氧在矿泉水、纯净水及饮料用水中应（四）游泳池水消毒灭菌（五）中水回用（六）制药厂如何选择用臭氧发生器（七）冷库消毒臭氧的基本知识（一）臭氧与氧气对比名称臭氧氧气化学式。3O2分子量4832颜色淡蓝色无色气味特殊臭味无味常温状态气体气体熔点-251 C-218.4 C沸点-112.4 C-183 C化学性质臭氧比氧气更活泼

2、水中溶解度臭氧的溶解度是氧的13倍用途消毒、灭菌、脱色、去臭供给呼吸、支持燃烧（二）臭氧的氧化性能F表为几种常用的氧化剂的氧化性能比较氧化剂氧化性能EOPEOP/氯气 EOP氟3.062.25臭氧2.081.52氯气1.361.00二氧化氯1.270.93（三）臭氧的比较臭氧是氧的同素导形体，即由同一类原子构成。由于臭氧分子有三个氧原子，氧分子有两个氧原子，所以臭氧气体的比重是氧气的1.5倍。在摄氏零度和一个大气压（1atm ）下，氧气的比重是：3Po=1.429kg/m在摄氏27C和一个大气压下，氧气的比重是：3P27=Po/1+0.0367 X 27=1.3kg/m由此，可算出臭氧在摄氏零

3、度和一个大气压下的比重为：3Po=（1.429/2） X 3=2.144kg/m在摄氏27C和一个大气压下，臭氧的比重是：P27=（1.3/2） X 3=1.95kg/m3（四）臭氧浓度臭氧的浓度以 mg/l、g/m3为单位计算。或以 ppm为单位计算，在 25C 1atm时， 1ppm=1.963mg/m ；在 0 C 1atm 时，1ppm=2.144mg/m。二、臭氧的产生方法（一） 基本方法康德森：手机：13688648968;邮箱kdsen 电晕放电法是一种以干燥的含氧气体通过电晕放电区后产生臭氧的方法。电晕放电法的机理，可由下式来描述-1 -1e +O2 t 2O+e（1）这项反应

4、是由电晕中的自由高能电子离解氧分子开始的，高速电子具有足够的动能（6-7ev）,轰击氧气分子，将其分解为氧原子，再通过三体碰撞反应形成臭氧：O+O2+M tQ+M（ 2）或中M是气体中任何其它气体分子与此同时，氧原子和电子也同样与臭氧反应形成氧分子：0+03宀 2Q( 3)-1-1e +Qt O+Q+e(4) 紫外辐射法从光谱的远紫外线区到近红外线区，均已观测到可为氧气吸收的光。由氧形成臭氧为吸热反应：1.5 0 2 Q H=142.4KJ (5) 电解法(电化学法)是利用直流电源电解含氧电解质产生臭氧的方法。电解法生成臭氧具有浓度高，成份纯净，在水中溶解度高的优势。主要问题是电耗大和电极易氧

5、化。其反应表达式为：在阳极处Q+6H+6e(6)在阴极处Q2+4H 2HQ(7)工业上制出臭氧的主要方法是电晕放电法。(二) 电晕放电法制取臭氧(1)基本方法：将交变电压器加在两个金属电极上，在两电极间产生放电，电极间和 氧分子在高速运动的电子轰击下离解成氧原子，氧原子与氧分子和其它气体分子发生三体碰撞形成臭氧。为了使放电均匀和提高放电效率，两个电极之间放置一层电介质。F表为电介质的介电常数与介电强度电介质介电常数介电强度(kv/mm)空气1.00053水78云母3.7-7.580-200玻璃5-1010-25纸3.514陶瓷11-126-20搪瓷7-86-15二氧化钛1006钛酸钡103-1

6、046常用的电介质有玻璃、陶瓷和搪瓷三种。 两个电极都是用不锈钢制成。(2)影响臭氧制取率的几个因素 高压电源的频率康德森：手机：13688648968;邮箱kdsen加在两个电极之间交变电压的频率直接影响臭氧的制取效率。频率低，效率也低。例如第一代臭氧发生器采用工频(50Hz)其臭氧制取效率很低。表现为单位产量电耗大和相同产量的设备体积大。新一代的臭氧发生器采用中频(100-1000 Hz)和高频(高于1000 Hz)电源。采用高频电源的好处是一方面可以提高放电体的臭氧产量，另一方面可以减小电源的体积，特别是可以减小高压变压器的体积。但并非电源的频率越高越好，这是因为放电体本身是一个容性负载

7、、频率过高时可能造成极间电压达不到要求值，反而使臭氧产量下降。要使电源与放电体之间达到最佳匹配状态，必须适当选择电源频率。 高压电源的波形加在两个电极之间的交变电压的波形是影响臭氧制取效率的另一个重要因素。常用的电源电压波形有两种：第一种是正弦波电压。由于正弦波电压只包括一种频率，所以也称为无谐波电源。世界知名臭氧发生器制造厂家瑞士ozonia公司就是采用正弦波电源。由于放电体是一种容性负载，采用单一频率的电源更容易使电源和放电体产生谐振，达到匹配状态，使臭氧的制取效率达到最高值。第二种电压波形是方波。这种波形由基波和很多高次谐波构成，电源和放电体之间形不成谐振，即达不到最佳匹配状态，影响了臭

8、氧的制取效率。 介电质材料常用的三种介电质材料， 各有优缺点。康德森：手机：13688648968;邮箱kdsen一般来说介电常数越大越好。介电常数也称电容系数。辞海中对“介电常 数”一词的解释是：介电系数就是电容系数。下图给出了介电系数物理意义。8-24图中UA和UB是两个金属电极上的电位， UA-UB是两个电极之间的电压， S是一 个电极的面积，D是两个电极之间的距离， 两个电极之间被介电系数为 的介质充 满。两个极板和介电质构成一个电容器，此电容器的电容值为C=q/UA-UB= S/dq为极板上的电荷量，由上式可以看出电容量与介电系数成正比，当介电质为真空时， = 0=1,当介电质为空气

9、时， =1.0005,当介电质为玻璃时， =5-10,即以玻璃为介质的臭氧发生管等数电容C是以空气为介电质的臭氧发生管等效电容值的5-10倍。由于玻璃本身有很多不同材质，其介电系数相差很大，通常选用介 电系数大的玻璃。玻璃介电质的优点是介电常数较高，介电强度大，容易加工出大尺寸的臭氧管，不吸水，使用寿命长，对气源质量要求不高。缺点是介电常数不如陶瓷高，由于其介 电强度大，需要高于1.5万伏以上的电压才能起辉放电，因此对电源要求高，这也 是很多臭氧发生器制造厂家不愿意用玻璃作电介质的一个主要原因。陶瓷介电质的优点是介电常数高（ =11-12）,介电强度适中，电源的制作较容易，缺点是很难加工大尺寸

10、的陶瓷管或板，具有吸水性，吸水后介电强度和介电系数发生变化，因此对气源质量要求高。气源不洁净（含水蒸气和粉尘）时，需要定期将 放电体折开擦洗，否则臭氧发生器将无法工作。搪瓷介电质的介电常数不如陶瓷高，但不像陶瓷那么容易吸水，其介电强度适中，电源的制作较容易。缺点是需要严格控制搪瓷涂层的厚度和均匀度，在制造工艺上要求较高。三、APL系列臭氧发生器1、工作原理APL臭氧发生器利用氧气在高频高压的作用下能变成臭氧这一原理，以市电（220V）为供电电源，经 AC/DC、DC/AC变换和高压变压器升压之后，将得到的高频高压加到全不 锈钢等材料制成的臭氧发生管上，产生出大量臭氧。其工作原理如下图所示：2、

11、特点独具特色的软开启软关闭功能。开机时，电流和电压在十几秒钟的时间由零逐渐上升趋于稳定。关机后电流和电压在十几秒时间内逐渐变为零，该功能是本公司独有的。由于软开启和软关闭避免了开关机时对设备的冲击，因而减小了设备的故障率，延长了设备的使用寿命。软开关全桥主变换电路。全桥电路是DC/AC主变换的首选电路，该电路的变换效率高，且可以实现大功率DC/AC变换。将软开关技术引入全桥电路的目的是减小器件开关时受到的冲击，减小故障，延长寿命。选择最佳电源工作频率和波形，保证最大臭氧产出量。采用1K-2KHZ的频率和正弦电压波形。无谐波。供电电源在220（ 1 20%）V的范围内，可正常工作，保证功率不变，

12、臭氧产量不 变。同时稳压和稳流。高可靠性和安全性。以空气为原料，使用方便。微电脑全自动控制，实现无人值守。四、臭氧的应用（一）自来水厂水处理1、概述用于自来水厂的臭氧系统包括以下部分：臭氧发生器供气系统臭氧投加系统冷却投加系统冷却系统余臭氧破坏器监控系统 臭氧发生器主要参数:臭氧产量（go3/h）臭氧浓度（重量的百分比）：氧气的浓度和空气源的浓度。气源：干燥的氧气或空气，露点（-60C）,压力温度以及供气量（m3/h）等参数。冷却水：入口水温和出口水温、水量（ l/h ）等参数。供电电压：单相或三相50Hz。功率（KW）臭氧气体出口压力：23bar。 供气系统A液态氧（LOX 供气系统康德森：

13、手机：13688648968;邮箱kdsen在氧气中掺入小量氮气氮气占混合气体总重量的2.3%，氧气占混合气体总重量的97.7%实际上，臭氧发生器的技术参数给的是每小时需要多少立方米氧气V1。因此要计算混合气体的氧气与氮气体积之比。可按以下方法计算：每小时所需混合气体重量M=1.429 V 1/0.977=1.463 V 1 （kg）氮气重量 m=0.023m=0.034 V 1（ kg）氮气的体积 V2=m/1.251=0.0267 V 1即臭氧发生器每小时需氧气体积V1，同时需掺入0.0267 V1体积的氧气。即氮气与氧气体积之比为 0.0267:1 氧气与氮气混合方法与下图所示 :混合气

14、体供气管道在氧气中掺入小量干燥空气 用小型变压器吸附干燥机生产干燥空气 空气的成份表名称氮氧氩二氧化碳氢氖氦氟氙按体积（%）78.0320.930.9320.030.011.6X 10-3-44.6X 104-41 X 1048X 10-6按重量（%）75.623.11.2860.0466 X 10-61.2 X 1057X 10-43X 10454X 10-5容量(kg/m3)(CTC，1atm)1.2511.4291.7831.9770.0898气体在摄氏零度和1个大气压（atm）的容重用P。表示，在t C时的容重pt同下式计算：pt= po /1+0.00367t_-3空气的容重：Po=

15、1.293kg/m P25=1.293/1+0.0367 X 2.5=1.184kg/m 3从上表可见，空气氮、氧两种气体占了总重量的98.7%，仍然按氮气占混合气体的2.3%计算，可求出掺入的干燥空气的体积。臭氧的基本知识及其应用V 空=0.0267 V 1/0.7803=0.0342 V 1 考虑到干燥的空气中有 23.1%的氧气,V空可取0.035 ViB、制氧机供气系统主要技术参数供氧量（m3/h）氧气浓度（%） 氧气压力（pa） 功率（kw） 配置的制氧机以上参数应满足臭氧发生器的要求。国产制氧机的氧气浓度一般在93% 3%左右。制氧机一般以干燥的空气为气源或本身具有变压吸附干燥能力

16、保证制取的气体露点低于-60 C。C、变压吸附干燥空气供气系统主要技术参数 供气量（m3/h） 露点应低于-60 C气体压力（pa）康德森：手机：13688648968;邮箱kdsen功率（KW）配置的变压吸附干燥应满足臭氧发生器的要求。 臭氧投加系统A曝气投加系统曝气投加器：曝气头臭氧接触池：深度 5-6米接触时间4-20分钟，一般取15分钟。臭氧压力：2.5bar臭氧 出水出水T TB射流投加系统臭氧投加器：射流器臭氧接触池：深3-4米接触时间4-20分钟，一般取15分钟出水 冷却系统提供用于冷却臭氧发生管的循环冷却水冷却水设备的主要参数：致冷量（KW）冷却设备功率（KW）冷却水进口温度冷

17、却水流量（L/H）冷却水压力：2-6bar注：康德森：手机：13688648968;邮箱 kdsen冷却水的水温越低，臭氧发生器的臭氧产量越高。Ozonia要求冷却设备的进水口水温为15C，出水口水温为 9C。冷却设备由压缩机、换热器、蒸发器以及制冷剂等构成。 余臭氧破坏器电加热分解破坏器臭氧在300C环境下瞬间变成氧气。根据这一特性，让尾气通过被加热到300C以上的管道，使尾气中的臭氧立即变成氧气。一般采用电加热的方法。主要参数：处理能力（m3/h）工作温度（C）功率（KW）化学法破坏器利用化学催化剂将臭氧分解还原成氧气的方法。注：工程上常用电加热分解破坏器。 监控系统臭氧浓度检测臭氧发生器

18、出口臭氧浓度检测接触池上部尾气臭氧浓度检测接触池下部水中臭氧浓度检测臭氧车间和尾气车间环境臭氧浓度检测压力检测进气压力检测发生器压力检测尾气压力检测冷却水压力检测温度检测进气温度检测发生器温度检测尾气破坏器温度检测冷却水温度检测流量检测进气流量检测臭氧气体流量检测冷却水流量检测气体露点检测功率检测本地控/遥控康德森：手机：13688648968;邮箱kdsen2、万案A、流程冷却方式图：流程i尾气收集破坏图：流程212-24臭氧的基本知识及其应用B氧产量的确定 流程1处理系统分为预臭氧投加和后臭氧投加两部分。预臭氧投加量：1g/m3后臭氧投加：1.5g/m3 根据以上数值和日处理水量 ，可求出

19、臭氧发生器的产量 QQ=（1+1.5克）X日处理水量（吨）/24小时=XXX g/h 流程2计算方法同流程1,按每小时投加2.5克计算臭氧产量（二）居民小区二次供水臭氧消毒灭菌1、 概述康德森：手机：13688648968;邮箱 kdsen城市二次供水是指单位或个人使用储存、加压等设施，将城市公共供水或者自建设施供水经储存、加压后再从用户的形式。二次供水的水量和水压能满足用户需求，但由于长期缺乏监督和管理，使生活饮用水受到二次污染，直接危害饮用者的健康。因此， 必须加强水质防护。确保供水安全。根据卫生部“生活饮用水卫生监督管理办法”第十四条“各类蓄水设施要加强卫生防护，定期清洗和消毒的规定，二

20、次供水的蓄水池和水箱必须定时投加消毒剂。用臭氧对二次供水系统进行水质处理的好处是：杀菌速度快，一般只需 2-6分钟即可杀灭细菌和病毒。防止藻类生长。不必定期清洗水池和水箱。无余毒。2、万案A、流程图：流程1臭氧的基本知识及其应用图：流程2B、臭氧产量的确定A原水为城市自来水Q=（ V1+V2 ）X C/8Q 臭氧发生器每小时臭氧产量（g/h）V1水池或水箱容积（m3）V2日用水量（m3）3C每立方米水的臭氧投加量（g/m ）例如，500m3水池，日用水量200m3,每天投加臭氧10小时，则臭氧发生器的产量为：Q= （ 500+200 ）X 2/10=140g/hB原水由自备井提供仍按上市计算，

21、由于自备井不像自来水那样已经消毒处理，参数C应取大一些。一般取每立方米水投加3-4克臭氧。例如，500m3水池，日用水量200m3，则臭氧发生器的产量：Q=500+200/10 X 4=280g/h（三）臭氧在矿泉水、纯净水及饮料用水生产中应用1、 概述康德森：手机：13688648968;邮箱 kdsen目前，在瓶装饮用水市场上，主要为矿泉水和纯净水两种。在饮料市场上，各种饮料的 主要成份均为水，称为饮料用水。瓶装饮用水和饮料用水的卫生要求以及为达到卫生要求所 采取的消毒措施是相同的。在水质处理过程中， 大部分微生物已被去除，但即使是采用微滤等方法处理水时，水中的细菌也不能全部去除。因此，为

22、确保产品在保质期内合格，保证消费者的健康，在制造饮 料、特别是碳酸饮料、矿泉水、纯净水以及包装后不再进行二次灭菌的果汁时，必须进行消 毒处理，并要注意贮罐、管道、阀门的卫生状态，防止产生二次污染。臭氧消毒的原理是臭氧在水中发生氧化还原反应，产生氧化能力极强的单原子氧（O）和羟基（OH ）,瞬间分解水中的有机物质、细菌和微生物。羟基（ OH）是强氧化剂、催化 剂，可使有机物发生连锁反应，反应十分迅速，对各种致病微生物有极强的杀灭作用。单原 子氧（O）出具有强氧化能力，对微生物、芽孢等有极强的杀伤力。与氯消毒剂相比，臭氧的杀菌能力更强，速度更快，而且不存在二次污染，更安全。为提高瓶装水的质量和延长

23、保质期，国际瓶装水协会（IBWA ）是建议采用臭氧处理。在臭氧处理前，先用反渗透、钠滤、超滤等方法去除水中99%的有机物，降低臭氧用量。2、万案 流程A、矿泉水生产工艺臭氧原水B纯净水生产工艺 臭氧产量确定臭氧发生器的产量应根据设计水流量和单位体积水的臭氧投加量来计算。Q=CMQ臭氧发生器的产量（g/h）C每立方水的臭氧投加量（g/m3）M每小时处理水量 （m3/h） 接触氧化罐接触氧化罐的尺寸应根据设计水流量及流速来确定。S=M/V2S罐体横截面积（m）V罐内水流速，一般取V=8-10m/hH=VT+0.2H罐体高度（m）t接触时间，一般取 t=4-10mi n0.2布水空间高度（m）设计举

24、例某纯净水厂消毒工艺设计流量为10m3/h，确定所需采用的臭氧发生器的产量和接触氧化罐的尺寸。设臭氧投加量C=2g/m3臭氧发生器的产量Q=CM=2 X 10=20g/h设罐内水的流速为10m/h。罐的横截面积2S=M/V=10/10=1m设接触氧化时间为10min=1/6h,则罐体高度H=VT+0.2=10 X 1/6+0.2=1.87m（四）游泳池臭氧消毒灭菌1、概述游泳池使用臭氧消毒的优点如下：康德森：手机：13688648968 ;邮箱kdsen臭氧及其二次产物（如羟基0H）具有极强的杀菌性及灭活病毒作用，可以有效防止传染性疾渍的蔓延。 实验证明，同样浓度的臭氧杀灭细菌和病毒品走私案的

25、效果 是氯的600-3000倍。在臭氧浓度为 1mg/l时，粪型大肠杆菌的灭活只需要5秒，用同样浓度的氯要达到同样效果要15000秒。臭氧是国际公认的环境型绿色杀菌剂，不会对环境造成二次污染，而氯制剂会与水中的有机物反应成多种氯代有机化合物，如三氯甲烷，这些物质均为公认的致癌突变物。当人游泳时，这些物质会被人体吸收。 水中的氯胺还会剌激人的眼睛及皮肤， 引发红眼及皮疹。加氯所产生的酸性物质严重腐蚀水处理系统及馆内设备和结构，如网架、暖器等。臭氧是强氧化剂，可有效分解水中腐植质，氧化水中的铁、锰离子，分解水中散射 光线的微小有机体，从而大大提高水的清澈度，使水呈现出美丽蓝色，而氯制剂无 此效果。

26、为使水呈蓝色，使用氯制剂的泳池，往往需加入铜盐，对人极为有害。加入氯制剂后，必须会导致水的PH值的改变，使人感到不适，因而需加入碱性或酸性物质预以中和。而臭氧是中性物质，不会产生此类问题。臭氧能确保大客流量及高温季节时水质的稳定性，高温及大客流量时水质不佳，此时若使用氯制剂消毒，需加大投加量，这将带来一系列副作，如PH值的变化，对呼吸道及人体剌激等，而加大臭氧投加量无此类副作用。使用臭氧发生器，可大大降低水处理工艺听管理和操作难度，同时臭氧发生器具有很高的安全性，而氯制剂在运输、储藏及使用时具有一定的危险性。臭氧可分解水中的有机物且具有微絮凝作用， 因而在正常客流下，可以不用絮凝剂。 在一定的

27、使用条件下，如逆流式循环和不使用活性碳滤灌， 可将臭氧作为水处理唯 一药剂，不必投加氯制剂、絮凝剂和 PH调节剂。臭氧消毒设备费用高于氯制剂设备，但由于其具有以上优点运行成本和人工费用 低，处理水质好，增加了无形的经济效益。 游泳池水用臭氧消毒灭菌是一种最佳选 择。2、万案 工艺流程 臭氧产量计算康德森：手机：13688648968;邮箱kdsen依据 GB19079.1-2003 “体育场所开放条件与技术要求，第一部分：游泳场所和CSEC14-2002游泳池及游乐休闲池给水排水设计规范”的要求，游泳池臭氧投加量为 0.6-1.0mg/l。客流量大的游泳池的臭氧投加量可以取上限1.0mg/l。

28、例如一个容积为3000m3的游泳池，采用臭氧消毒灭菌，确定臭氧发生器的产量如下：按每天臭氧投加时间为10小时臭氧投加量为1.0mg/l计算：臭氧发生器的产量：Q=3000 x 1/10=300g/h16-24臭氧的基本知识及其应用 制氧机产气量的计算APL系列臭氧发生器的臭氧浓度可达5%以上，可以粗略认为臭氧发生器的输出的气体的密度为1.35kg/m3,由此右计算制氧机的制气量：V=0.001Q/0.05 X 1.35(m /I)例如上例游泳池需一台产量为300g/h的臭氧发生器与其配套的制氧机的制气量为33V=0.001 X 300/0.05 X 1.35=4.4 m /h 可以采用 5m

29、/h 的制氧机。(五) 臭氧在中水回用中的应用1、 概述康德森：手机：13688648968;邮箱 kdsen建设部城市中水设施管理暂行办法中将中水定义为：部分生活优质杂排水经处理净化后达到生活杂用水指标(CJ25.1-89)，可以在一定范围内重复使用的非饮用水。 中水其实就是再生水，之所以称“中水”，是沿用了日本的说法，自来水叫做“上水” ，污水叫做“下水”，而中水的水质介于上水和下水之间，故称“中水” 。中水虽然不能饮用，但可以用于一些对水质要求不高的场合，如市政杂用水，生 活杂用水和某些工业用水。中水回用技术：应具有出水水质稳定，符合国家中水回用标准，运行成本低、操 作简单、维护方便，占

30、地面积小等特点。2、万案 水质、水量分析对污水进行水质分析，主要项目：COD、BOD、悬浮物SS各类胶体和各种细菌。进行取样、分析，做出报告，对日处理量进行估算。 设计标准中水处理后，COD、BOD、悬浮物SS,各类细菌溶解性总固体的浓度与含量 符合中华人民共和国建设部生活杂用水标准CJ25.1-89。项目出水水质指标浊度(度)10溶解性固体(mg/l)1200悬浮性固体SS(mg/l)10色度(度)30臭无不快感觉PH值6-9BODS(mg/l)v 30COD(mg/l)V 100氨氮(以N计)(mg/l)20总硬度(caco3)450氯化物(mg/l)350阴离子合成洗涤剂(mg/l)1.

31、0铁(mg/l)0.4锰(mg/l)0.1总大肠菌群(个/L)3 设计依据国家环境保护”九五”计划和2010年远景目标规划. 污水取样报告本.室外排水设计规范(GBJ14-87)中华人民共和国建设部生活杂用水标准CJ25.1-89。15-24臭氧的基本知识及其应用 设计原则认真执行国家有关法规、标准及规定，根据污水的实际情况，采取切实可行的处理方案，符合处理效果好、建设投资少，运行成本低，管理操作简 便的要求。污水处理后应符合中华人民共和国建设部生活杂用水标准CJ25.1-89。 工艺流程说明：膜生物反应器（Membrane Bioreactor,简称MBR ）是咼效膜分离技术与活 性污泥法相

32、结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。膜的咼效截留作用，可以有效截留硝化菌， 使完全截留在生物反应器内，使硝化反应得以顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，同时可以截留一时难于降 解的大分子有机物， 延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。应用MBR技术后，主要污染物去除率可达：COD 93% , SS=100%。产生悬浮物和浊度近于零，水质良好且稳定，可以直接回用。工艺流程简述康德森：手机：13688648968;邮箱kdsen污水经过格栅滤去大体积的固体杂物后进入调节池，进行水量调节，格栅截留下来的栅渣，由人工

33、定期进行清除， 调节池中的污水经提升泵提升至 膜生物反应器。在膜生物反应器内，活性微生物与污水充分接触氧化，不断地氧化污水中能被微生物及活性污泥、悬浮物、积极类胶体，大部分细菌则被生物反应器中的膜分离，净化后的清水经管道泵送至身流器，臭氧发生器产生的臭氧在射流器中与清水混合，并在流经管道混合器的过程中杀死水中的绝大部分细菌，使出水水质完全达到回用水标准。处理后的中水可用于冲厕、绿化、洗车等非饮用场所。臭氧产量的确疋为了使回用的中水达到生活杂用水标准 CJ25.1-89，必须在回用之前投加一 定量的消毒剂进行火菌投加量为2-5mg/l。具体的投加量应根据前期处理 效果来确疋。（六）制药厂如何选择

34、 GMP用臭氧发生器我国GMP条例对药品生产（特别是无菌产品）有着极其严格的要求。在GMP验证过程中人们大力推荐臭氧灭菌方法。与各种传统灭菌方法相比，臭氧灭菌有许多特点，因此， 臭氧灭菌在药品生产中具有广泛的用途。目前应用比较广泛的有： 对管道容器的灭菌； 利用中央空调净化系统对洁净区的灭菌；对原辅助材料和工作器具的灭菌；对密闭空间的灭菌；对药厂用水和灭菌处理。GMP验证和国家 GMP认证给臭氧技术带来了前所未有的机遇。臭氧灭菌技术也给制药企业进行GMP验证和接受国家 GMP认证提供了有力的美国食品药品管理局于1962-1963年制定和颁发了第一部药品生产质量管理规范（GMP ）至今，美国实施

35、 GMP已有近40年的历史并在实践中做了几次修订。我国卫生行政部门在1985年实施药品管理法以后，于 1988年根据药品管理法规定，由卫生部 组织有关专家起草并颁布了我国第一个GMP条例，即药品生产管理规范作为正式法规。然而，这个规范比较原则。又于1990年卫生部又组织了有关专家起草了实施细则。于1990年，决定将规范和实施细则合并，编成药品生产质量规范修订 本，并于1992年12月28日颁布。 最近，根据多年来在我国推行 GMP和药品监督的实践， 加上国际上实施 GMP在建立统一组织机构执法方面经验，我国于1998年根据国务院指示，改革并统一了药品监督的机构，新组建了国家药品监督管理局。该局

36、安全监督司又专门设立了药品生产监督处，该处具体负责GMP执法工作。同时国家药品监督管理局又于1999年新颁布了药品生产质量管理规范（GMP1998年版）并制定了附录。该局又印发了药品GMP认证管理办法和药品 GMP认证工作程序。GMP是我国药品生产企业管理的基本法则。目前我国不同剂型的药品生产企业在规定时间内未达到国家GMP认证要求者就要被淘汰，就不能继续进行该药品生产。所以，当前企业越来越重视GMP的国家认证，也越来越要在认证之前，做好按国家规定的验证工作。在我国GMP中臭氧灭菌是被推荐的重要灭菌方法之一。当前的实际形势给臭氧灭菌的应用带来了前所未有的机遇。为了做到药品的菌检合格： 首先要求

37、药品生产和环境是合格的，不同剂型的药品生产车间洁净区应划分下列不同的洁净级别（见表1）康德森：手机：13688648968;邮箱kdsen 1998版GMP附录中对GMP的验证规定了尘粉和微生物的具体要求（见表2） GMP对无菌药品的具体要求（见表3）表1不同剂型及工序的洁净度要求洁净级别适用剂型及工序100级不火菌药品的灌圭寸、分装、冻干、压塞、内包材处理；无菌原料 药精烘包的暴露工序；可灭菌大针剂（ 50m）灌封1万级可火菌针剂稀配、过滤、小针灌封，内包材处理；不火菌药品灌 装前需除菌过滤的配制，滴眼剂配制、灌装10万级不灭菌口服液的暴工序，不灭菌药品的轧盖；原料血浆的合并、 非低温提取；

38、深部外用药；可灭菌针剂浓配30万级可灭菌口服液的暴露工序；口服液固体制剂；表皮外用药；一般 原材料精烘包的暴露工序表2洁净室（区）空气洁净度级别表洁净度级别尘粒最大允数/立方米微生物最大允数 0.5um 5um浮游菌 /立方米沉降菌/皿100级3,50005110,000 级350,0002,0001003100,000 级3,500,00020,00050010300,000 级10,500,00060,000-15表3新版GMP寸无菌药品的要求最终火菌药品100级或10,000级背景下的局部100级大容量注射剂（ 5毫升）的灌封10,000 级注射剂的稀配、过滤，小容量注射剂的灌封，直接接

39、触药品的包装材料的最终处 理。100,000 级注射剂配浓或米用密闭系统的稀配非最终火菌药 品100级或10,000级背景下的局部 100级灌装前不需除菌滤过的药液配制，注射剂 的灌封、分装和压塞，直接接触药品的包 装材料的最终处理的暴露环境。10,000 级灌装前需除菌滤过的药液配制轧盖，直接接 触药品的包装材料。100,000 级最后一次精洗的最低要求。无菌药品是指法定药品标准中列有无菌检查项目的制剂。无菌药品生产环境的空气洁净级别要求：康德森：手机：13688648968 ；邮箱kdsen为了达到上述要求，我们应选择什么样的净化灭菌工艺呢？当前有四种灭菌方法。其中臭氧灭菌是其中的一项重要

40、方法。但无论用什么样的消毒方法，都要达到上述规定， 臭氧灭菌也不例外。臭氧作为一种取代传统消毒方法的消毒手段，人们对它的要求更严而且更为省事易行，否则，就难以立足。所以说，GMP佥证对臭氧灭菌提出了严格要求。臭氧灭菌在药品生产上的应用1、传统灭菌方法的缺陷和臭氧灭菌的特点传统的灭菌方法主要有三种：一是紫外线灭菌，二是试剂灭菌，三是加热灭菌。这些方 法已被人们习惯使用，其安全性可靠性已被长期的实践所确认，人们对它们放心。但是任何事情都有一分为二的它们也有各自的缺陷。紫外线以光波辐射作用杀菌，光波为直线传播，其照射强度与距离平方成反比，只有照射到的位置且达到照射标准才有杀菌效果。并且所有紫外灯的杀

41、菌能力随使用时间的增加而减弱。紫外线灭菌的主要问题在于：它穿透能力小，在紫外线照射不到的地方，消毒效果不 好；其杀菌能力随着使用时间的增加而减小，而且灯管寿命短，更换过于频繁，运行费用高。化学试剂灭菌，药味大，不能自然排出，需要空调长时间置换新风，从而增加了能耗同时也存在二次污染的问题 ，剩余的药物直接排入大气，造成对周围环境的污染如甲醛熏 蒸，操作麻烦，熏蒸时间长，有二次污染物，对人体有一定的危害，做一次甲熏蒸需8个小时，残留物附着洁净的墙壁上，和设备的表面上，需要擦除。在消毒后的几天内，其悬浮粒 子数会增加。而且要求风管为不锈钢管，这也增加了一次性投资费用。加热灭菌包括干热和湿热，其缺点是

42、温度高，能耗大，有的物品如原材料，仪器仪表， 塑料制品等就不宜加热。以上三种灭菌方法的弊端是客观存在，但在没有更好的方法替代之前， 人们还只好用它。如果能够做到充分发挥臭氧的优点，弥补上述方法的缺点， 就为臭氧灭菌进入药品生产开辟了通道。臭氧消毒灭菌有它许多独特的优点：较高的扩散性：臭氧为气体，扩散性好，无死角，浓度分布均匀。杀菌能力强：臭氧杀菌能力与过氧乙酸相当，咼于其它消毒剂。广 谱 性：适合多种致病微生物，对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌及甲乙型肝 炎病毒、真菌等多种微生物均有很好的杀灭作用。原 料 易得：臭氧制备是利用我们周围的大气制取，不需储藏设施，节省原料储储 所需的占地面积。

43、环 保 性：臭氧能快速分解成氧气和单原子氧，单原子氧又可自身结合成氧分子，故没有二次污染的问题。被公认为是绿色消毒剂。附：在我国的GMP佥证中，对臭氧有一段全面的介绍：科学研究表明，臭氧具有强烈的杀菌作用。”臭氧（03）的消毒原理是：臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧气（02）和单个氧原子（0）;后者具有很强的活性，对细菌有极强的氧化作用，臭氧氧化分解了细 菌内部氧化葡萄糖所必须的酶，从而破坏其细胞膜， 将它杀死，多余的氧原子则会自行重新结合成为普通氧原子（02，不存在任何有毒残留物，故称无污染消毒剂，它不但对各种细 菌（包括肝炎病毒，大肠杆菌，绿浓杆菌及杂菌等）有极强的杀灭能

44、力，而且对杀死霉素也 很有效。”另外在我国卫生部1991年颁布的”消毒技术规范中。对臭氧的杀菌作用， 使用范围及 使用方法都有明确的规定。其中对臭氧的杀菌作用作了明确的肯定：4.12.2杀菌作用：臭氧是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁体和芽胞，病毒、真菌等，可破坏肉毒杆菌毒素。臭氧 在水中的杀菌速度比氯快。”以上这些都是我们国家的法规，充分说明了臭氧灭菌的原理和特点，它即是制药厂选用臭氧灭菌工艺的依据，也是臭氧发生器制造工厂制造臭氧发生器的强大推动力。药品生产中应用范围尽管在我国的GMP佥证中早已推荐了臭氧灭菌方法，但臭氧在药品生产中的应用是在 近二年才开始热起来。用得比较成功的有以下几个方面：（

45、一）容器的消毒灭菌康德森：手机：13688648968 ;邮箱kdsen在药品生产中，坛坛罐罐用得很多，分别用管道阀门，仪表连接起来，组成一个生产单 元。对它的消毒，传统方法中比较好的是用酒精浸泡。反应罐，贮存罐小的一吨半吨，大的 十吨几十吨，都要灌满酒精，酒精用量之多可想而知。消毒完毕后，再将酒精放掉，但在转 弯抹角处，仪表阀门的接头处，还会有酒精的残留，去除这些残留酒精，要用氮气吹，直到 吹干为止。酒精用量多，消毒时间长，操作过程复杂。用高压蒸汽也存在同样的问题，都很 费力。现在用臭氧消毒技术来代替，相对来说要省事得多。具体方法是：将高浓度的臭氧直接 打入管道容器，保持臭氧尾气有一定的浓度

46、，就可以达到消毒灭菌的要求。因为是对管道容 器进行内表层的消毒，所以臭氧浓度用的高一点，我们的设计浓度大于50ppm用臭氧对管道容器做消毒灭菌的优点非常明显，臭氧发生器可以流动使用，对不同的罐进行消毒，每个生产单元在每次换料前，都可以及时得到消毒，使用效率很高，很方便，不 要用那么多的酒精，不要用氮气，也不要用高压蒸汽。所以在制药厂就能够得到推广。（二）中央空调净化系统对洁净区的消毒灭菌在制药厂，一般来说，洁净区面积较大，多有中央空调净化系统完成对各洁净区的净化 消毒。传统的消毒方法是用甲醛熏蒸，如上所述，甲醛熏蒸的弊病不少，用臭氧消毒来代替 是一个好方法。其方法是将臭氧发生器直接放在空调净化

47、系统的风道中，称为内置臭氧发生器。臭氧随着风道的气流，送入各洁净区，对洁净区进行消毒灭菌，剩余臭氧吸入回风口， 由中央空调带走。也可以将臭氧发生器放在中央空调风口的外面，将臭氧打入中央空调的风道中，然后被送入各洁净室，称为外置式臭氧发生器。外置式臭氧发生器安装检修方便，但 制造成本要高一点。 两种方法消毒效果都是一样的。按照卫生部消毒规范的要求，对空气消毒的臭氧浓度是 5ppm但事实上，洁净区的消毒不仅是对空气的消毒，实际上还包括了对 物体表面的消毒，所以，我们设计的浓度为10ppmt每天上班前开机二小时，上班时关机，就可以保证一天内洁净区的浮游菌和沉降菌达到GMP勺要求。据检测报告，应用臭氧

48、发生器，各洁净区在40分钟内，臭氧浓度均达到10ppm以上，菌检全部合格。而且每天都合格，完全替代了令人头痛的甲醛熏蒸大消毒。同时，使非生产 作业减少，能耗减少，取得了满意的效果。（三）空间的消毒灭菌对于中央空调净化系统以外的洁净室，或需要灭菌的其他房间则需单独进行灭菌处理。 方法是选用臭氧发生器，直接安装在该房间内。 根据需要设定消毒时间，消毒结束便自动关机，所以使用非常方便。对于有洁净度要求的房间，机内装有过滤器，使臭氧发生器具有自洁功能。臭氧浓度 按10-20 ppm设计。按房间空间体积的大小选型使用。只要满足臭氧浓度的要求，就可以达 到消毒灭菌的目的。比用化学试剂对房间的熏蒸要省事得多

49、。（四）物品的表面消毒灭菌在药品生产过程中，常常要对原材料，工器具，包装物等进行表面消毒，常常使用消毒 柜，传递窗等。传统的方法是用紫外线消毒。问题主要是在消毒不彻底，所以，若使用在诸 如传递窗等要求不高的场合是可以的。但远不如臭氧的效果好。 能用臭氧发生器做成的消毒柜在制药厂是深受欢迎的。只要不怕臭氧腐蚀的东西都可以放在柜内进行消毒。臭氧浓度可以设计的高一点。可以取得100ppm以上。（五）水的消毒灭菌在制药厂用水的地方较多，有医药用水，消毒用水，清洗用水及饮用水等区别。根据不同的 水质要求，采用不同的工艺流程，消毒工艺则用一般的臭氧水处理方法即可达到满意的效果。 这里就不再详细介绍了。臭氧

50、灭菌在HVAC系统应用方案在医药生产工艺中，对於无菌生产洁净生产洁净区域环境的微生物进行有效的控制，需要选择适宜的消毒灭菌剂，杀灭洁净环境内空气中和浮在机械设备、模具、容器、建筑物表 面上的杂菌，以保持”无菌药品”生产所必须的相应洁净度环境（无菌室）。1、应用机理与优越性利用HVAC系统的循环风作为臭氧的载体，即将臭氧发生器生产的臭氧化气体由HVAC系统中净化风机产生的压力风源，扩散至所控制的整个洁净区域，并且使空气中臭氧浓度均匀，在洁净区域的生产环境中不增加任何消毒设备，即可达到灭菌的目的，同时对HVA係统起到杀灭杂菌和霉菌的效果，实践发现，该消毒灭菌方式还能对高效过滤器起到溶菌疏导作用，延

51、长其使用寿命。2、臭氧发生器选型康德森：手机：13688648968 ;邮箱kdsen如何选用臭氧发生器， 就必须知道臭氧发生器的评价指标。一般评价一个臭氧发生器最基本的指标是：臭氧产量，臭氧浓度，可靠性、使用寿命，电耗等。用于药厂的臭氧发生器 功率比较小，电耗是一个次要条件。臭氧浓度单位：国际通行用体积百分比浓度标称臭氧浓度。1%空气源臭氧浓度为12.9mg/L。 1%氧气缘臭氧浓度为 14.3mg/L。卫生消毒界习惯用 ppm做单位。即体积百万分之一。对于空气中的臭氧， 1ppm=2.14mg/M3。用HVAC系统集中投加时，臭氧发生器选用按以下方法计算：首先计算实际臭氧消毒体 积，实行体

52、积由三部分组成V=V1+V2+V3 V1洁净区空间体积，V2空气净化系统体积，V3补充新风量造成臭氧损失的有效体积，实际计算过程中V3等於循环系统总风量的1.1%。根据消毒技术规范及实际应用经验，三十万级取C=255ppm=5mg/m3十万级取C=5ppm=10mg/ m3;万取 C=15ppm=30mg/ m3百级取 C=20ppm=40mg/ m3。W=C*V/S其中W实际选用臭氧发生器的产量，单位为g/h。C:车间消毒需保持的臭氧浓度V:实际臭氧消毒体积 S :臭氧衰退系数 0.4208如工厂为空气灭菌，洁净室所需臭氧浓度定为C=5ppm但事实上，洁净区的消毒不仅是对空气的消毒，实际上还

53、包括物体表面的消毒，所以，我们的设计浓度C为10ppm工程技术参数消毒面积S=36*48=1728 m2标高H=2.6 m 送风量为100000m3/h根据工厂提供的工程参数V仁 S*H=1728*2.6=4492.8m3V2忽略不计V3=100000*1.1%=1100m3实际臭氧消毒体积 V=V1+V2+V3=4492.8+1100=5593m3所需臭氧投加量 W=C*V/S=10*2*5593/0.4208=266g/h考虑管道及其它因素影响，选择臭氧发生器的产量为280g/h3、臭氧发生器安装位置有以下几种方法：（1）分体或移动式放在单独房间内（2）组装在空调机组中（3）在总送风管道内

54、（4）在总回风管道内（5）单独设置，只将排气口插入送（回）风管道内现在都采用第五种方式，它由一套臭氧发生器产生臭氧可同时供多个车间使用。流程如下：空压机-富氧机-臭氧发生器-空调总送风管-各净化区。臭氧发生器把产生的臭氧用尼龙管直接引到送风主管道中，利用HVAC系统中净化风机产生的压力风源，扩散至所控制的整个洁净区域，此安装方法对新建、改建厂房均适用对没有HVAC系统的房间，可以把臭氧直接通到房间内，利用内循环，把臭氧扩散至整个房间，同样可以达到消毒灭菌目的。康德森：手机：13688648968 ;邮箱kdsen4、臭氧灭菌经济效益分析臭氧设备运行费用电耗气耗总运行费用kwh费用（元）m3费用

55、（元）（元/年）2.82.8 X 30X 11X 0.65.65.6 X 30X 11X1 .63511.2554.412956.8甲醛运行费用电耗甲醛乙醇（75%总运行费用KWH费用（元）用量费用（元）用量费用元/年100100*24*2*11*0.6每月用360L360*11*10每月用800L800*0.75*11*4 197680316803960026400 J（一）臭氧消毒代替化学试剂薰蒸灭菌，实现了洁净室空调系统节能。GMP实施指南要求洁净度 100级，10000级区域的空调宜连续运行，非连续运行的洁净 室，可根据工艺生产要求，在非生产班次时，空调系统宜作值班运行，使室内保持正压

56、。为 保证洁净度，一般空调是连续运转的，只有这才能避免洁净室受到悬浮粒子和微生物的污染， 用臭氧对洁净室进行消毒灭菌，就可以在无菌室不作业时，将空调机组进行全部停止运行， 上班前2小时左右，开风机消毒灭菌换空气即可，实现了洁净室的节能。如工厂空调系统送风量为 100000 m3/h，风机总功率按100kw，产品生产按12小时设 计，采用臭氧消毒，每天至少减小风机运行时间10小时，以每月生产27天，这样每年生产11个月计可节电：100X 10X 27X 11=297000 kw,如电价为0.6 元/ kw,全年节约电费：297000 X 0.6=178200元（二）节约消毒齐贓轻劳动强度，同时解

57、决了消毒剂易燃易爆问题。（三）由於采用臭氧消毒，可以避免化学药剂薰蒸产生的二次污染问题，而且对空气过滤 器有疏 导作用，这样就会延长过滤器尤其是高效过滤器的使用寿命，从而节约维护费用。（四）取消每月二次的大消毒，可延长生产周期，提高产量。臭氧消毒用於洁净室消毒，不但能满足生产要求， 保持良好的工作环境，而且会产生可观的经济效益。医药工业洁净厂房工艺设计问题探讨药品生产质量管理规范（GMP）是药品生产企业管理生产和质量的基本准则，是医药工业洁净厂房设计的重要依据。然而，GMP在许多方面仅给出了一些指导原则和基本要求，在具体实施中，往往难以准确理解和把握，尤其是在工艺设计方面。为此，本文提出几例，

58、 供工艺设计人员参考。康德森：手机：13688648968 ;邮箱kdsen1中间站在片剂生产车间设置中间站是降低人为差错、防止生产中混药，保证产品质量的最可靠措施之一，符合GMP有关厂房内应有足够的空间和场地安置物料的要求。然而中间站是集中设置还是分散设置？理解和作法却不尽相同。分散式是指生产过程中各自设立颗粒中间站、 素片中间站、包衣片中间站。其优点是各中间站邻近生产操作室，二者联系较为方便，不易引起混药，中小企业采用较多。 其缺点是不便管理， 而且很多生产企业或设计人员由于片 面追求人流、物流分开，在操作室和中间站之间开设了专用物料传递的门，不利于保证操作室和中间站的气密性和洁净度。集中式是指生产过程中只设一个大中间站，负责对各工序半成品入站、验收、移交，并按品种、规格、批号加盖区别存放，明显标志。其优点是便于管 理，能有效地防止混淆和交叉污染。缺点是对管理者的要求很高。目前已在大型及合资企业中普遍采用。因此，在工艺布局设计时采用哪种形式的中间站，应根据生产企业的管理水平来确定。应该指出：在洁净生产区内，人和物都已经经过各自的净化通道净化，不必过分强 调在洁净区内设置人流和物流的专用通道，所以当采用分散式中间站时，建议取消专用物料传递的门，改经由生产走廊通过。 当采用集中式中间站时， 设计人员应考虑使工艺过程衔接 合理，生产区域的布局要顺应工艺流程，不迂回、不