摘要：近年來，臭氧技術已在醫學、衛生、食品、食品儲藏保鮮、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業廣泛應用，取得了顯著效果。高濃度臭氧消毒后，臭氧在室內的衰減便成為暖通界關注的問題之一。本文實際測試了一間臭氧消毒的制藥潔凈廠房，利用質量平衡模型和一階衰減模型（the first-order decay model），理論上得到臭氧的衰減濃度曲線，再與實際測得的臭氧的衰減濃度曲線進行比較，進而分析理論計算值和實際測量值之的差異以及產生這些差異原因，得到了影響臭氧衰減濃度的相關因素。通過分析檢測得到的臭氧濃度數據，消毒結束后臭氧濃度的衰減時間低于預先設定的時間值，即該潔凈室臭氧衰減的設計時間符合勞動保護和人員安全的原則。
近年來，臭氧技術已在醫學、衛生、食品、飼養業、養殖業、食品儲藏保鮮、化工生產、大氣凈化、污水處理和飲用水殺菌消毒等行業廣泛應用，取得了顯著效果。臭氧因其強氧化能力，可以破壞微生物的細胞壁，進而割斷其核酸，使其喪失生命力，而且采用臭氧消毒具有快速，無二次污染（衰變為氧氣），殺菌效果好等多個優點，因此在醫院潔凈室和食品、制藥等有潔凈要求的廠房內，利用高濃度的臭氧進行殺毒已經相當普遍；然而另一方面臭氧也是一種室內污染氣體，對人體軟組織和呼吸道器官等有不同程度的傷害，據醫學研究表明臭氧是導致肺氣腫、慢性鼻炎、支氣管炎等多種呼吸道疾病的重要原因之一。所以，在現在提倡臭氧消毒的同時，高濃度臭氧消毒后，在建議的時間內臭氧的濃度是否可以降到國家標準規定的允許值，很值得我們探討。鑒于這個原因，我們對某制藥廠房臭氧消毒結束后的臭氧濃度進行了檢測和分析。
2、預測模型的建立理論上，利用質量平衡方程和一階衰減模型（the first-order decay model）．
由于臭氧是一種強氧化劑，具有強氧化性，它和很多物質都發生反應，因此Kd 包括的因素較多，主要包括臭氧的自然衰減系數，臭氧與潔凈室內墻壁的反應系數，在臭氧的輸送過程中，臭氧與空調系統各部件（過濾器，送、回風管道，機組表面）的反應系數等；通常情況下Kd的值是通過在臭氧發生器打開時，濃度上升時的數據進一步回歸得到的。
3、測試方法和測試過程
3.1 空調系統
空調系統主要負責注射器灌裝、配制等區域的萬級的潔凈區。整個系統的送風量為19876m3/h（新風量為33%），回風量為12722m3/h，排風量為4620 m3/h，被消毒潔凈區的總體積為563 m3；被測試潔凈室的送風量為2811m3/h，回風量為969 m3/h，換氣次數為54.9 1/h，體積為51.5 m3.
首先，開啟臭氧發生器，使被消毒的潔凈室室內的臭氧濃度升高，當臭氧濃度達到穩定時，關閉臭氧發成器，打開通風系統，使得臭氧開始被稀釋和衰減，同時開始測消毒后臭氧在該潔凈室內的衰減情況。
3.2 臭氧的產生
本次測試的臭氧消毒的生物潔凈室所采用的高濃度臭氧，是通過臭氧發生器產生的。臭氧發生器安裝的具體位置通常有三種：安裝在空調系統的送風道中；安裝在空調系統的回風道中；安裝在空調機組內。該制藥公司消毒系統的臭氧發生器安裝在空調機組內。所選臭氧發生器是一臺康爾公司生產的內置式臭氧發生器（型號KCF-G60），發生量為60±6g/h.由于臭氧本身的衰減和室內的溫度、濕度有密切關系，因此在打開臭氧發生器之前，要相應的關閉空調系統的加濕，加熱段。為了使臭氧在空調系統中形成內循環，應關閉新風和排風，開機1～2小時后，關閉臭氧發生器；打開通風系統，以保證臭氧濃度可以在規定時間內降到標準允許值。
3.3 采樣點位置
位置位于空調系統中的一間污染物有嚴格要求的潔凈室內，該潔凈室的尺寸為2.2×9.0×2.6m3，共有4個送風口，一個回風口，一個排風口，兩扇向內開啟的門（在測試期間關閉）；采樣點的高度1.5m.
3.4 臭氧濃度的檢測和記錄
臭氧濃度的檢測采用ZX-01型紫外吸收式臭氧分析儀。該臭氧分析儀的量程0~10ppm，最小可檢測量0.004ppm，精度為二級，前面顯示器顯示數字是四位或五位，RS232接口，采樣氣體流速500ml/min，儀器工作溫度范圍15~35℃，標準溫度是25±1℃；相對濕度范圍0~95%.臭氧濃度的記錄是通過數據線與計算機聯接，由相應的程序每6秒記錄一次，計算機自動記錄和保存。
為了測試人員的安全，測試人員和儀器放在該空調系統的外部，而向被測潔凈室內通入一根采樣管，通過采樣管和儀器的進氣口相連，用來測試和記錄潔凈室內任意時刻的臭氧濃度。
4、測試結果討論與分析
當室內臭氧的含量達到穩定值時，關閉臭氧發生器時，此時被測房間的臭氧濃度為1.537～1.545ppm（3.07mg/m3），也就是衰減時的初始濃度。打開通風系統，通入的新風的臭氧濃度為0.014ppm（0.028 mg/m3）。通過對濃度上升時的數據進行回歸，得到臭氧在本空調系統中的衰減系數Kd的值為0.126 1/h，可預測室內臭氧隨時間衰減的濃度，因此潔凈室在臭氧消毒后。
國家標準（GB/T18883-2002）規定的室內所允許的臭氧濃度值為0.16mg/m3（0.08ppm）。通過一階衰減模型的預測值，需要經過大約25分鐘的衰減，室內可達到允許值；而實際測試的結果是，在打開通風系統13.5分鐘后，室內臭氧濃度便降到了0.075ppm.廠家建議經過30分鐘后可進入室內。
實測濃度曲線和通過模型的預測濃度曲線的基本相同，證明一階衰減模型可以對用于氣體在室內衰減的濃度研究。實測曲線和預測曲線之間的差異，更說明了臭氧在室內的衰減是一個很復雜的過程，比如臭氧的衰減和室內的臭氧濃度有很大關系，同時室內的可與臭氧反應的有機成分也影響衰減系數Kd，Kd值是通過數學回歸得到的，也具有一定的誤差。因此，在處理臭氧這種很活潑的物質時，應考慮全面并完善一階衰減模型。
5、結論
臭氧消毒已經在許多行業被廣泛采用，本文對制藥廠房的臭氧消毒后的殘余污染的研究，表明在臭氧消毒后存在殘余污染，但如果采取較好的通風措施，可以使殘余污染降到標準以下。該消毒形式消毒后的臭氧含量，在預設時間內降到了國家規定的允許值，達到了勞動保護和人員安全的要求。
但是，由于該臭氧發生器打開階段，空調自控系統不能關閉新風和排風，所以，臭氧的濃度并沒有達到預計的濃度值。如果臭氧的濃度達到了預定值，它的衰減情況如何，有待我們進一步研究，同時建議在采用臭氧消毒時，不要單獨考慮其優點，應該優缺點兼顧，在消毒后可進入消毒區的時間的設定上，要充分考慮人員健康和安全。
通過對實際臭氧濃度和理論預測值的相互比較，驗證了一階衰減模型在室內污染氣體殘余物的研究上是適用性。本文通過對室內消毒后臭氧衰減的研究，對于研究其他室內污染氣體有一定的參考價值。在今后的研究中，要對影響衰減系數的因素考慮全面。
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