近幾年來，我國礦泉水的生產(chǎn)實(shí)踐，使人們認(rèn)識到飲用天然礦泉水的生產(chǎn)比一般飲料難，其原因是礦泉水產(chǎn)品不能加防腐劑，不能加熱滅菌而且生物指標(biāo)要求達(dá)到"雙零"。因此微生物污染問題一直困擾著礦泉水生產(chǎn)廠家，要解決微生物污染問題必須采用系統(tǒng)工程，包括水源、環(huán)境、技術(shù)設(shè)備、管理等一系列問題，其中關(guān)鍵的問題是如何消毒滅菌。解決礦泉水中細(xì)菌的方法有二種：（1）物理方法：采用膜過濾技術(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：采用紫外線和臭氧消毒滅菌，其中臭氧消毒是目前國內(nèi)外礦泉水生產(chǎn)過程應(yīng)用普遍的滅菌消毒方法。
----1. 臭氧消毒
----1.1臭氧消毒在水處理中的應(yīng)用
----臭氧用于消毒處理已有很長的歷史，十九世紀(jì)末有人開始用臭氧進(jìn)行飲水處理，七十年代中期歐洲已有500多個臭氧處理廠，到目前已有3000多個水廠用臭氧處理飲水。國內(nèi)外食品工業(yè)包括礦泉水生產(chǎn)也廣泛應(yīng)用臭氧消毒滅毒。
----1.2臭氧的特性
----臭氧是淡青色不穩(wěn)定的氣體，溶于水但溶解度小。臭氧的氧化還原電位（2.07V）僅次于氟（2.87V）,但高于氯氣（1.97V）和二氧化碳(1.5V)，它是一種強(qiáng)的氧化劑和消毒劑：臭氧的穩(wěn)定性差，將溶解臭氧的水溶液放置，臭氧的濃度會隨著放置的時間延長而下降。有人試驗(yàn)：當(dāng)室溫20℃，臭氧水的PH為7.6,水溫10～15℃，繪制臭氧水的濃度隨著時間變化的曲線，測其半衰期為36分鐘，由于臭氧半衰期短，易于分解，在水中無殘留物，故適用于礦泉水、飲水、飲料、食品等的消毒。 1.3 臭氧的滅菌效果 臭氧水溶液具有很強(qiáng)的殺菌作用，所需的濃度低，作用快。當(dāng)其濃度達(dá)到2mg/L左右，作用1分鐘，可將大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、細(xì)菌的芽胞、黑曲霉、酵母等微生物殺死。實(shí)際上只要臭氧濃度達(dá)到閾值時，可在極短的時間內(nèi)將微生物殺滅，此閾值對不同種類的微生物是不同的。例如真菌為1.5mg/L,細(xì)菌繁殖體為3mg/L。
----取天然礦泉水將其暴露于空氣中，讓細(xì)菌自然生長。然后于此水樣通入不同濃度的臭氧氣體，分別于接觸5分鐘和密閉放置24小時后測定細(xì)菌的濃度（見表1）。當(dāng)?shù)V泉水中的臭氧濃度達(dá)到0.5mg/L，在5分鐘內(nèi)可將細(xì)菌全部殺滅。
表1 臭氧對天然礦泉水中細(xì)菌的滅菌效果
臭氧濃度 | 原水細(xì)菌濃度 （個/mL） | 通氣5分鐘后細(xì)菌 濃度 （個/mL） | 放置24小時后細(xì)菌濃度 （個/mL） |
0.08 | 209 | 1 | 6 |
0.18 | 209 | 0 | 2 |
0.49 | 209 | 0 | 0 |
0.76 | 209 | 0 | 0 |
1.00 | 209 | 0 | 0 |
----1.4 臭氧消毒的影響因素
----1.4 1臭氧的滅菌效果與水中臭氧的濃度的關(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。
----1.4.2 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，會降低滅菌效果，遇到此情況好先過濾，澄清后再用臭氧消毒，而水的PH值也會影響滅菌效果，礦泉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時臭氧的濃度為1.06mg/L,而PH為8.5時，臭氧的濃度為0.48mg/L，由此可見水的PH偏酸性有利于臭氧的溶解，水中臭氧濃度高，滅菌效果好。
----2. 臭氧消毒對礦泉水成份的影響
----2.1 鍶、偏硅酸等有益成份和主要成份
----我國飲用天然礦泉水主要化學(xué)類型是含鍶、偏硅酸重碳酸鹽型，因此有必要觀察臭氧消毒對礦泉水中鍶、偏硅酸、重碳酸鹽、總堿度、總硬度以及反映無機(jī)物總量的溶解性固體向礦泉水中通入高濃度臭氧的空氣，接觸15分鐘后測定礦泉水中的主要成份（表2）。
----由表2可見，礦泉水經(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有改變，說明臭氧消毒對這些指標(biāo)影響不大。
表2 臭氧處理對礦泉水有益成份和主要成份的影響
項(xiàng) 目 | 通臭氧前（mg/L） | 通臭氧后（mg/L） |
鍶 | 0.398 | 0.396 |
偏硅酸 | 51.7 | 51.6 |
重碳酸鹽 | 434.2 | 434.2 |
PH | 7.99 | 8.19 |
總硬度 | 236.3 | 236.2 |
總堿度 | 232.5 | 232.5 |
----*水中臭氧濃度為6.3mg/L
----用硫===suan和氫氧 化鈉調(diào)節(jié)礦泉水PH值分別為6.5、7.5和8.5，然后通入相同濃度的臭氧氣體5分鐘，測定水樣的臭氧濃度和溶解性固體（表3）。試驗(yàn)結(jié)果表明：水中臭氧的濃度和溶解固體均隨著PH的升高而降低，但溶解性總固體下降不超過10％。
表3 臭氧消毒前后溶解性固體含量變化
PH | 臭氧濃度(mg/L) | 溶解度固體(mg/L) | ||
|
| 消毒前 | 消毒后 | 下降％ |
65 | 1.06 | 446 | 426 | 4.48 |
75 | 0.83 | 426 | 398 | 6.57 |
85 | 0.48 | 442 | 400 | 9.50 |
----2.2 對還原性組分及耗氧量
----還原性組分這里系指氨氮、青化物和酚。一般礦泉水中這些組分含量均很低，難于判定臭氧消毒對其的影響。因此于氨氮、青化物中和酚的礦泉水通入高濃度的臭氧氣體15分鐘，測其濃度的變化（表4）
----表4結(jié)果表明礦泉水中的氨氮經(jīng)臭氧消毒后，其濃度幾乎無改變，而青化物和揮發(fā)性酚濃度明顯地降低。
----耗氧量（COD）系以高錳酸鉀為氧化劑，在一定條件下氧化水中還原性物質(zhì)，將消耗的高錳酸鉀折算為氧表示。COD能反映部分還原性有機(jī)物總量，于不同PH的礦泉水中通入相同濃度的臭氧氣體5分鐘，礦泉水中COD明顯地下降，COD下降的程度與水的PH有密切的關(guān)系，隨著水的PH升高，下降的百分比有所減少。
----許多人的研究均證實(shí)：臭氧化處理能使水中有機(jī)物發(fā)生不同程度的降解，水中常見的比較簡單的有機(jī)物經(jīng)臭氧化處理會變成簡單的有機(jī)物，再進(jìn)一步地氧化生成CO2 。比較復(fù)雜有機(jī)物往往需要經(jīng)過多次臭氧化處理才能轉(zhuǎn)化變成簡單的有機(jī)物。
表4 臭氧對還原性組分的影響
項(xiàng) 目 | 組分濃度(mg/L) | |
原水未經(jīng)臭氧處理 | 經(jīng)臭氧處理 | |
氨氮 | 0.75 | 0.010 |
青化物 | 0.010 | <0.002 |
揮發(fā)性酚 | 0.010 | <0.002 |
----2.3 溴化物
----溴化物也是礦泉水的界限指標(biāo)之一，我國也有少部分礦泉水的溴化物達(dá)標(biāo)。于含有溴化物的礦泉水（原水溴化物為2mg/L,再加入NaBr使其濃度達(dá)到5mg/L）通入不同的臭氧的氣體5分鐘，測其次鹵酸鹽和溴酸鹽濃度（見表5），結(jié)果顯示：用臭氧消毒時礦泉水中的次鹵酸（鹽）和溴酸鹽的濃度隨著臭氧濃度的升高而升高，當(dāng)臭氧濃度達(dá)到5.9mg/L，溴化物絕大部分被氧化成溴酸鹽，溴酸鹽對人體有害，次鹵酸鹽與水中三鹵甲烷生成有關(guān)系。
表5 臭氧消毒后礦泉水中次鹵酸（鹽）和溴酸鹽的生成結(jié)果
水中臭氧 濃度(mg/L) | 次鹵酸(鹽)濃度 (mmol/L) | 溴酸鹽濃度 (mg/L) | 溴酸鹽產(chǎn)率 ％ |
0.09 | 0.008 | 0.83 | 10.4 |
0.29 | 0.015 | 1.88 | 23.5 |
0.83 | 0.024 | 3.07 | 38.4 |
5.90 | <0.002 | 2.90 | 90.6 |
----3. 結(jié)論
----作用臭氧對礦泉水進(jìn)行消毒，當(dāng)水中臭氧的濃度達(dá)到0.5mg/L時，作用5分鐘可將水中的細(xì)菌全部殺滅；礦泉水中鍶、偏硅酸、重碳酸鹽、總硬度、總堿度不受濃度臭氧影響；但是臭氧消毒后礦泉水的溶解性固體略有降低（降低小10％），PH值稍有升高；礦泉水進(jìn)行臭氧化處理后青化物、揮發(fā)性酚和耗氧量明顯地降低，但對含溴礦泉水的影響值得注意。
(空格分隔,最多3個,單個標(biāo)簽最多10個字符)
會員1.png)
立即詢價(jià)
您提交后，專屬客服將第一時間為您服務(wù)