臭氧对酵母和寄生生物等也有活性,例如可以用它去除以下类型的微生物和病毒。
①病毒 已经证明臭氧对病毒具有非常强的杀灭性,例如Poloi病毒在臭氧浓度为0.05-0.45mg/L时,2min就会失去活性。
②孢囊 在臭氧浓度为0.3mg/L下作用2.4min就被完全除掉。
③孢子 由于孢衣的保护,它比生长态菌的抗臭氧能力高出10-15倍。
④真菌 白色念珠菌(candida albicans)和青霉属菌(penicillium)能被杀灭。
⑤寄生生物 曼森氏血吸虫(schistosoma mansoni)在3min后被杀灭。
此外,臭氧还可以氧化、分解水中的污染物,在水处理中对除嗅味、脱色、杀菌、去除酚、氰、铁、锰和降低COD、BOD等都具有显著的效果。
应当注意,虽然臭氧是强氧化剂,但其氧化能力是有选择性的,像乙醇这种易被氧化的物质却不容易和臭氧作用。
(2)臭氧的发生及常用浓度
臭氧的半衰期仅为30-60min。由于它不稳定、易分解,无法作为一般的产品贮存,因此需在现场制造。用空气制成臭氧的浓度一般为10-20mg/L,用氧气制成臭氧的浓度为20-40mg/L。含有1%-4%(质量比)臭氧的空气可用于水的消毒处理。
产生臭氧的方法是用干燥空气或干燥氧气作原料,通过放电法制得。另一个生产的臭氧的方法是电解法,将水电解变成氧元素,然后使其中的自由氧变成臭氧。
使用电解系统生产臭氧的主要优点是:
①没有离子污染;
②待消毒处理的水是用来产生臭氧的原料,因此没有来自系统外部的其他污染;
③臭氧在处理过程中一生成就被溶解,即可以用较少的设备进行臭氧处理。
若在加压条件下,可生产出较高浓度的臭氧。
(3)残留臭氧去除法
经臭氧消毒处理过的水在投入药品生产前,应当将水中残存(过剩)的臭氧去除掉,以免影响产品质量。臭氧的残留量一般应控制在低于0.0005-0.5mg/L的水平。从理论说,去除或降低臭氧残留的方法有活性炭过滤、催化转换、热破坏、紫外线辐射等。然而在制药工艺应用最广的方法只是以催化分解为基础的紫外线法。具体做法是在管道系统中的第一个用水点前安装一个紫外杀菌器,当开始用水或生产前,先打开紫外灯即可。晚上或周末不生产时,则可将紫外灯关闭。一般消除1mg/L臭氧残留所需的紫外线照射量为90000µW?s/cm2。
(4)注意事项
臭氧最适用于水质及用水量比较稳定的系统,当其发生变化时应及时调整臭氧的用量。在实际生产中,及时进行调节有一定的困难。
另一个须考虑的问题是水中有机物的含量,当水的混浊度小于5mg/L时,对臭氧消毒灭菌的效果影响极微,混浊度增大,影响消毒效果。如果有机物含量很高时,臭氧的消耗量将会升高,其消毒能力则下降,因为臭氧将首先消耗在有机物上,而不是杀灭细菌方面。因此,国外制药业在制药用水系统中增加了总机碳(TOC)的监控项目。但糟糕的是,在受到严重有机物污染的进水中用臭氧处理后,大的有机物分子会破裂成微生物新陈代谢的营养源,因此,在没有维持管网臭氧浓度的情况下,反会使得粘泥增多,进而使水质恶化。
在许多方面,作为消毒剂的臭氧和氯气,它们的优点是互补的。臭氧具有快速杀菌和灭活病毒的作用,对于除嗅、味和色度,一般都有好的效果。氯气则具有持久、灵活、可控制的杀菌作用,在管网系统中可连续使用。所以臭氧和氯气结合起来使用,看来是水系统消毒最为理想的方式。