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一、純凈水\飲料用水用水的前景與現(xiàn)狀分析

為了提高瓶裝飲用水的質(zhì)量和延長(zhǎng)保質(zhì)期，瓶裝水協(xié)會(huì)（IBWA）建議采用臭氧處理。在臭氧處理前，瓶裝水一般用反滲透、納濾、超濾去除天然水中99%的有機(jī)物。 

實(shí)踐中，生產(chǎn)飲用水比生產(chǎn)飲料難，其原因是水不能加防腐劑，不能加熱滅菌而且生物指標(biāo)要求達(dá)到"雙零"。因此微生物污染問(wèn)題一直困擾著純凈水生產(chǎn)廠家，要解決微生物污染問(wèn)題必須采用系統(tǒng)工程，包括水源、環(huán)境、技術(shù)設(shè)備、管理等一系列問(wèn)題，其中zui關(guān)鍵的問(wèn)題是如何消毒滅菌。解決純凈水中細(xì)菌的方法有二種：（1）物理方法：采用膜過(guò)濾技術(shù)，只要膜的孔徑小于細(xì)菌直徑，這種膜可以有效地阻溜細(xì)菌；（2）化學(xué)方法：采用氯、紫外線和臭氧消毒滅菌，其中臭氧消毒是目前國(guó)內(nèi)外純凈水\飲料用水生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用zui普遍的滅菌消毒方法。

二、臭氧殺菌消毒機(jī)理

1、殺滅微生物的機(jī)理：科學(xué)界以PV1作為模型病毒，研究了臭氧對(duì)腸道病毒的滅活機(jī)理。結(jié)果證明，臭氧可破壞病毒衣殼蛋白的四條多肽鏈，并使RNA受到損傷。臭氧可與細(xì)菌細(xì)胞壁脂類雙鍵反應(yīng)，穿入菌體內(nèi)部，作用于脂蛋白和脂多糖，改變細(xì)胞的通透性，從而導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡。

2、除臭機(jī)理：臭氧去除異味性能*。依靠其強(qiáng)氧化性能可快速分解產(chǎn)生臭味及其它氣味的有機(jī)或無(wú)機(jī)物，臭味的主要成分是胺R3N、硫化氫H2S，甲硫醇CH3SH等。臭氧對(duì)其氧化分解，生成物沒(méi)有氣味。

反應(yīng)式如下：

    R3N+O3→R3N-O+O2
        H2O+O3→S+H2O+O2→SO2+H2O  
        CH3SH+O3→[CH3-S-S-CH3] -------→CH3-SO3H+O2  
    3、臭氧水處理滅菌凈化原理：臭氧在水中時(shí)刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生氧化能力*的單原子氧（O）和羥基（OH），瞬間分解水中的有機(jī)物質(zhì)、細(xì)菌和微生物。羥基（OH）是強(qiáng)氧化劑、催化劑，使有機(jī)物發(fā)生連鎖反應(yīng)。反應(yīng)十分迅速，單原子氧（O）和羥基（OH），對(duì)各種致病微生物均有*的殺滅作用，羥的氧化還原位為2.80V，與氟的氧化能力相當(dāng)。

三、臭氧殺菌消毒技術(shù)在\純凈水\飲料用水生產(chǎn)中應(yīng)用的*性

純凈水\飲料用水等在我國(guó)目前普遍使用氯劑消毒。而使用氯消毒有嚴(yán)重的二次污染問(wèn)題存在。1973年起，荷蘭、加拿大、美國(guó)等國(guó)相繼發(fā)現(xiàn)用氯消毒后的自來(lái)水中會(huì)產(chǎn)生鹵代有機(jī)物（氯仿、氯胺等），經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明有致癌危險(xiǎn)。況且氯消毒易受溫度和PH值影響。余氯還會(huì)影響飲用水口感，特別對(duì)于飲料用水，于氯會(huì)使碳酸飲料等飲料制品產(chǎn)生氯的臭味，并使飲料中的95精、色素發(fā)生氧化，影響產(chǎn)品質(zhì)量。 

　　采用紫外消毒，不同的對(duì)像菌致死所需的照射能量差異較大，另一方面原水水質(zhì)對(duì)紫外殺菌效果也有影響，紫外線因在水中的穿透能力有限而難以達(dá)到理想效果。而且紫外消毒不能像余氯那樣維持消毒效果。 

　　臭氧具有比氯更強(qiáng)的氧化消毒能力，不但可以較*地殺菌消毒，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金屬離子以及多種有機(jī)物等雜質(zhì)，從而達(dá)到凈化水的目的。臭氧適應(yīng)能力強(qiáng)，受水溫、PH值影響較小。臭氧適應(yīng)范圍廣，不受菌種限制，殺菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。與氯不同的是殘余臭氧可以自行分解為氧氣，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。臭氧處理後的水無(wú)色無(wú)臭，口感好，能改善飲用水品質(zhì)。

四、臭氧對(duì)水中細(xì)菌的殺滅效果

取水樣將其暴露于空氣中，讓細(xì)菌自然生長(zhǎng)。然后通入不同濃度的臭氧氣體，分別接觸5分鐘和密閉放置24小時(shí)后測(cè)定細(xì)菌濃度（見(jiàn)表1）。當(dāng)水中臭氧濃度達(dá)到0.5mg/L，5分鐘內(nèi)可將細(xì)菌全部殺滅。 

表1 臭氧對(duì)天然\純凈水\飲料用水中細(xì)菌的滅菌效果

五、影響臭氧消毒的因素 

1、臭氧的滅菌效果與水中臭氧濃度的關(guān)系：水中臭氧的濃度越高，滅菌的效果越好。而水中臭氧的濃度又取決于通入臭氧氣體的濃度、水的分散程度以及水溫，當(dāng)通入氣體的濃度越高，溫度越低，水分散程度越好，對(duì)臭氧的溶解越有利。臭氧溶解越好水中臭氧的濃度越高，滅菌效果越好。 

b、臭氧的滅菌效果與水質(zhì)關(guān)系：當(dāng)水的渾濁度和色度增加時(shí)，會(huì)降低滅菌效果，遇到此情況先過(guò)濾，澄清后再用臭氧消毒，水的PH值也會(huì)影響滅菌效果，純凈水\飲料用水通入相同的臭氧氣體，因PH值不同，臭氧濃度不同，發(fā)現(xiàn)PH為6.5時(shí)臭氧的濃度為1.06mg/L,而PH為8.5時(shí)，臭氧的濃度為0.48mg/L，由此可見(jiàn)水的PH偏酸性有利于臭氧的溶解，水中臭氧濃度高，滅菌效果好。 

六、臭氧消毒對(duì)純凈水\飲料用水成份的影響 

我國(guó)飲用天然純凈水\飲料用水主要化學(xué)類型是含鍶、偏硅酸重碳酸鹽型，純凈水\飲料用水經(jīng)臭氧處理后鍶、偏硅酸、重碳酸鹽、總堿度和總硬度的濃度幾乎沒(méi)有改變，說(shuō)明臭氧消毒對(duì)這些指標(biāo)影響不大。 

表2 臭氧處理對(duì)純凈水\飲料用水有益成份和主要成份的影響

用臭氧處理后\純凈水\飲料用水中的溶解性總固體隨著PH值的升高而降低。 

表3 臭氧消毒前后溶解性固體含量變化

 七、臭氧消毒技術(shù)在純凈水\飲料用水中的應(yīng)用
    純凈水\飲料用水臭氧溶解度在0.4～0.5mg/時(shí)即可滿足殺菌保質(zhì)要求，合理的設(shè)計(jì)為臭氧投加量1.5～2.0g/m3。臭氧在水中的溶解度隨溫度降低、壓力提高而提高。在實(shí)際生產(chǎn)條件下，保證臭氧氣體濃度在10mg/L。臭氧與水接觸時(shí)間5～10分鐘，氣水混合接觸良好的情況下即可達(dá)到要求。目前一些廠家用50克～100克/小時(shí)臭氧發(fā)生器處理純凈水\飲料用水（產(chǎn)水量10立方米/小時(shí)以下）是不負(fù)責(zé)任的。首先作為水源質(zhì)量很好的\純凈水\飲料用水無(wú)需那么多臭氧（只有污水由于嚴(yán)重的化學(xué)、生物污染才會(huì)吸收消耗大量臭氧），多余大量臭氧作為尾氣排放反而增加尾氣處理裝置的容量的負(fù)擔(dān)。其次，容易對(duì)純凈水\飲料用水造成過(guò)氧化而產(chǎn)生有益微量元素成分損失。    
    純凈水\飲料用水灌裝間安裝臭氧設(shè)備對(duì)空氣殺菌凈化，防止落下菌污染對(duì)沒(méi)有空氣過(guò)濾凈化設(shè)備的廠家是非常有益的。采用臭氧化工藝的\純凈水\飲料用水廠經(jīng)常利用臭氧對(duì)貯水罐（池）、管道、過(guò)濾器消毒也是非常有益的，在國(guó)外的資料里作為經(jīng)驗(yàn)*。    
    作用臭氧對(duì)純凈水\飲料用水進(jìn)行消毒，當(dāng)水中臭氧的濃度達(dá)到0.5mg/L時(shí)，作用5分鐘可將水中的細(xì)菌全部殺滅；純凈水\飲料用水中鍶、偏硅酸、重碳酸鹽、總硬度、總堿度不受濃度臭氧影響；經(jīng)臭氧處理后的水PH值稍有升高程弱堿性。