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臭氧應用技術和市場開發研究
發布時間:2009-07-22   點擊次數:3013次

臭氧應用技術和市場開發研究

         近年來的藥廠GMP改造產生的臭氧消毒需要應歸功于一些臭氧企業的應用市場開發,GMP認證中并不以臭氧消毒為必須,但臭氧的消毒特性應用于藥廠空調系統具無其他方法替代的優勢,開發這一市場應用的臭氧企業因此獲的良好的回報。只是隨市場成熟競爭日益加劇,而隨藥廠的改造接近完成,該市場域塊也趨飽和。

 . 衛生消毒應用

        .1臭氧在衛生消毒的主流市場-醫院消毒領域一直沒有大的*。在衛生消毒規范中臭氧是作為一項非主要的氧化性消毒劑來介紹,其原因在于臭氧用于醫院消毒方面存在的一些不利特性,如對金屬和物品的腐蝕、消毒效果受有機物影響嚴重、使用較不方便成本較高等,而且現也已有許多較新的消毒劑和消毒方式競爭,如穩定型二氧化氯、過氧化氫發生器、等離子體消毒、高氧化還原水消毒、電解水消毒等,各具特性。利用臭氧的*特性開發的消毒方式或產品,是在醫院消毒領域競爭的有效方法。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后加壓諸如臭氧氣消毒,解決了醫院被褥難消毒處理的問題,床單位消毒器并且該方法很難被其他消毒方式替代。       

        2臭氧在食品工業用于對車間、生產用水、用品器皿的消毒殺菌是一個比較有前途的應用領域。自1997年美國FDA公告EPRI專家委員湖的結論,承認臭氧應用于食品過程符合GRAS(通用安全標準),臭氧可作為無限制的添加劑應用于食品業,臭氧在世界食品加工領域的應用得以快速發展,成為標準的冷殺菌技術之一,可喜的是,一些外向型的國內食品企業也已開始應用對生產環境和工藝過程進行殺菌?;诔粞鯕⒕夹g已被認定未無安全性危害、完全的無殘留特性以及與其他食品業殺菌方法相比的方便性、廣適性、故在該市場領域不至面臨其他消毒產品的激烈競爭,隨食品工業的發展,臭氧冷殺菌技術預計有很大市場空間。       

       可能的應用如下: 生產車間空氣殺菌及表面消毒。

        生產用水凈化。如用臭氧水對食品原料沖洗。

        冷庫消毒。

      果蔬儲藏保鮮。

        生產用具、工作服等消毒。

        1.民用、家用應用 基于臭氧在工業和行業應用開發方面的困難,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空氣凈化消毒 雖然SARS期間的恐慌心理使得很多家用臭氧消毒機獲得好的銷售業績,但應用臭氧對民用環境空氣進行消毒凈化還是一個可疑的市場定位。

        按衛生規范,臭氧空氣消毒濃度為20-30ppm,消毒時間0.5小時,而人的環境中臭氧濃度不能高于0.1ppm,二者相差200-300倍,因此凈化處理時不能人機并存。民用環境中的空氣凈化需要連續式、人機并存式凈化消毒技術,這方面已用許多很好的技術產品如高壓靜電、等離子體、納米光觸媒等。

        民用空氣凈化市場在國內還是個開發中的市場,據預測該領域市場空間巨大,許多高壓景點、等離子體、光觸媒產品企業正在對市場進行開發投入。高壓靜電技術、等離子體技術與臭氧發生技術有技術同源性,愿意開發空氣凈化市場的臭氧企業大可以開發那磊技術產品。當然對小空間用臭氧進行高濃度空氣和表面消毒存在較大的家用衛生市場,如消毒碗柜,但主要由大型家電企業開發與競爭,技術型臭氧企業只為其提供臭氧元件。

         1.2果蔬凈化 根據我們測試,使用普通家用臭氧機在水中曝氣,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種農藥去除基本無效果。法國Buescher等人的測試顯示,對容易取出的有機磷農藥,臭氧濃度要達5-10mg/l作用10-15分鐘才能有滿意的去除,而對有機氯農藥,在20mg/l臭氧水下作用15分鐘也才有50%去除,這是對農藥水溶液的臭氧處理而言,而對果蔬表面殘留農藥處理,只要超過濃度1-2mg/l臭氧水的浸泡會使果蔬漂白并且嚴重破壞營養,故是不適用的。經我我們與農科院植保所多次測試,去除黃瓜表面有機磷農藥,0.4mg/l左右的臭氧水浸泡15-30分鐘與自來水浸泡同樣時間效果接近,50-60%的去除率,用工藝比較復雜的臭氧氧化技術處理,對表面農殘去除改進不大,用洗潔精效果也類似,去除效果的方法使用熱水炒,能達90%以上。因此,用臭氧清除果蔬表面農殘,技術的適宜性、有效形式很可疑的,并且臭氧氧化農藥產生的反應物質的毒性缺少可靠的檢測以確定不會產生新的危害。事實上,許多凈菜加工企業購買的臭氧處理設備多被廢置,市場上的各類果蔬凈化機除臭氧水消毒的功能真實外,因其凈化功能缺少可靠性和沒有公論,其市場也是邊緣性的。

        1.3生肉凈化 市場上有用臭氧處理生肉去除瘦肉精的宣傳與演示,其實臭氧處理只涉及物體表面,宣稱臭氧能去除生肉內部的化學物質,技術上是自欺的,銷售上是欺人的。并且,因臭氧作為強氧化劑,與生肉表面的脂肪、蛋白質等有機物的氧化反應產生了各種中間態物質,完全可能對人體存在毒性。臭氧企業若未對反應產物經認真毒性測試而指導用戶用臭氧機對生肉進行處理食用,將冒較大的安全風險。

        2. 水處理應用 *,水長的臭氧處理使臭氧設備尤其是大型臭氧設備的核心市場,許多大型水廠、院校和研究機構正研究臭氧矗立在當地水質條件下的應用工藝和技術,現在主要集中在臭氧預處理工藝和臭氧活性炭工藝,一些臭氧企業也在開發適于水廠的大型臭氧機,希望在市場成熟時分一杯羹。但在國外水務企業開始投資國內水廠、國外大型臭氧技術進入開拓國內市場時,在水廠改造的市場逐步成熟過程中,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競爭,其效果是可疑的。

         立足于現有技術條件,開發中小規模水處理的應用技術和市場開發,對大部分臭氧企業是更適當選擇: 2.1游泳池水處理 游泳池循環水用臭氧消毒無疑比氯消毒對人體健康具大的優勢,除不產生三氯甲烷等有害物外,也大大提高水體感官度。臭氧消毒應用工藝有標準設計,幾百克的臭氧機國內企業生產也不困難。沒有形成市場規模的原因

        1.衛生部門檢測游泳池水要測余氯,因此臭氧消毒的游泳池還必須投氯,雖然投氯量可減少2/3,臭氧不能完全替代氯。

        2.許多游泳池不規范操作水循環系統,為省錢盡可能不運行,往池里直接投氯,而臭氧處理,若循環水不運行,則臭氧消毒無法進行。

        3.一般認為臭氧處理成本高。

        4.臭氧企業在該領域市場開拓不夠。 許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,只要加強開拓宣傳,國產設備是有條件以成本優勢競爭游泳池水處理市場的。

        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用水消毒處理中,臭氧消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技術的成熟,用戶選擇臭氧處理日增。

        臭氧處理比紫外線消毒在漁業水處理中的優勢:

1.臭氧能去除藻類,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線寬。

4.純氧源臭氧處理同時對水體增氧。 臭氧具有強烈的殺菌作用,但其過量殘留對養殖的魚也有損害,為此必須通過后處理將臭氧或臭氧合成物去除后再用于養殖用水。特別是海水臭氧處理時,海水中含有各種微量元素,其中含有的溴、氯、碘、鐵、錳等離子都能被臭氧及其分解產生的強氧化劑氧化而生成氧化性物質(OPO),臭氧處理海水產生OPO的現象,是海水臭氧處理區別于淡水臭氧處理的一個顯著特點。經測試,同樣投加量的臭氧在淡水中何在海水中對細菌殺滅效果大致相同,因此可以判定OPO與臭氧的殺菌能力相當。殘留的臭氧或OPO物資對生物體有毒性,必須去除,OPO的半衰期比臭氧長得多,故海水處理的復雜性更大。 在苗種生成的養殖水處理和工廠化養殖循環水處理的實際處理中,對不同的養殖品種必須使用不同的處理工藝和工作條件。我們與水產科研究機構合作,將臭氧處理技術應用于鮑魚育苗、對蝦育苗、貝類凈化、鱘魚育苗、松江鱸魚育苗、養蝦工廠、養魚工廠、藻類培養等,反復實踐,開發了相應的工藝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 現有工業循環冷卻水中大量使用化學藥劑成本較高,其排放對環境也造成威脅。在冷卻水穩定劑的研發中,臭氧處理是有希望取代化學法的新型技術之一,報道中,國外一些公司對此作下了不少的技術研究和應用,如美國全國水處理公司用臭氧作為*的處理藥劑來替代其他藥劑用于工業循環冷卻水處理,能阻垢、緩蝕、殺菌,能使冷卻水在高濃縮倍數甚至零排污下運行,并成功處理了130多座系統。國內有些單位如請化做過這方面的課題研究,但需進一步研究確定臭氧冷卻水的水質條件、溫度范圍、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、緩蝕技術的復合等應用技術方面的問題。 該領域存在比較大的潛在市場,但需要在應用技術和工藝條件方面增加研究投入。我們也在近期正與其他單位一起開發臭氧-超聲波用于閉式循環冷卻水處理的工藝。   

        2.4 廢水處理 臭氧在廢水處理中作為消毒劑使用面臨很大競爭,各種氯制劑、二氧化氯、過氧化氫、紫外線等,與一些常規方法比以設備成本和操作成本論臭氧處理都存在很大劣勢。但在某些化工廢水中,利用臭氧作為強氧化劑,或者是用臭氧的氧化技術應用于難降解有機廢水,是一些國內外機構的研究課題。各種臭氧氧化技術和氧化技術如UV/O3H2O2/O2、O3/催化劑、UV/O3/H2O2適應于處理各種不同的難降解有機廢水,如美國環保局規定,UV/O3為處理多氯聯苯的*實用技術。國內一些院校對臭氧氧化技術的應用研究可能對臭氧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于工業產品生產中以提高產品的質量或特性,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。近年一個新領域是在塑料復合膜的復合工藝中使用臭氧氧化替代空氣氧化,因包裝和復合材料業巨大的市場規模使得臭氧在此領域的開發應用前景誘人。國外的研究表明,在薄膜的復合工藝重視用臭氧氧化能大大增加復合強度,提高復合膜品質,同時也能減少粘合劑使用量,降低擠出溫度。國內的一些薄膜產品企業已有應用臭氧處理工藝的生產線,但對于不同的復合薄膜品種,臭氧處理的濃度、時間等應用技術條件需要優化研究。臭氧企業可以增加在這方面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 臭氧用于農業大棚的病害防治已有個別臭氧企業做出嘗試,但商缺系統性的應用技術研究。綠色農業、有機農業的發展需要對病蟲害防治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用菌的生長環境的精緩可大大提高食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凈化消毒作用,也有可能使其應用于各種農業大棚。

       但我們的實驗表明,臭氧大規模應用農業大棚生產還需解決以下應用技術方面的問題: 4.1.1對不同大棚作物如黃瓜、西紅柿等需研究對其產生有害影響的不同臭氧濃度和作用時間。

       4.1.2對不同的溫室病害如白粉病、霜霉病、灰霉病、根腐病等須確定有效防治的不同的臭氧濃度魚作用時間。

       4.1.3研究不同時段臭氧處理,如早上、中午、晚上,對作物和病害的不同影響。日照下和陰天臭氧處理的效果也有很大區別。

       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式也有很大不同。

       4.1.6無土栽培和普通栽培的臭氧處理方法存在很大差別。 不言而喻,農業植保的臭氧處理需在應用技術和方法研究方面耗費很大的時間和投入,但農業市場的巨大和農產品綠色化的明顯趨勢也可能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,臭氧消毒除臭更是一種有前途的手段。我們在雞舍的測試表明,使用臭氧定期消毒以控制環境中的細菌繁殖和除臭,可使肉雞在整個生長期無病,對雞的生長也無影響。但開發畜牧市場尚有以下問題:

       4.2.1在臭氧處理環境中生長的雞在分欄后很易生病,故須對整個雞場以及雞從孵化到宰殺的整個過程的生長環境進行處理控制。

       4.2.2對畜牧養殖的臭氧處理還需做出工程評價及經濟分析。

        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的行業和市場領域,研究在該領域的應用技術專有技術,作為企業生存發展的基點;總體而論,臭氧水處理的應用市場遠大于空氣處理;在空氣凈化、處理、消毒領域,存在許多與臭氧技術同源性的更具優勢的技術,臭氧企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礎是可疑的;無專業應用技術基礎的中小規模臭氧企業,其生存空間會漸趨消失。

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