臭氧應用技術和市場開發研(yán)究
近年來的藥廠GMP改造產生的臭氧消毒需要(yào)應歸功(gōng)於(yú)一些臭(chòu)氧企業的(de)應用市場開(kāi)發,GMP認證中並不(bú)以臭氧消毒(dú)為(wéi)必須,但臭氧的消毒特性應用於藥廠(chǎng)空調(diào)係統(tǒng)具無其(qí)他方(fāng)法替代的優勢,開發這一市場應用的臭氧企業因此獲的良好(hǎo)的回報。隻是隨市場(chǎng)成熟競爭日益加(jiā)劇,而(ér)隨藥廠的改造接(jiē)近完成,該市場域塊也趨飽和。
. 衛生(shēng)消毒應用
.1臭氧在衛生消毒的(de)主(zhǔ)流市場-醫院消毒(dú)領域一直(zhí)沒有大(dà)的*。在衛生消毒規範中臭氧是作為一項(xiàng)非主要的氧化性消毒劑來介紹,其原因在於臭氧用於醫院消毒方麵存在的一些不利特性,如對金屬(shǔ)和物品的腐蝕、消毒效果受有機物影響嚴重、使用較不(bú)方便成(chéng)本較高等(děng),而且現也已有(yǒu)許多較新的消毒劑和消毒方式競爭,如穩定型二氧化氯、*發生器、等(děng)離子體消(xiāo)毒、高氧化還原水消毒、電解水消毒等,各具特(tè)性。利用臭氧的*特性開發的消毒(dú)方式或產品,是在醫院消毒領域競爭的有效方法(fǎ)。如有企業開發的醫院‘床單位消毒器,利用臭氧的氣體特性,將醫院的被褥、床墊裝如密閉塑料袋後加壓諸如臭(chòu)氧氣消(xiāo)毒,解決(jué)了醫院被褥難消(xiāo)毒處理的(de)問題,床單位消毒器(qì)並且該方法(fǎ)很難被(bèi)其他消毒方式替代。
2臭氧在(zài)食品工業用於對(duì)車間、生產用水、用品器皿的消毒殺菌是一個比較有前途(tú)的應用領域。自1997年美國FDA公告EPRI專(zhuān)家委員湖的結論,承認臭氧應(yīng)用(yòng)於食(shí)品過程(chéng)符合GRAS(通用安全標準(zhǔn)),臭氧可作為無限製的添(tiān)加劑應用於食品業,臭氧在世界食(shí)品加工領域的應用得(dé)以快速發展,成(chéng)為標準的冷殺(shā)菌技術之一,可喜的(de)是,一些(xiē)外向型的國內食品(pǐn)企業也(yě)已(yǐ)開始應(yīng)用對生產(chǎn)環境和工藝過(guò)程進行殺菌。基於臭(chòu)氧殺菌技術已被認定未無安全性危害(hài)、*的無殘留特性以及與其他食品業殺菌方法相比(bǐ)的方便性、廣適性、故在該市場(chǎng)領域不至麵臨其他消毒產品的激烈競爭(zhēng),隨(suí)食品工業的(de)發展(zhǎn),臭氧冷殺菌(jun1)技術預計有很大市場(chǎng)空間。
可能的應用如下: 生產車間空氣殺菌及表麵消毒。
生產用水(shuǐ)淨化(huà)。如(rú)用臭氧水對食品原料衝洗。
冷庫消毒。
果蔬(shū)儲藏保鮮。
生產用具、工作服等消毒。
1.民用(yòng)、家用應用 基於臭氧在工業和行業應(yīng)用開(kāi)發方麵(miàn)的困難,許多臭氧企業開發民用市場的臭氧產品,但因應用技術開發的缺乏,臭氧家電的定位不當或虛假定位,造成許多企業的損失: 1.1空氣淨化消毒 雖然SARS期間的(de)恐慌(huāng)心理(lǐ)使得很多家用臭氧(yǎng)消毒機獲得好的銷售業績,但應用臭(chòu)氧對民用環境空氣進行消毒淨化還是一個可疑的市場定位。
按衛生(shēng)規範,臭氧(yǎng)空氣消毒濃度(dù)為20-30ppm,消毒時(shí)間0.5小時,而人的環境中臭氧濃度不能高於0.1ppm,二者相差200-300倍,因此淨化處理時(shí)不(bú)能人機並存(cún)。民用環境中的空氣淨化需(xū)要連續式、人機並存式淨化消毒技術,這方(fāng)麵已用許多很好的技(jì)術產品如高壓靜電(diàn)、等離子體、納米光觸媒等。
民用空氣淨化市場在國內(nèi)還是個開發(fā)中的市場,據預測該領域市場空(kōng)間巨大,許多高壓景(jǐng)點、等離子體、光觸(chù)媒產品企業正(zhèng)在對市場進行開發投入。高壓靜電技(jì)術、等離子體技術與臭氧發生技術有技術同源性,願意開發空氣淨化市場的臭氧企業大可以開發那磊技術產品。當然對(duì)小空間用臭氧進行高濃度空氣和表麵消毒存在較大的家用衛生市場,如消毒碗櫃,但主要由大型家電企業開發與競爭,技術型臭氧(yǎng)企業隻為其提供臭氧元件。
1.2果蔬淨化 根據我們測試,使用普通家用(yòng)臭氧機在水中曝氣,能達到的臭氧水濃度zui高為0.2-0.3mg/l,這種濃度下臭氧對各(gè)種(zhǒng)農藥去除基本無效果。法(fǎ)國Buescher等(děng)人(rén)的測試顯(xiǎn)示,對容(róng)易取出的有機磷農(nóng)藥(yào),臭氧濃度要(yào)達5-10mg/l作用10-15分鍾才能有滿(mǎn)意的去除,而對有機(jī)氯農藥,在20mg/l臭氧水下作用15分鍾也才有50%去除,這是對農藥水(shuǐ)溶液的臭氧處(chù)理而言(yán),而對果蔬表(biǎo)麵(miàn)殘留農藥處理,隻要超過濃度1-2mg/l臭氧水的浸泡會(huì)使果蔬漂白並且嚴重破壞營養,故是不適用的。經我我們與農科院植保所多次測試,去(qù)除黃瓜表麵有(yǒu)機磷農藥,0.4mg/l左(zuǒ)右的臭氧水浸泡15-30分鍾與自來水浸泡同樣時間效果接近,50-60%的去除率,用工藝比較複雜的臭氧氧化技術處理(lǐ),對表麵農殘去除(chú)改進不大,用洗(xǐ)潔精效果也類似,去除效果的方法使用熱水炒,能達(dá)90%以上。因此,用臭氧清除果(guǒ)蔬(shū)表麵農殘,技術的適宜性、有效形式很(hěn)可疑(yí)的,並且臭氧(yǎng)氧化農藥產生的反應物質的毒性缺(quē)少可靠的檢(jiǎn)測以確定不會產生新的危害。事實上(shàng),許多淨菜加工企業購買的臭氧處理設備多被廢置,市場上的各類果蔬淨化機除臭氧水消毒的功能真實外,因其淨化功能缺(quē)少可靠(kào)性和沒有公論,其市場也(yě)是邊緣性的。
1.3生肉淨化 市場上有用臭氧處理生肉去除瘦肉精的宣傳與演示,其實臭氧處理隻涉及物體表麵,宣稱臭氧能去除生肉內部的化學物質,技(jì)術上是自(zì)欺(qī)的(de),銷售上是欺人的。並且(qiě),因臭氧作為強氧化劑,與生肉(ròu)表麵的脂肪、蛋白質等有機物的氧化反應產生了各種中間態物質,*可能對人(rén)體存(cún)在毒性。臭氧企業若未對反應產物經認真毒性測試而(ér)指(zhǐ)導用戶用臭氧機(jī)對生肉進(jìn)行處理食用(yòng),將冒較大的安(ān)全風險。
2. 水處理應(yīng)用 *,水長的臭氧處理使臭氧設備尤其是(shì)大型臭氧設備的核心市場,許多(duō)大型水廠、院校和(hé)研究機構正研究臭(chòu)氧矗立在(zài)當地水質(zhì)條件下的應用工(gōng)藝和技術,現在(zài)主要(yào)集中在臭氧預處理工藝和臭氧活性炭工藝,一些(xiē)臭氧企業也在(zài)開發適於(yú)水廠的大型(xíng)臭氧機,希望(wàng)在市場成熟時分一杯羹。但在國外(wài)水務企業開始(shǐ)投資國內水廠、國外大型臭氧(yǎng)技術進入開拓國內市場時,在水廠改造的(de)市場逐(zhú)步成熟過程中,國內臭氧企業已未成熟的大型臭氧技術、未長大的企業規模進入(rù)競爭,其效(xiào)果是可疑的。
立(lì)足於現有技術條件,開發中小規模水處理的應用技術和市場開發(fā),對大部分臭氧企業是更適當選擇: 2.1遊泳池(chí)水處理(lǐ) 遊泳池循環水用臭(chòu)氧消毒無疑比氯消毒對人體健康(kāng)具(jù)大的優勢,除不產生三氯甲(jiǎ)烷等有害物外,也大大提高水體感官度。臭氧消毒應用工藝有標準(zhǔn)設計,幾(jǐ)百克的臭氧機國內企業生產(chǎn)也不困難(nán)。沒有(yǒu)形(xíng)成市(shì)場規模的原因
1.衛(wèi)生部門檢測遊(yóu)泳(yǒng)池水要測餘氯,因此臭氧消(xiāo)毒的遊泳(yǒng)池還必須投氯,雖然投氯量可減少2/3,臭氧不能*替代氯。
2.許多遊泳(yǒng)池不規(guī)範(fàn)操作水循(xún)環係統,為(wéi)省錢盡可能不運行,往(wǎng)池裏直接投氯,而臭氧處理,若(ruò)循環水(shuǐ)不(bú)運行(háng),則臭氧(yǎng)消毒無法進行。
3.一般認為臭氧處理成本高(gāo)。
4.臭氧企業在該領域市場開(kāi)拓不夠。 許(xǔ)多國內臭氧企業已可以生產低成本、高可靠性、幾百克級的臭氧機,隨市場的成熟,隻要加強開拓宣傳,國產設備(bèi)是有條(tiáo)件以成本優勢競爭遊(yóu)泳池水處理市場的。
2.2 漁業水處理 水產養殖業的臭氧處理是水產養殖的一種新技術。在循環水工廠化養漁場和育苗(miáo)用水消毒處理中,臭氧消(xiāo)毒與紫外線消毒一直是二種競爭性技術,但隨著臭氧在養殖水處理應用(yòng)技術的成熟(shú),用戶選擇臭氧處理日增。
臭氧(yǎng)處理比紫外線消(xiāo)毒在(zài)漁業水處理中的(de)優勢:
1.臭氧能去除(chú)藻類,紫外線有時從盡藻類生長。
2.臭氧處理同時能降低亞硝氮和有機物,紫外線不能。
3.臭氧處理對水質清澈度要求比紫外(wài)線寬。
4.純氧源臭氧處理同時對水體增(zēng)氧。 臭氧具有強(qiáng)烈的殺菌作用,但其過量殘(cán)留對養殖的魚也有損害,為此必須通過後處理將臭氧或臭氧合成物去除後再用於養殖用水。特別是海水臭氧處理時,海水中含有各(gè)種微量元素,其中含有的溴、氯、碘、鐵、錳等離子都能被臭氧及其(qí)分解產生的(de)強氧化劑氧化而生成(chéng)氧化性物質(zhì)(OPO),臭氧處(chù)理海水產(chǎn)生(shēng)OPO的現象,是(shì)海水臭氧處理區別於淡水臭氧處理的一個顯著特點。經測(cè)試,同樣投加量的臭氧在淡水中何在海水中(zhōng)對細菌殺(shā)滅效果大致相同,因此可以判定(dìng)OPO與臭氧的殺菌能力相當。殘留的臭氧或OPO物資對生物(wù)體有毒性,必須去除,OPO的半衰期比臭氧(yǎng)長得多,故海水處理的複雜性(xìng)更大。 在苗種生(shēng)成的養殖水處理和工(gōng)廠化養(yǎng)殖循環水處理的實際處理中(zhōng),對不同的養殖品種必須使用不同的處理工藝和(hé)工作條(tiáo)件。我們與水產科(kē)研究機構合作,將臭氧處理技術(shù)應用於鮑魚育苗、對蝦育(yù)苗(miáo)、貝類淨化、鱘魚育苗(miáo)、鬆江鱸(lú)魚育苗、養蝦工廠(chǎng)、養魚工廠、藻(zǎo)類培(péi)養等,反複實踐,開發了相應的工藝(yì)流程和工況等應用技術,故能取得比紫外線更好的應用效果。
2.3工業循環水處理 現(xiàn)有工業循環冷卻水(shuǐ)中(zhōng)大量使用化學(xué)藥劑成本較高,其排放對(duì)環境也造成威脅。在冷卻水穩定劑的(de)研發中,臭氧處理是有希(xī)望取代化學法的(de)新型技術之一,報道中,國外一些公司對此作下了不少的(de)技術研究和應用,如(rú)美國全國水處理公司用臭氧(yǎng)作為*的處理藥(yào)劑來替(tì)代其他藥劑用於工(gōng)業循環冷卻水處理,能阻垢、緩蝕、殺菌,能使冷卻水在高濃縮(suō)倍數甚至零(líng)排汙下運行,並成(chéng)功處理了130多(duō)座係統。國內有些單位如請化(huà)做過這方麵的課題研究,但需(xū)進一步研究確定(dìng)臭氧(yǎng)冷卻水的水質條件、溫(wēn)度範圍、對中間產物的分析、臭氧處理法的工程評估和成本分析與其阻垢、緩蝕技術的複(fù)合(hé)等應用技術方麵的問題。 該領域存在比較(jiào)大的潛在市場,但需要在應用技術和工藝條(tiáo)件方麵增加研究投入。我們也(yě)在近期正與其他單位一起開發臭(chòu)氧(yǎng)-超聲波用於閉式循環冷卻水處理的工(gōng)藝。
2.4 廢水處理 臭氧在廢水處(chù)理中作(zuò)為消毒劑使用麵臨很大競爭,各種(zhǒng)氯製(zhì)劑、二氧化氯、*、紫外線等,與一些常規方法比(bǐ)以設備成本和操作成(chéng)本(běn)論臭氧處(chù)理都存在很大劣勢。但(dàn)在某些化工廢水中,利用臭氧作為強氧化劑,或者是(shì)用臭氧的氧化技術應用於難降解(jiě)有機廢水,是一些國內外機構的研究課題。各(gè)種臭氧氧化技術和氧化技術如UV/O3H2O2/O2、O3/催化劑、UV/O3/H2O2適應於處(chù)理各種不同的難降解有機(jī)廢水,如美國環保局(jú)規(guī)定,UV/O3為處理多氯聯苯的*實用技術。國內(nèi)一些院校對臭氧氧化技術的應用研(yán)究可能對臭氧(yǎng)企業開辟新的市場領域。
3. 工業氧化應用 利用臭氧的強氧化性應用於工業產品生產中以(yǐ)提高產品的(de)質量或特性,其工藝是企業的專有的保密技術,如在紙漿漂白、碳黑處理等領域。近年一個新領域(yù)是(shì)在塑料複合膜的複合工藝中使用臭氧氧化替代空氣氧化,因包裝(zhuāng)和複合材料業巨大(dà)的市(shì)場規(guī)模使得(dé)臭氧(yǎng)在此領域的開發應用前景誘人。國外的(de)研究表明,在薄膜的複合工藝重視用臭氧氧化能大大(dà)增加複(fù)合強度,提(tí)高(gāo)複合膜品質,同時也能減少(shǎo)粘(zhān)合劑使用量,降低(dī)擠出溫度。國內的一些薄膜產品企業(yè)已有應用臭氧處理工藝的生(shēng)產線,但對於不同的複合(hé)薄膜品種,臭氧處理的濃度、時間等應用技術條件需要優化研究。臭氧企業(yè)可以增加在這方麵的開發投入而成為該領域的專業技術持有者。
4. 農業應用
4.1 臭氧用於農業大棚的病害防治已(yǐ)有個別臭氧企業做(zuò)出嚐試(shì),但商缺係統性的應(yīng)用技術(shù)研究。綠色農業、有機農業的(de)發展需要對病(bìng)蟲害防(fáng)治(zhì)采用傳統的化學農藥以外的技術和手段,農業植保界迄今還沒找到可靠的、可大規模應用的方法。國內應用臭氧對食用菌培育的研究表明臭氧對食(shí)用菌的生長環境的精(jīng)緩可大大提高食(shí)用菌的生長速度和品質,顯示出臭氧在潮濕、較封閉的農業溫室環境中有良好淨化消(xiāo)毒作用,也有(yǒu)可(kě)能使其應用於各種農業大棚。
但我們的實驗表明,臭氧大規模應(yīng)用農業大棚生產還需解(jiě)決以下(xià)應用技術方麵的問題: 4.1.1對不(bú)同(tóng)大棚作物如(rú)黃瓜、西紅柿等需研究對(duì)其產生有(yǒu)害影響的不同臭氧濃度和作用時間。
4.1.2對不同的溫室病害(hài)如白粉病、霜黴病、灰黴病、根腐(fǔ)病等須確定有效防治的不同的臭(chòu)氧濃度魚作(zuò)用時間。
4.1.3研究不同時段臭氧處理,如早上、中(zhōng)午(wǔ)、晚上,對作物和(hé)病害的不同(tóng)影響。日照下和陰天臭氧處理的(de)效果也有很大區(qū)別。
4.1.4臭氧處理的不同方式,如用臭氧水噴灑和臭氧氣體直接作用,其效果(guǒ)差別也很大。
4.1.5在作物的不同生長階段,如苗期、成熟期,臭氧的作用濃度和方(fāng)式也有(yǒu)很大不同。
4.1.6無土栽培(péi)和普通栽培的臭氧(yǎng)處理方法存在很大差別。 不(bú)言而喻,農業植保的臭氧處理(lǐ)需(xū)在應用技術和(hé)方法研究方麵耗費很大的時間和投入,但農業市場的巨大(dà)和(hé)農產品綠色化的明顯趨勢(shì)也(yě)可能(néng)使投入的企業獲得可觀的回報。
4.2 在集約式畜牧養殖場中,臭(chòu)氧消毒除臭更(gèng)是一種有前途的手段。我們在雞舍的測試表明(míng),使用臭氧定期(qī)消毒以控製環境中的細菌繁殖和(hé)除臭,可使肉雞在整個生長期無病,對雞的生長也無影響。但開發(fā)畜牧市場尚有以下問(wèn)題(tí):
4.2.1在臭氧處理環境(jìng)中(zhōng)生長的雞在分欄後很易生病,故須(xū)對整個雞(jī)場(chǎng)以及雞從孵化到宰殺的整個過程(chéng)的生長環(huán)境進行處理控製(zhì)。
4.2.2對畜牧養殖的臭氧處理還(hái)需做出工程評價及經濟分(fèn)析。
4.2.3臭氧長期使用對較長生命期的如蛋雞的影響需要評估。
4.2.4養雞場近年的低效益影響對新設備和技術的投資能力。
5. 結論 臭氧企業應選擇專門(mén)的行業和市場領域,研究(jiū)在該領域的應用技術專有技術,作為企業(yè)生(shēng)存發展的基點;總體而論,臭氧水處理的應用市場遠大於空氣處理;在空氣淨化、處理、消毒領(lǐng)域,存在許多與臭氧技術同源性(xìng)的更(gèng)具優勢的技術,臭氧企(qǐ)業大可相那些技術領域擴展;單一的臭氧家電產品,其應用技術和市場基(jī)礎是(shì)可疑(yí)的(de);無專業應用技術基礎的中小規模(mó)臭氧企業,其生存空間會漸趨消失。