廣州臭氧發(fā)生器廠家技術(shù)提供支持借鑒：廣州臭氧發(fā)生器，臭氧發(fā)生器

臭氧化（O3/UV）技術(shù)在游泳池消毒中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞： 臭氧、紫外光輻射、羥自由基、游泳池、臭氧發(fā)生器，廣州臭氧發(fā)生器

1、 引言

隨著我國的經(jīng)濟不斷發(fā)展，人民對文化和體育活動的要求越來越高，游泳場館及戲水娛樂場所在我國必將越來越普及。游泳池是運動員進行訓(xùn)練比賽及人們鍛煉身體、娛樂的公共場所，在游泳池的建設(shè)和改造中，池水的循環(huán)處理與消毒是必不可少的環(huán)節(jié)，因為在水資源相當(dāng)緊張的21世紀，泳池采用循環(huán)凈化給水系統(tǒng)已是共識，而消毒若達不到一定的要求，泳池就很有可能成為疾病或嚴重傳染病的擴散場所。

針對游泳場所衛(wèi)生問題，衛(wèi)生部于1996年修訂頒布了國家標(biāo)準GB9667《游泳場所衛(wèi)生標(biāo)準》，其中對余氯、渾濁度、尿素、大腸菌群數(shù)等指標(biāo)進行了規(guī)定，具體例舉如下：?

游泳池衛(wèi)生標(biāo)準

 該標(biāo)準頒布后，原建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準CECS14:89《游泳池給水排水設(shè)計規(guī)范》的部分條文和內(nèi)容已不能滿足社會發(fā)展和標(biāo)準的要求。鑒于此，建設(shè)部建筑設(shè)計院、國家體育總局游泳運動管理中心、中國游泳運動協(xié)會等三家單位聯(lián)合主編了新的CECS14:2002《游泳池和水上游樂池給水排水設(shè)計規(guī)范》。在該標(biāo)準池水消毒中，首先引出了臭氧消毒方案，在其條文說明中是這樣描述的：

臭氧用于游泳池水的消毒，歐美國家已經(jīng)普遍采用。我國九十年代開始采用。由于具有很好的消毒和改善池水水質(zhì)的效果。近些年來開始大量應(yīng)用于游泳池水的消毒。它的優(yōu)缺點如下：

⑴臭氧消毒的優(yōu)點：

①臭氧為強氧化劑、殺菌能力強。不僅能殺滅細菌、大腸桿菌，還能殺死病毒。

②臭氧能將水中的有機物氧化為無機物或易被吸附的其它中間物質(zhì)，經(jīng)后續(xù)的活性炭過濾器予以吸附而去除。從而使池水清澈發(fā)藍、透明度好、池水無刺激性、無異味，對眼、皮膚和頭發(fā)無傷害，并能使游泳池周圍的空氣清新和游泳者有舒適感。

③臭氧是以空氣為原料，通過無聲放電方法制備臭氧，操作方便。

④臭氧具有增強絮凝能力的功能，不會導(dǎo)致池水中有害物質(zhì)和含鹽量的增加。

⑤采用活性炭濾料吸附池水中多余的臭氧和其他物質(zhì)，保證了安全，且提高了池水的潔凈度。

⑥臭氧氧化池水中的有機物，不產(chǎn)生三氯甲烷（THM）（目前游泳池池水的此項水質(zhì)指標(biāo)大都嚴重超標(biāo)）。并能限制有機物和無機物的濃度。

⑦設(shè)有保護系統(tǒng)和多余臭氧氣體的收集消化裝置，安全可靠。

⑵臭氧消毒的缺點：

①設(shè)備投資大（高于普通消毒系統(tǒng)的70~80%）。

②機房面積大（約為普通消毒系統(tǒng)的2倍）。

③相對氯，臭氧無持續(xù)消毒功能。

④臭氧不穩(wěn)定，且在水中不容易溶解，故要在水處理系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生和應(yīng)用。

2、光催化臭氧化（O3/UV）技術(shù)

近幾年來，臭氧由于其優(yōu)良的殺菌消毒特性以及發(fā)生成本的不斷下降，因此受到越來越多的水處理廠家的重視，使用臭氧作為殺菌消毒的單位也越來越多。然而，在游泳池中單一使用臭氧處理中還存在一定的缺陷：

1) 臭氧投加量大（臭氧投加量為0.6~1.0mg/l），成本相對較高；

2) 因為臭氧與水接觸反應(yīng)時間應(yīng)滿足CT≥1.6(C－臭氧投加量mg/l，T－臭氧與水接觸反應(yīng)所需要的時間min),為保證臭氧與水的接觸時間，反應(yīng)罐往往做的體積較大，成本也較高；

3) 為確保池水水面上的空氣中臭氧濃度含量不超過0.10mg/l，要用活性炭吸附罐來分解水中剩余的臭氧，對于標(biāo)準型游泳池來說，活性炭罐體積會很龐大，不僅增加了工程成本，后期維護費用也很高。

光催化臭氧化（O3/UV）是將臭氧與紫外光輻射（波長在180-300nm之間）相結(jié)合的一種高級氧化過程，它始于20世紀70年代，主要用于解決有毒害且無法生物降解物質(zhì)的廢水處理問題。80年代以來，研究范圍擴大到飲用水的深度處理。這種方法由Garrison等人在治理含復(fù)雜鐵氰鹽廢水中開發(fā)出來，他們發(fā)現(xiàn)該法對處理難氧化的物質(zhì)十分有效，試驗表明，將紫外光輻射與臭氧相結(jié)合，能使氧化速度提高10～104倍。

光催化臭氧化（O3/UV）技術(shù)現(xiàn)主要應(yīng)用于如下方面：

A、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè): 對TOC去除

B、TFT-LCD 產(chǎn)業(yè): TOC, 酸性物質(zhì)的去除

C、電鍍產(chǎn)業(yè): 毀壞氰化物 , EDTA

D、采礦:去除氰化物

E、木材加工: 去酚

F、石油化學(xué)制品 : 去除BTEX（苯、甲苯、乙苯和二甲笨）和汽油添加劑MTBE

G、核能: 去除TOC

H、煉油廠: 氯乙烯

I、易爆的制造業(yè): TNT

J、藥品制造業(yè) : 去除TOC、內(nèi)毒素

液相臭氧在紫外光的輻射下會分解產(chǎn)生活潑的次生氧化劑OH自由基。OH自由基與水中的溶解物進行反應(yīng)。其中對自由基產(chǎn)生的機理存在兩種解釋，即：

O3+hv-----O+O2

O+H2O----2OH

和O3+H2O+hv----H2O2+O2

H2O2+hv----2OH

盡管現(xiàn)在還不能確定哪種機理正確或在產(chǎn)生OH過程中占主導(dǎo)地位，但它們都得出1mol臭氧在紫外光輻射下產(chǎn)生2molOH這一結(jié)論。

臭氧－紫外（O3/UV）聯(lián)合作用機理為：

a) 紫外光輻射下，有機物的鍵發(fā)生斷裂而直接分解；

b) 紫外光輻射下，水中臭氧分解成更強氧化能力的自由基，增加了對水中有機物的氧化能力和速度；

c) 紫外光輻射使有機物外層電子處于激發(fā)態(tài)，提高分子的自由能，使有機物分子活化，從而易于在氧化劑臭氧的作用下氧化分解。

3、 各種方法對自來水中大腸桿菌滅菌率比較

在自來水各項基本指標(biāo)都相同的條件下，用O3、UV、O3/UV分別做大腸桿菌殺菌率對比試驗，結(jié)果如圖一所示

圖一?

臭氧殺菌率

由以上試驗可知，臭氧－紫外（O3/UV）聯(lián)合作用效果不僅超過單獨臭氧和單獨紫外線的作用，甚至超過兩者的疊加。同時，由于紫外光輻射的作用，水中的臭氧多數(shù)轉(zhuǎn)化為自由基OH，并且紫外線對水中剩余的臭氧有分解和破壞作用，通過測試水中臭氧剩余濃度可知，經(jīng)過紫外光輻射后水中剩余臭氧的濃度低于0.05mg/l，這樣使水中揮發(fā)到空氣中的臭氧濃度低于國家安全排放標(biāo)準成為可能。同時可以不用活性炭罐對水中臭氧進行吸附，減少了工程成本。再有，紫外光輻射與臭氧相結(jié)合，能使氧化速度提高10～104倍，因此，大大縮小了臭氧反應(yīng)罐的體積。

4、光催化臭氧化（O3/UV）技術(shù)在游泳池中的應(yīng)用特點

UV-O3系統(tǒng)的高效氧化過程其優(yōu)點可歸納如下：

●環(huán)保：無二次污染，除游泳池異味，免發(fā)質(zhì)損傷，消除池水對人眼睛和皮膚的刺激。

●節(jié)水：反洗水減少50%，總節(jié)水20%。

●省藥：池水混凝劑和氯制劑可減少80%

●高效：殺菌能力和殺菌速度大幅提高，避免使用活性炭罐的麻煩及衛(wèi)生方面的問題。

●便捷：需用廠房面積小，安裝、操作容易，維護也較簡單。

●自然：可以有效去除氯氣味，空氣清新，水質(zhì)潔凈，蔚藍透明

●成本低：，是單一使用臭氧成本的1/2。

5、光催化臭氧化系統(tǒng)選擇與設(shè)計的主要考慮因素

a) 主要設(shè)計依據(jù)

體育局游泳池為標(biāo)準游泳池（21mX50m,水深1.8m）標(biāo)準池水量1890m3。循環(huán)周期為6次/天，采用分流量臭氧投加方式。

b) 臭氧投加量的確定：

1、循環(huán)流量：qx=αf•V/Tx

其中Tx循環(huán)周期，αf為管道、凈水設(shè)備和補給水箱的水容積系數(shù)，一般按1.1-1.2選取，V為游泳池的水容積

因此qx=1.1•1890/6=340噸/小時，

2、臭氧投加量：

泳池規(guī)范規(guī)定臭氧投加量宜為0.6-1.0mg/L，由于臭氧系統(tǒng)后還有UV光催化技術(shù)，所以臭氧投加量取下線0.6mg/l即可。

所以總臭氧投加量：D=qx•投加量，則D= 204克/小時?？蛇x擇200g/h的臭氧發(fā)生器一臺。

c) 臭氧投加方式：

標(biāo)準要求負壓投加，一般采用射流或氣液混合泵吸入法, 實踐表明氣液混合泵混合效率可高達80％左右，因此本方案采用氣液混合泵進行臭氧與水的混合。根據(jù)混合泵氣液混合比（1：9）的要求，本方案選一臺6t/h的氣液混合泵?；旌瞎摅w積根據(jù)氣液混合泵要求選擇，本方案不銹鋼混合罐體積為20L。排氣閥采用日本原裝進口自動排氣閥，尾氣分解器采用臭氧專用分解催化劑，分解器尺寸為¢108X800mm，催化劑用量為2500g.

d) 紫外線的選擇

紫外線消毒設(shè)備可根據(jù)分流量水量略放大一些，選取標(biāo)準設(shè)備即可。此例可選用100t/h的紫外線設(shè)備，功率700W。

6、 工藝流程圖?

游泳池臭氧流程圖

7、結(jié)論：

1、通過近半年的現(xiàn)場運行，臭氧—光催化系統(tǒng)對游泳池水的消毒后水質(zhì)清澈，各項指標(biāo)均達到泳池設(shè)計規(guī)程要求。

2、臭氧—光催化系統(tǒng)降低了游泳池的消毒成本，氯投加量為0.2mg/l。消毒系統(tǒng)體積小，安裝、操作、維護簡單方便。

3、臭氧與紫外線相結(jié)合的技術(shù)具有良好的研究開發(fā)價值和廣闊的應(yīng)用前景