裝水消毒不產(chǎn)生溴酸鹽的安全方法——紫外線
來(lái)源： 閱讀：2366 更新時(shí)間：2008-08-29 10:31簡(jiǎn) 介
在一個(gè)規(guī)范日益嚴(yán)格和安全日益關(guān)注的市場(chǎng)上，瓶裝水行業(yè)不得不按照更高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理。原料水——無(wú)論它們是泉水、井水、地表水，還是市政處理過(guò)的水，如果受到隱孢子蟲(chóng)、賈第鞭毛蟲(chóng)、大腸桿菌，或者其他病原體與致病微生物的污染，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)商帶來(lái)嚴(yán)重的后果。
如果能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的污染問(wèn)題，那么可以選擇不用被污染的水；或者將這些水廢棄（顯然，這將對(duì)生產(chǎn)者的成本帶來(lái)影響）。但糟糕的是，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)水被污染，那么消費(fèi)者就會(huì)被感染；這時(shí)，生產(chǎn)商將會(huì)面臨非常嚴(yán)重的法律和經(jīng)濟(jì)制裁問(wèn)題。但目前，污染的潛在威脅越來(lái)越大，因?yàn)橄M(fèi)者要求生產(chǎn)商盡量少用化學(xué)方法來(lái)處理水。這樣一來(lái)，生產(chǎn)瓶裝水的整個(gè)過(guò)程，從水源取水到最后將水裝瓶，如何進(jìn)行有效的滅菌就成為十分關(guān)鍵的問(wèn)題。
目前，最常用的瓶裝水的消毒方法是用臭氧滅菌。盡管用臭氧來(lái)消毒具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是由于這種方法所產(chǎn)生的副產(chǎn)品，特別是溴酸鹽，則遭到越來(lái)越多的批評(píng)。這是因?yàn)樵诔粞趸^(guò)程中，水中溴化物被氧化生成溴酸鹽，這又是一種致癌物質(zhì)。在許多天然泉水中，都會(huì)含有一些溴離子，而它們對(duì)人是完全無(wú)害的。但是，如果這些溴離子的濃度太高，臭氧會(huì)促進(jìn)它們轉(zhuǎn)變成為溴酸鹽。
2008年7月4日，中國(guó)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)和檢疫局對(duì)飲用水和礦泉水的國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。在這個(gè)修訂稿中，建議礦泉水中溴酸鹽的最大值為0.01毫克/升。
在整個(gè)食品和飲料行業(yè)中，勢(shì)必需要一種更為高效安全的的消毒方式；紫外線消毒，這一得到廣泛認(rèn)可的綠色消毒方式，能夠殺死所有已知的致病微生物，包括細(xì)菌、病毒、酵母和霉菌（以及它們的孢子），而在滅菌過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生任何副產(chǎn)品。這是一種低維護(hù)成本、環(huán)境友好的物理消毒方式，它不再需要進(jìn)行化學(xué)處理且消毒后不改變水的任何特質(zhì)，同時(shí)還具有很高的殺菌水平。
紫外線是如何殺菌的
紫外線是界于可見(jiàn)光和X射線之間的那部分電磁波，其光譜中的185-400納米；其中240nm-280nm之間紫外線(也叫做UV-C），具有很強(qiáng)的殺菌作用，而殺菌效率最高的波長(zhǎng)為265納米。紫外線是通過(guò)侵入病菌的細(xì)胞膜，破壞其DNA，使得它們喪失繁殖能力，而將它們有效殺滅。
典型的紫外線消毒系統(tǒng)，是由紫外線燈管、石英套管、不銹鋼處理腔及控制系統(tǒng)組成。待處理的水在該腔體的一端流入，經(jīng)腔體的另外一端流出。實(shí)際上，任何水源都可以用紫外線進(jìn)行有效處理，包括泉水、地表水和市政處理過(guò)的水、RO出水、粘稠的糖漿和工業(yè)廢水等等。
根據(jù)所使用的紫外線燈管——低壓燈管和中壓燈管——的不同，紫外線消毒技術(shù)主要分為兩種。低壓燈管具有單色的紫外線輸出（其波長(zhǎng)限定為254納米）；而中壓燈管則具有多色紫外線輸出（其波長(zhǎng)范圍為185—400納米）。一般來(lái)說(shuō)，低壓系統(tǒng)最適合用于小流量和間歇流動(dòng)液體；而中壓系統(tǒng)則更適合大流量、高流速場(chǎng)合使用。
紫外線消毒的好處
與其他方法相比，紫外線消毒具有許多優(yōu)點(diǎn)。與化學(xué)消毒劑不同，在處理水的過(guò)程中，紫外線不會(huì)產(chǎn)生毒性，也不存在任何殘留物和各種副產(chǎn)品，更不會(huì)改變水的味道、氣味或pH值。
紫外線滅菌可以用來(lái)對(duì)水進(jìn)行初步滅菌，或者作為其他凈化方法，例如：碳過(guò)濾法、反滲透、或者巴氏滅菌的輔助系統(tǒng)。由于紫外線消毒不存在任何殘留，因此最好將該系統(tǒng)放在緊靠出水端的前面，這樣能夠確保流進(jìn)供水系統(tǒng)里的水中微生物被徹底殺滅，同時(shí)在處理后也不再有被再次污染的危險(xiǎn)。
紫外線消毒在瓶裝水行業(yè)中的應(yīng)用
原料水的來(lái)源
盡管泉水和礦泉水通常都不含有害的或致病的微生物，但這也不是絕對(duì)的。從井、河流或者湖泊中取出的水，則可能被污染，因此必須加以消毒。
CIP（Clean-in-Place恰當(dāng)位置清潔）沖洗水
最后用來(lái)沖洗掉異物和消毒溶液的CIP沖洗用水，必須在微生物方面是足夠安全的，這一點(diǎn)非常重要。全自動(dòng)的紫外線消毒系統(tǒng)可以和CIP沖洗循環(huán)組合在一起，以確保最后用的沖洗用水不會(huì)再次遭到微生物的污染。對(duì)于這種應(yīng)用場(chǎng)合，中壓燈管是最理想的，因?yàn)樗鼨C(jī)械強(qiáng)度高，不受CIP水溫突然變化的影響。例如：當(dāng)用80oC 的熱水沖洗后，緊接著又用10oC 的冷水加以沖洗。
過(guò)濾器的消毒
反滲透（RO）濃縮液和顆；钚蕴浚℅AC）過(guò)濾液是滋生細(xì)菌的溫床。對(duì)于反滲透濃水和顆粒活性炭過(guò)濾水，紫外線是對(duì)其進(jìn)行消毒的有效方法，已經(jīng)在加工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
脫氯處理
常常使用顆；钚蕴歼^(guò)濾器對(duì)水進(jìn)行脫氯處理，以除去經(jīng)過(guò)氯化處理后所產(chǎn)生的異味，使最終得到的水口感較好，并沒(méi)有令人不快的味道。而在脫氯活性碳過(guò)濾器的前面加裝紫外線系統(tǒng)，能夠提高活性碳過(guò)濾器的工作效能，延長(zhǎng)活性碳的使用時(shí)間，從而降低成本。
包裝物和表面滅菌
常常使用表面滅菌系統(tǒng)來(lái)減少所有包裝物的微生物數(shù)量，這些包裝物包括：玻璃和塑料瓶、罐子、蓋子和金屬薄片等。如果在灌裝前，用紫外線對(duì)這些包裝物進(jìn)行輻射處理，就可以消除各種的致病有機(jī)體，從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期、降低腐敗變質(zhì)的危險(xiǎn)。
糖漿
糖漿使用前用紫外線滅菌系統(tǒng)對(duì)這些糖漿和稀釋水加以消毒，就能確保那些處于休眠狀態(tài)的孢子復(fù)活。
儲(chǔ)存罐頂部空氣的消毒
對(duì)那些保存容易變質(zhì)液體的壓力罐或者壓力管道來(lái)說(shuō)，還可以用紫外線滅菌系統(tǒng)來(lái)對(duì)加壓充入的空氣進(jìn)行滅菌。儲(chǔ)存罐特別容易滋生細(xì)菌和受到空氣所攜帶孢子的污染。為了防止這種情況發(fā)生，專門(mén)設(shè)計(jì)了浸入式紫外線滅菌系統(tǒng)，將它安裝在罐子頂部，對(duì)頂部存在空氣進(jìn)行消毒。
廢水的消毒和/或再利用
紫外線滅菌系統(tǒng)可以對(duì)工藝設(shè)備中流出的廢水進(jìn)行處理，而不必使用對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)藥品。這就保證了所有的廢水排放都能符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境法規(guī)的要求。正如上面所提到過(guò)的，由于設(shè)備中流出的廢水可以通過(guò)紫外線滅菌系統(tǒng)的處理，而重新加以利用，因此就大大減少了生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水量。
案例研究
英國(guó)安吉爾•斯普林斯責(zé)任有限公司（Angel Springs Limited）
安吉爾•斯普林斯責(zé)任有限公司位于英國(guó)的奇爾登•希爾斯（Chiltern Hills），該公司主要生產(chǎn)天然瓶裝礦泉水。幾年前，該公司用海諾威公司所生產(chǎn)的紫外線滅菌系統(tǒng)取代了以前所使用的臭氧消毒裝置。該公司之所以決定做出這種改變，就是擔(dān)心臭氧處理過(guò)程中所產(chǎn)生的溴酸鹽。
“由于在臭氧處理過(guò)程可能會(huì)產(chǎn)生溴酸鹽，我們就不再使用臭氧進(jìn)行消毒了。” 斯普林斯公司的安德魯•格萊斯特說(shuō)道。“盡管我們的水源里溴酸根的含量并不十分高，但是為了安全起見(jiàn)，我們還是選擇使用紫外線滅菌系統(tǒng)。” 安德魯•格萊斯特先生進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。“紫外線滅菌系統(tǒng)沒(méi)有缺點(diǎn)，只有優(yōu)點(diǎn)。自從安裝了它以后，我們對(duì)它的表現(xiàn)一直很滿意。只要每過(guò)8000工作小時(shí)后，對(duì)紫外線燈管加以更換，因此它的工作效率非常高。”
安吉爾•斯普林斯責(zé)任有限公司的水源是當(dāng)?shù)氐奶烊蝗，在?jīng)過(guò)物理過(guò)濾以除去固體顆粒后，就通過(guò)紫外線照射室加以消毒，接著就可以進(jìn)行灌裝。此外就再?zèng)]有進(jìn)一步的水處理了，也不需經(jīng)過(guò)什么化學(xué)處理。
結(jié) 論
在瓶裝水行業(yè)中，如何滿足日益嚴(yán)格的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)越來(lái)越成為一項(xiàng)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。特別是中國(guó)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)和檢疫局將要實(shí)施關(guān)于溴酸鹽含量的法規(guī)，就更是如此。顧客也希望不要再用化學(xué)藥品來(lái)對(duì)水的進(jìn)程進(jìn)行處理。如果需要對(duì)工廠和設(shè)備加以改進(jìn)，那也需要使這方面的投資盡快地帶來(lái)回報(bào)，并在產(chǎn)品質(zhì)量上有所提高。
對(duì)于那些正在設(shè)法提高最終產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，紫外線滅菌系統(tǒng)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、可靠的選擇。它是一種對(duì)飲用水進(jìn)行消毒的行之有效的好方法，這一點(diǎn)已經(jīng)在全世界得到了證明。它也被廣泛地應(yīng)用在需要高純度水的行業(yè)里，例如：制藥行業(yè)和半導(dǎo)體行業(yè)，這些行業(yè)所使用的水都要求具有最高的質(zhì)量。
紫外線滅菌系統(tǒng)的安裝十分簡(jiǎn)便，幾乎不對(duì)工廠的正常生產(chǎn)造成什么干擾。它們所需要的維護(hù)工作也極其簡(jiǎn)單，唯一需要的是視情況每隔8000工作小時(shí)更換一下紫外線燈泡而已。更換燈泡的操作也十分容易，只需要經(jīng)過(guò)幾分鐘的學(xué)習(xí)就能掌握，因而普通的維修工人就足以承擔(dān)這項(xiàng)工作。
