Реагентний спосіб дезінфекції повітря приміщень

Реферат: Реагентний спосіб дезінфекції повітря приміщень включає взаємодію повітря з дезінфікуючим реагентом (дезінфектантом). При цьому повітря примусово пропускають через герметичний пристрій-змішувач, у якому знаходиться диспергований до аерозолю розчин дезінфектанту (чи суміші дезінфектантів), при температурі, вище температури замерзання розчину, відокремлюють від розчину, очищають пропусканням через пористий керамічний фільтр, потім через адсорбційно-каталітичний фільтр і виводять назовні. UA 113958 U (54) РЕАГЕНТНИЙ СПОСІБ ДЕЗІНФЕКЦІЇ ПОВІТРЯ ПРИМІЩЕНЬ UA 113958 U UA 113958 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до медицини і призначена для проведення дезінфекції повітря приміщень при їхній санітарній обробці для профілактики внутрішньолікарняних інфекцій, при кишкових і краплинних інфекціях бактеріальної і вірусної етіології. Крім того, корисна модель може бути також використана в сільському господарстві на тваринницьких і птахівницьких підприємствах, у харчовій промисловості і інших галузях при проведенні санітарної обробки технологічних і побутових приміщень. Відомі фізичні способи дезінфекції і стерилізації, що засновані на тепловій обробці (гарячим повітрям, парою під тиском, гарячою водою), електромагнітній обробці (електромагнітним випромінюванням γ-, УФ- і НВЧ-діапазонів) і променевій обробці β-променями, нейтронами, спрямованим потоком електронів). Вони, як правило, вимагають дорогого і складного устаткування, що обслуговується висококваліфікованим персоналом. Хімічні методи дезінфекції і стерилізації засновані на застосуванні дезінфікуючих хімічних речовин (гіпохлориту натрію, пероксиду водню, фурациліну, фенолу, крезолу, хлорамінів, хлору, діоксиду хлору, озону, формальдегіду, четвертинних амонієвих основ та ін.) і вимагають дотримання найсуворіших запобіжних заходів. Істотним недоліком хімічних методів санітарної обробки приміщень і устаткування, що знаходиться в них, є корозійна і деструктивна активність хімічних реагентів стосовно до матеріалів, що знезаражуються. При знезаражуванні повітря хімічні реагенти-дезінфектанти використовують в вигляді парів, аерозолів чи в газоподібному стані. Відомий спосіб дезінфекції повітря парами аноліту нейтрального, одержаного електролізом розчину. хлориду натрію в діафрагменній електрохімічній комірці (Пат. № 2148414 РФ, МПК A61L 2/00, A61L 2/22. Способ дезинфекции помещений / Цикоридзе Н.Г., Бахир В.М., Задорожний Ю.Г., Яковлев Ю.Н., Малеев Б.В., Паничева С.А., Вторенко В.И. №98119637/13, заявл. 29.10.1998; опубл. 10.05.2000). Недоліком цього способу є забруднення приміщень токсичними хлорвміщуючими продуктами, що однаково шкідливі для всіх білкових форм життя - від бактерій до людини. Тому хімічні методи знезаражування повітря парами, аерозолями чи газоподібними дезінфікуючими реагентами вимагають обов'язкового випровадження людей з оброблюваних приміщень. Подолати цей недолік відомих способів дезінфекції повітря можливо шляхом об'єднання процесу його вентиляції з хімічними методами дезінфекції. Якщо повітря в приміщенні прокачувати через розчин з дезінфікуючими реагентами, то знезаражування можливо проводити безупинно і без виведення людей із приміщень. Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб санітарної обробки повітря при його пропусканні під тиском через шар розчину дезінфектанту при температурі 20-24 °C, як дезінфектант запропоновано використовувати аноліт, одержаний у результаті електролізу води і водних розчинів хлориду натрію з концентрацією 3,0-5,0 г/л (Патент № 65887 Україна. МПК A61L 2/16, A61L 9/00. Спосіб санітарної обробки повітря і пристрій для цих цілей / Кляритська І.Л., Біленький Г.З., Іванов В.К. №2003065759, заявл. 23.06.2003; опубл. 15.04.2004). Аноліт одержують у проточному діафрагменному електролізері, що є частиною пристрою для санітарної обробки. Використовуються розчини аноліту з рН 6,5-8,0 і окиснювально-відновним потенціалом 1000-1200 мВ відносно хлорсрібного електрода (найближчий аналог). Основний недолік цього способу дезінфекції повітря полягає в тому, що в ньому не врахована можливість виносу частини аноліту у вигляді парів і аерозолю в приміщення. Застосовуваний як дезінфектант аноліт містить такі високолеткі біоцидні реагенти, як хлорнуватиста кислота і озон, які при пропусканні повітря під тиском через шар розчину будуть інтенсивно випаровуватися і переходити в газову фазу. Вміст цих парів у знезараженому повітрі приміщення може досить швидко перевищити гранично допустимі концентрації, що небезпечно для здоров'я людей. Крім того, використання проточного електролізеру для синтезу дезінфікуючого розчину ускладнює конструкцію пристрою і вимагає залучення висококваліфікованого персоналу для його обслуговування. В основу корисної моделі поставлена задача створення ефективного способу реагентної дезінфекції повітря приміщень, що дозволив би використовувати різні реагенти-дезінфектанти в широкому діапазоні температур, був простий і безпечний у реалізації і обслуговуванні, не вимагав видалення з приміщень живих і неживих об'єктів. Поставлена задача вирішується запропонованим реагентним способом дезінфекції повітря приміщень, що включає взаємодію повітря з дезінфікуючим реагентом (дезінфектантом), в якому, згідно з корисною моделлю, повітря примусово пропускають через герметичний пристрійзмішувач, у якому знаходиться диспергований до аерозолю розчин дезінфектанту (чи суміші дезінфектантів), при температурі, вище температури замерзання розчину, відокремлюють від 1 UA 113958 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розчину, очищають пропусканням через пористий керамічний фільтр, потім через адсорбційнокаталітичний фільтр і виводять назовні. Застосування примусового прокачування повітря дозволяє проводити безупинне знезаражування повітря протягом тривалого часу, що визначається необхідним ступенем його очищення, а також кількістю і концентрацією розчину хімічного реагенту-дезінфектанту. Розчини готуються заздалегідь, їх застосовують цілеспрямовано для знезаражування повітря приміщення від тих чи інших хвороботворних аерогенних бактерій, вірусів і спор грибків. Після визначеного проміжку часу дезінфікуючий розчин забруднюється і тому заміняється новою порцією, що дозволяє продовжити знезаражування повітря або повторити його по необхідності. Використання заздалегідь приготовлених дезінфікуючих розчинів необхідних сполук дозволяє одержувати стабільні результати санітарної обробки повітря, усуває безпосередній контакт персоналу з хімічними реактивами і спрощує як конструкцію пристрою, так і вимоги техніки безпеки по його експлуатації. Для підвищення ефективності знезаражування і очищення повітря розчини реагентів диспергуються в ємкості змішувача шляхом примусового розпилення за допомогою форсунок або аерозольного генератора. Диспергування дезінфікуючих розчинів дозволяє на кілька порядків збільшити величину міжфазної поверхні розділу повітря з розчином, що різко підвищує ефективність процесів абсорбції біологічних і хімічних забруднювачів повітря: хвороботворних мікроорганізмів, часток пилу, диму, оксидів азоту, сірки і вуглецю, формальдегіду, аміаку і ін. Температура повітря, що проходить через пристрій, повинна бути вище температури замерзання розчину дезінфікуючого засобу, тому що процеси очищення і дезінфекції повітря найбільш ефективні для рідких середовищ. Повітря на виході зі змішувача відокремлюється від розчину шляхом зміни напрямку потоку його руху. Диспергований розчин під дією відцентрових сил збирається на стінці, а потім під дією сил тяжіння стікає в нижню частину змішувача і звідти забирається диспергуючим пристроєм на наступне розпилення. Після цього це повітря надходить на пористий керамічний фільтр для відділення від дрібних аерозольних часток розчину, де аерозольні частки внаслідок кількаразової зміни напряму руху прилипають до гідрофільної поверхні фільтра і потім або випаровуються, або під дією капілярних сил збираються у великі краплі рідини, що витікають з фільтра під дією сил тяжіння. У зв'язку з застосуванням високошвидкісних потоків повітря такий фільтр повинний мати достатню механічну міцність і бути хімічно стійким до застосовуваних розчинів, чому відповідають фільтри з крупнопористої оксидної кераміки. Повітря, що очищається, потім проходить через адсорбційно-каталітичний фільтр у виді проточного пристрою, заповненого крупнозернистим активованим вугіллям, що каталізує деструкцію неорганічних і органічних реагентів-окислювачів, адсорбує їх пари і леткі продукти деструкції органічних сполук, що випаровуються з дезінфікуючого розчину. Таким чином, доочищення знезараженого повітря на керамічному і адсорбційно-каталітичному фільтрах дозволяє повністю очистити повітря від слідів дезінфікуючого реагенту, що гарантує максимальну безпеку даного способу дезінфекції. У зв'язку з можливістю використання як дезінфікуючих реагентів сильних окислювачів, кислих чи лужних середовищ, стінки ємкості змішувача пристрою дезінфікування повітря, розсікач потоку повітря, форсунки, компоненти аерозольного генератора виготовляються з хімічно- і корозійностійкого матеріалу, наприклад титану. Спосіб дозволяє додавати в розчини дезінфікуючих реагентів інгібітори корозії. Таким чином, завдяки використанню процесу абсорбції біозабруднювачів повітря попередньо підготовленим водним розчином дезінфектанту, ефективність якого підвищують взаємодією повітря із примусово диспергованим розчином дезінфектанту в пристрої-змішувачі, і наступного доочищення знезараженого повітря від аерозолів і парів хімічних реагентів на керамічному і адсорбційно-каталітичному фільтрах, вдалося розробити зручний у застосуванні, ефективний і безпечний спосіб реагентного очищення і дезінфекції повітря, який можна здійснювати безпосередньо в присутності людей. Нижче на конкретних прикладах здійснення корисної моделі показано, що такий підхід забезпечує ефективність знезаражування повітря, розширює галузь її застосування для різних забруднювачів, забезпечує високий рівень безпеки її застосування для обслуговуючого персоналу і всіх біологічних об'єктів, що знаходяться в приміщенні. Таким чином, поставлена задача вирішена з досягненням необхідного технічного результату. Спосіб здійснюють таким чином. Заздалегідь приготовлений розчин дезінфікуючого реагенту заливають у камеру змішувача пристрою, герметично закривають її і включають електродвигун, що забезпечує примусове прокачування повітря і диспергування розчину. По закінченні 2 UA 113958 U 5 10 15 20 25 30 35 40 визначеного часу двигун зупиняють і проводять заміну дезінфікуючого розчину. Час використання розчину реагенту індивідуальний для кожного конкретного пристрою, тому що вибір умов обробки визначається типом реагенту-дезінфектанту, що використовується, і розмірами камери змішувача. Адсорбційно-каталітичний фільтр підлягає заміні тільки по закінченню гарантованого терміну його експлуатації (також визначається індивідуально для кожного конкретного пристрою, тому що ємність адсорбенту визначається його кількістю і питомою поверхнею). Приклад № 1 Дезінфекцію повітря в приміщенні здійснювали в модельній установці, такій як пристрійзмішувач використовували пилосос Rainford з водним фільтром, який додатково обладнали титановою форсункою і перистальтичним насосом для прокачування і диспергування розчину в камері фільтра. Також були встановлені титановий розсікач потоку повітря, керамічний і вугільний фільтри. Фільтр із хімічно стійкої крупнопористої оксидної кераміки був виготовлений зі стабілізованого ітрієм(ІІІ) діоксиду цирконію і характеризується високою механічною міцністю. Адсорбційно-каталітичний фільтр використовували у вигляді крупнозернистої фракції активованого вугілля марки БАУ, що був поміщений у пластмасовий корпус діаметром 80 мм і 3 товщиною 20 мм. Швидкість прокачування повітря через пристрій складала 2,2 м /хв. За один 30-хвилинний цикл роботи пристрою витрати розчину склали 75 мл. Як дезінфікуючий розчин використовували розчин натрію гіпохлориту з концентрацією по активному хлору 0,5 г/л, кислотністю рН 9,2 і окиснювально-відновним потенціалом 850 мВ відносно хлорсрібного електрода порівняння. Вихідний об'єм розчину - 2 л. Випробування проводили при температурі 26 °C. Через 1 годину роботи пристрою контроль повітря в приміщенні на наявність парів гіпохлориту і хлору показав їхню повну відсутність. 3 Як об'єкт дезінфекційної обробки було використане приміщення об'ємом близько 100 м 2 (площа підлоги - 22 м , висота - 4,5 м). Модельний пристрій-змішувач був розміщений на підлозі в центрі приміщення. Для обсіювання повітря приміщення попередньо підготували двохмільярдну мікробну суспензію Е.Соlі на м'ясопептонному бульйоні і розпилили її в закритому приміщенні протягом 1 хв. за допомогою аерозольного генератора (витрата суспензії 0,1 мл/хв., витрата повітря 0,02 3 м /хв.). Аерозольний генератор був встановлений на висоті 2,5 м у центрі приміщення. Обсіювання проводили в два етапи: спочатку 1 хв. розпиляли мікробну суспензію, потім 30 хв. проводили витримку для рівномірного розподілу бактеріального аерозолю в приміщенні. Для визначення ефективності дезінфекції повітря вимірювали його загальне мікробне число (ЗМЧ). Виміри проводили седиментаційним методом за допомогою стандартних чашок Петрі зі стерилізованим агар-агаром. Чашки Петрі розташовували на висоті 0,5 м від підлоги на відстані 2 м від пристрою-змішувача. Відбір проб проводили протягом 40 хв. При вимірах одночасно використовували три чашки Петрі, які розташовували симетрично навколо пристрою. Вихідне ЗМЧ виміряли через 30 хв. після обсіювання повітря. Середнє значення вихідного ЗМЧ склало 587 колоній. Потім було проведено п'ять циклів знезаражування (по 30 хв.) і визначення ЗМЧ після кожного з них. Результати досліджень приведені в таблиці. Після трьох перших циклів знезаражування повітря ЗМЧ знизилося до 53 колоній. Відсоток зниження змісту мікробів склав 91,0 % у порівнянні з їхнім вмістом у приміщенні до проведення дезінфекції. Наступні цикли очищення повітря показали 100 % очищення повітря від мікробів. 45 Таблиця Результати вимірів ЗМЧ після знезаражування повітря Цикли знезаражування повітря (по 30 хв.) 1 2 3 4 5 1 240 160 0 0 0 Загальне мікробне число (кількість колоній) 2 3 Середнє 320 320 293 160 80 133 80 80 53 0 0 0 0 0 0 Приклад № 2 Дезінфекцію повітря того ж приміщення проводили тим же пристроєм-змішувачем, що в прикладі № 1. 3 UA 113958 U 5 10 15 20 25 30 Як дезінфікуючий розчин використовували 3 %-ний розчин пероксиду водню. Час роботи пристрою - 90 хв. (3 цикли по 30 хв. із перервою між циклами по 10 хв.). Температура повітря 20 °C. Вихідне значення ЗМЧ - 933 колонії. Після трьох циклів дезінфекції величина ЗМЧ склала 80 колоній. Відсоток зниження змісту мікробів - 91,8 %. Приклад № 3 Дезінфекцію повітря того ж приміщення проводили тим же пристроєм-змішувачем, що в прикладі № 1. Як дезінфікуючий розчин використовували насичений водний розчин фурациліну. Час роботи пристрою - 90 хв. (3 цикли по 30 хв. із перервою між циклами по 10 хв.). Температура повітря 15 °C. Вихідне значення ЗМЧ - 853 колонії. Після трьох циклів дезінфекції величина ЗМЧ склала 53 колонії. Відсоток зниження ЗМЧ - 93,8 %. Приклад № 4 Дезінфекцію повітря того ж приміщення проводили тим же пристроєм-змішувачем, що в прикладі № 1, але без адсорбційно-каталітичного вугільного фільтра. Як дезінфікуючий розчин використовували розчин натрію гіпохлориту з концентрацією 0,5 г/л, окиснювально-відновним потенціалом 815 мВ і рН 7,0 при температурі 24 °С. Вихідне значення ЗМЧ - 560 колоній. Через 1 час роботи пристрою-змішувача був зроблений контроль присутності парів гіпохлориту і хлору в повітрі приміщення, що очищається. Встановлена 3 присутність парів окислювача в кількості 0,7 мг/м у перерахуванні на активний хлор, що складає, наприклад, 70 % від величини гранично допустимої концентрації хлору. Величина ЗМЧ після дезінфекції склала 80 колоній. Відсоток зниження змісту мікробів - 85,7 %. Як бачимо по прикладах № 1-3 застосування різних дезінфектантів вже через 3 цикли дезінфекції повітря істотно знижують його ЗМЧ, а через 5 циклів (див. таблицю) зводять його до нуля (приклад № 1). Приклад № 4 виконаний аналогічно з найближчим аналогом. При порівнянні результатів дезінфекції розчином натрію гіпохлориту за прикладами № 1 і № 4 можна впевнено сказати, що застосування вугільного фільтра в прикладі № 1 цілком усуває перехід парів окислювача в повітря приміщення, і це підтверджує, що розроблений спосіб дезінфекції повітря безпечний і зручний у застосуванні, не вимагає вилучення з приміщень живих і неживих об'єктів. Спосіб можна використовувати для санітарної обробки приміщень медичного і комунального призначення, а також на тваринницьких і птахівницьких фермах. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Реагентний спосіб дезінфекції повітря приміщень, що включає взаємодію повітря з дезінфікуючим реагентом (дезінфектантом), який відрізняється тим, що повітря примусово пропускають через герметичний пристрій-змішувач, у якому знаходиться диспергований до аерозолю розчин дезінфектанту (чи суміші дезінфектантів), при температурі, вище температури замерзання розчину, відокремлюють від розчину, очищають пропусканням через пористий керамічний фільтр, потім через адсорбційно-каталітичний фільтр і виводять назовні. Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4