装水消毒不产生溴酸盐的安全方法——紫外线
来源： 阅读：2281 更新时间：2008-08-29 10:31简 介
在一个规范日益严格和安全日益关注的市场上，瓶装水行业不得不按照更高标准进行处理。原料水——无论它们是泉水、井水、地表水，还是市政处理过的水，如果受到隐孢子虫、贾第鞭毛虫、大肠杆菌，或者其他病原体与致病微生物的污染，将会对生产商带来严重的后果。
如果能及时发现存在的污染问题，那么可以选择不用被污染的水；或者将这些水废弃（显然，这将对生产者的成本带来影响）。但糟糕的是，如果不能及时发现水被污染，那么消费者就会被感染；这时，生产商将会面临非常严重的法律和经济制裁问题。但目前，污染的潜在威胁越来越大，因为消费者要求生产商尽量少用化学方法来处理水。这样一来，生产瓶装水的整个过程，从水源取水到最后将水装瓶，如何进行有效的灭菌就成为十分关键的问题。
目前，最常用的瓶装水的消毒方法是用臭氧灭菌。尽管用臭氧来消毒具有许多优点，但是由于这种方法所产生的副产品，特别是溴酸盐，则遭到越来越多的批评。这是因为在臭氧化过程中，水中溴化物被氧化生成溴酸盐，这又是一种致癌物质。在许多天然泉水中，都会含有一些溴离子，而它们对人是完全无害的。但是，如果这些溴离子的浓度太高，臭氧会促进它们转变成为溴酸盐。
2008年7月4日，中国质量监督检验和检疫局对饮用水和矿泉水的国家质量标准进行了修订。在这个修订稿中，建议矿泉水中溴酸盐的最大值为0.01毫克/升。
在整个食品和饮料行业中，势必需要一种更为高效安全的的消毒方式；紫外线消毒，这一得到广泛认可的绿色消毒方式，能够杀死所有已知的致病微生物，包括细菌、病毒、酵母和霉菌（以及它们的孢子），而在灭菌过程中不会产生任何副产品。这是一种低维护成本、环境友好的物理消毒方式，它不再需要进行化学处理且消毒后不改变水的任何特质，同时还具有很高的杀菌水平。
紫外线是如何杀菌的
紫外线是界于可见光和X射线之间的那部分电磁波，其光谱中的185-400纳米；其中240nm-280nm之间紫外线(也叫做UV-C），具有很强的杀菌作用，而杀菌效率最高的波长为265纳米。紫外线是通过侵入病菌的细胞膜，破坏其DNA，使得它们丧失繁殖能力，而将它们有效杀灭。
典型的紫外线消毒系统，是由紫外线灯管、石英套管、不锈钢处理腔及控制系统组成。待处理的水在该腔体的一端流入，经腔体的另外一端流出。实际上，任何水源都可以用紫外线进行有效处理，包括泉水、地表水和市政处理过的水、RO出水、粘稠的糖浆和工业废水等等。
根据所使用的紫外线灯管——低压灯管和中压灯管——的不同，紫外线消毒技术主要分为两种。低压灯管具有单色的紫外线输出（其波长限定为254纳米）；而中压灯管则具有多色紫外线输出（其波长范围为185—400纳米）。一般来说，低压系统最适合用于小流量和间歇流动液体；而中压系统则更适合大流量、高流速场合使用。
紫外线消毒的好处
与其他方法相比，紫外线消毒具有许多优点。与化学消毒剂不同，在处理水的过程中，紫外线不会产生毒性，也不存在任何残留物和各种副产品，更不会改变水的味道、气味或pH值。
紫外线灭菌可以用来对水进行初步灭菌，或者作为其他净化方法，例如：碳过滤法、反渗透、或者巴氏灭菌的辅助系统。由于紫外线消毒不存在任何残留，因此最好将该系统放在紧靠出水端的前面，这样能够确保流进供水系统里的水中微生物被彻底杀灭，同时在处理后也不再有被再次污染的危险。
紫外线消毒在瓶装水行业中的应用
原料水的来源
尽管泉水和矿泉水通常都不含有害的或致病的微生物，但这也不是绝对的。从井、河流或者湖泊中取出的水，则可能被污染，因此必须加以消毒。
CIP（Clean-in-Place恰当位置清洁）冲洗水
最后用来冲洗掉异物和消毒溶液的CIP冲洗用水，必须在微生物方面是足够安全的，这一点非常重要。全自动的紫外线消毒系统可以和CIP冲洗循环组合在一起，以确保最后用的冲洗用水不会再次遭到微生物的污染。对于这种应用场合，中压灯管是最理想的，因为它机械强度高，不受CIP水温突然变化的影响。例如：当用80oC 的热水冲洗后，紧接着又用10oC 的冷水加以冲洗。
过滤器的消毒
反渗透（RO）浓缩液和颗粒活性炭（GAC）过滤液是滋生细菌的温床。对于反渗透浓水和颗粒活性炭过滤水，紫外线是对其进行消毒的有效方法，已经在加工行业得到广泛应用。
脱氯处理
常常使用颗粒活性碳过滤器对水进行脱氯处理，以除去经过氯化处理后所产生的异味，使最终得到的水口感较好，并没有令人不快的味道。而在脱氯活性碳过滤器的前面加装紫外线系统，能够提高活性碳过滤器的工作效能，延长活性碳的使用时间，从而降低成本。
包装物和表面灭菌
常常使用表面灭菌系统来减少所有包装物的微生物数量，这些包装物包括：玻璃和塑料瓶、罐子、盖子和金属薄片等。如果在灌装前，用紫外线对这些包装物进行辐射处理，就可以消除各种的致病有机体，从而延长产品的保质期、降低腐败变质的危险。
糖浆
糖浆使用前用紫外线灭菌系统对这些糖浆和稀释水加以消毒，就能确保那些处于休眠状态的孢子复活。
储存罐顶部空气的消毒
对那些保存容易变质液体的压力罐或者压力管道来说，还可以用紫外线灭菌系统来对加压充入的空气进行灭菌。储存罐特别容易滋生细菌和受到空气所携带孢子的污染。为了防止这种情况发生，专门设计了浸入式紫外线灭菌系统，将它安装在罐子顶部，对顶部存在空气进行消毒。
废水的消毒和/或再利用
紫外线灭菌系统可以对工艺设备中流出的废水进行处理，而不必使用对环境有害的化学药品。这就保证了所有的废水排放都能符合当地环境法规的要求。正如上面所提到过的，由于设备中流出的废水可以通过紫外线灭菌系统的处理，而重新加以利用，因此就大大减少了生产过程中所产生的废水量。
案例研究
英国安吉尔•斯普林斯责任有限公司（Angel Springs Limited）
安吉尔•斯普林斯责任有限公司位于英国的奇尔登•希尔斯（Chiltern Hills），该公司主要生产天然瓶装矿泉水。几年前，该公司用海诺威公司所生产的紫外线灭菌系统取代了以前所使用的臭氧消毒装置。该公司之所以决定做出这种改变，就是担心臭氧处理过程中所产生的溴酸盐。
“由于在臭氧处理过程可能会产生溴酸盐，我们就不再使用臭氧进行消毒了。” 斯普林斯公司的安德鲁•格莱斯特说道。“尽管我们的水源里溴酸根的含量并不十分高，但是为了安全起见，我们还是选择使用紫外线灭菌系统。” 安德鲁•格莱斯特先生进行补充说明。“紫外线灭菌系统没有缺点，只有优点。自从安装了它以后，我们对它的表现一直很满意。只要每过8000工作小时后，对紫外线灯管加以更换，因此它的工作效率非常高。”
安吉尔•斯普林斯责任有限公司的水源是当地的天然泉水，在经过物理过滤以除去固体颗粒后，就通过紫外线照射室加以消毒，接着就可以进行灌装。此外就再没有进一步的水处理了，也不需经过什么化学处理。
结 论
在瓶装水行业中，如何满足日益严格的卫生标准，已经越来越成为一项严重的挑战。特别是中国质量监督检验和检疫局将要实施关于溴酸盐含量的法规，就更是如此。顾客也希望不要再用化学药品来对水的进程进行处理。如果需要对工厂和设备加以改进，那也需要使这方面的投资尽快地带来回报，并在产品质量上有所提高。
对于那些正在设法提高最终产品质量的生产商来说，紫外线灭菌系统是一个经济、可靠的选择。它是一种对饮用水进行消毒的行之有效的好方法，这一点已经在全世界得到了证明。它也被广泛地应用在需要高纯度水的行业里，例如：制药行业和半导体行业，这些行业所使用的水都要求具有最高的质量。
紫外线灭菌系统的安装十分简便，几乎不对工厂的正常生产造成什么干扰。它们所需要的维护工作也极其简单，唯一需要的是视情况每隔8000工作小时更换一下紫外线灯泡而已。更换灯泡的操作也十分容易，只需要经过几分钟的学习就能掌握，因而普通的维修工人就足以承担这项工作。
