游泳池循環(huán)水臭氧消毒的應用系統(tǒng)

一，引言

游泳者身體與池水直接接觸，池水會進入人嘴內(nèi)，如果池水不衛(wèi)生，會引起眼、耳、鼻、喉、皮膚和消化器官等疾病。嚴重者會引起傷寒、霍亂、梅毒、赤痢等病的傳染。同時池水還會受到游泳者自身所帶細菌的污染，故必須設(shè)置池水消毒殺菌裝置。傳統(tǒng)的消毒方法有氯化消毒、臭氧消毒、照射消毒和碘化消毒。當今常用的消毒方法通常為前兩者即氯化消毒和臭氧消毒。氯化消毒常規(guī)消毒劑有氯（通常為液氯）、次氯酸鈉、二氧化氯、氯胺、漂白粉、漂白精和氯片等。

氯化消毒的特點是：
1） 殺菌效果好；
2）有持續(xù)消毒功能。
缺點是：
1） 有氣味并對眼和呼吸道有刺激作用；
2） 對池子結(jié)構(gòu)、設(shè)備和管道有腐蝕作用；操作管理水平要求高，否則會發(fā)生安全事故；
3） 長期與池水接觸會使人的頭發(fā)變色發(fā)黃，影響美觀；
4） 最為嚴重的、幾乎公認的是，氯化消毒的氧化過程中產(chǎn)生的氯的衍生物可能是致癌物質(zhì)，在談癌色變的今天，尤其令人畏懼。宜謹慎用之。

關(guān)于氯化消毒常規(guī)消毒劑--氯的毒性，對人類產(chǎn)生生理反應的允許濃度一般如下：

氯對人類產(chǎn)生生理反應的允許濃度

目前氯化消毒法常用的消毒劑有氯（通常為液氯）、次氯酸鈉和二氧化氯，氯胺、漂白粉、漂白精和氯片在非簡易游泳池項目中已極少使用。

臭氧消毒的特點：
1）反應快、投量少，臭氧能迅速殺滅擴散在水中的細菌、芽孢、病毒且在很低的濃度時既有殺菌滅活作用；2）適應能力強，在PH5.6-9.8，水溫0-37℃的范圍內(nèi)，對臭氧的消毒性能影響很小；
3）在水中不產(chǎn)生持久性殘余，無二次污染；
4）臭氧的半衰期很短，僅二十分鐘；
5）能破壞水中有機物，改善水的物理性質(zhì)和器官感覺，進行脫色和去嗅去味作用，使水呈蔚藍色，而又不改變水的自然性質(zhì)。

臭氧消毒的缺點：
1）臭氧不易溶于水中，且不穩(wěn)定，故其無持續(xù)消毒功能，應設(shè)置氯消毒與其配合使用，
2）臭氧有毒性，池水中不允許超過0.01mg/l；空氣中不允許超過0.001mg/l；
3）臭氧消毒法設(shè)備費用高，耗電大。此乃限制或影響臭氧消毒廣泛推廣使用的主要原因。

臭氧與氯消毒的特性對比：

1、臭氧是極強的氧化劑，可有效分解水中腐殖質(zhì)，氧化水中的鐵、錳離子，分解水中散射光線的微小有機體，可大大提高水的清澈度,使水呈現(xiàn)出美麗的藍色，而氯制劑則無此效果。為使水呈藍色，使用氯制劑的泳池，往往需加入硫酸銅鹽，對人體極為有害。
2、臭氧具有極強的殺菌性及滅活病毒的作用，可有效防止傳染性疾病的蔓延。實驗證明，同樣濃度的臭氧殺滅細菌和病毒的效果是氯的600-3000倍。在臭氧濃度為1mg/l時，糞型大腸桿菌的滅活只需要5秒，用同樣濃度的氯要達到同樣的效果需要15000秒。
3、臭氧是國際公認的環(huán)保型綠色殺菌劑，不會對環(huán)境造成任何二次污染，而氯制劑會與水中的有機物反應生成多種氯代有機化合物，如三氯甲烷、氯仿等，這些物質(zhì)均為公認的致癌致突變物。當人游泳時，這些有毒物質(zhì)會被人體所吸收（在水中人體每小時可吸收500毫升水）。水中的氯代有機化合物還會刺激人的眼睛及皮膚，從而引發(fā)紅眼及皮疹。
4、從水中蒸發(fā)出來的氯代有機化合物及氯氣等有毒氣體，聚集在泳池上方不易散去，損害人的呼吸器官，嚴重影響人們的身體健康，而使用臭氧則完全不會產(chǎn)生此類問題。
5、加氯所產(chǎn)生的次氯酸及其衍生物，嚴重腐蝕水處理系統(tǒng)及館內(nèi)設(shè)備和結(jié)構(gòu)，如網(wǎng)架、暖氣管等。
6、加入氯制劑后，必然會導致水的PH值的改變，使人感到不適，因而需加入堿性或酸性物質(zhì)予以中和，而臭氧是中性物質(zhì)，不會產(chǎn)生此種問題。

二，臭氧水循環(huán)凈化周期

根據(jù)游泳池類型、用途、泳池負荷、池水容積、消毒劑種類、池水凈化設(shè)備效率與運行時間等因素，池水循環(huán)凈化周期應按下表規(guī)定采用。

三，泳池水處理的流程

石英砂過濾器池水凈化工藝流程

硅藻土過濾器池水凈化工藝流程

泳池水----毛發(fā)收集器----加藥裝置----泳池專用水泵----過濾砂缸----臭氧投加---反應塔----活性碳過濾-----熱交換器----回到池內(nèi)       圖1：

圖2：

圖3：

四，臭氧的投加

游泳池水處理 利用臭氧對游泳池的水進行處理是目前國際普遍采用的方式，它通過對游泳池水的毛發(fā)收集、軟化器過濾后進行臭氧氧化，以達到水質(zhì)殺菌、除味，防止傳染病的傳播，并通過尾氣處理、活性碳過濾后達到國家飲用水標準。 一般游泳池水處理投加的臭氧量為1-3g/m3,并配合其它的投藥設(shè)備和在線檢測儀共同控制水質(zhì)。  

1. CT值是臭氧消毒系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)
   其中C代表臭氧濃度，以mg/L計；T代表接觸時間，以min計；兩者的積CT值表示消毒過程的有效性。例如臭氧濃度為0.4mg/L，接觸時間為4min 時的CT值等于1.6。

2. 游泳池水和飲用水不同：
   （1）泳池水封閉循環(huán)，每天循環(huán)次數(shù)最少4次，而飲用水是直流的；
   （2）隨著游泳人數(shù)增加，池水所需氧化劑量也要增加；
   （3）泳池水溫度一般為25℃～40℃，而飲用水溫度一般為0.5℃～25℃；
   （4）泳池水還要加氯作為輔助消毒劑；
   （5）泳池循環(huán)水經(jīng)過濾后加臭氧消毒,此時作為輔助消毒的加氯量可減少65%。

3. 因此CT值采用1.6來確定泳池水臭氧消毒系統(tǒng)的大小是比較安全的。有些地區(qū)采用低的CT值0.8，臭氧濃度為0.2mg/L～0.25mg/L，接觸時間為3.5min～4min，此時作為輔助消毒的加氯量可減少65%。當氯作為主要消毒劑而臭氧作為精處理消毒劑時，CT 值可小于0.8，臭氧濃度小于0.5mg/L，接觸時間小于1min。

1.1臭氧與水混合的氧化反應
通常用裝在旁流管上的射流器把臭氧導入水中，為了保證射流器的進水壓力，在旁流管上安裝管道泵加壓。射流器后的水和臭氧混合液從上側(cè)進入反應罐充分接觸后從下側(cè)出水與游泳池循環(huán)水主管相接。旁流管中的水在高臭氧濃度下消毒后再和主管中的水混合并產(chǎn)生氧化反應。商業(yè)游泳池水循環(huán)周期采用6h，旁流管水流量為循環(huán)水主管流量的15%～25%，可保證臭氧在進入主管線前有足夠的傳質(zhì)效率和足夠的接觸時間。

1.2按下式確定臭氧發(fā)生器的大小

臭氧發(fā)生器產(chǎn)量（g/h）= 循環(huán)水流量（m3/h）× 臭氧投加濃度（g/m3）。

反應罐用來使水中無機和有機污染物被溶解的臭氧氧化并進行消毒殺菌，反應罐上部的排氣閥應與臭氧破壞裝置連接使在進入大氣前除去未溶解的臭氧。

反應罐的容積按下式確定：

　　反應罐容積（m3）= 循環(huán)水流量（m3/h）× 旁流水百分比（%）× 反應時間（h）。

在游泳池水溫度范圍內(nèi)，池水中溶解的飽和濃度遵循亨利定律，臭氧發(fā)生器產(chǎn)氣中臭氧濃度越高，水中飽和濃度也越高，溶解臭氧的傳質(zhì)平衡濃度也越高，消毒性能越好。在選擇臭氧發(fā)生器時應考慮到這一點。

1.3工程實例，臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量選型

某工程25×10.5m標準游泳池為公共活動類，其平均水深按1.7m計算，每次循環(huán)按6小時計算，其循環(huán)水量為25×10.5×1.7/6=74.3m³/h。臭氧消毒用于游泳池凈化循環(huán)水系統(tǒng)，據(jù)有關(guān)資料介紹，其投加量推薦范圍為0.2-2.0mg/l，可以看出其最小重量投加比0.2mg/l，其平均重量投加比1.1mg/l，其最大重量投加比2.0mg/l。按最大重量投加臭氧：74.3m³/h×2g/m3=148.6g/h ,即：選擇150g/h臭氧發(fā)生器。

對于接觸反應后多余的臭氧利用尾氣處理器對臭氧催化分解為氧氣，達到無害化處理。最后，利用活性炭過濾器進行深度處理，以將臭氧殺死的各種病原體以及其它普通過濾法難以去除的某些有機或無機污染物加

全路流程圖

五，結(jié)論

利用臭氧對游泳池水進行處理主要有以下特點：
一、殺菌力強、速度快。臭氧殺死普通發(fā)現(xiàn)的如大腸桿菌，比氯快幾百倍，對病毒、原核生物中的細菌等均有有效的殺滅作用。
二、臭氧能阻止有機污物的積累，可改善水質(zhì)、脫色、殺死病原微生物，處理后的水可有效的防止傳染病的蔓延。
三、臭氧可有效的降低水中的污染物，減少有機污染物氯化后的副產(chǎn)物（一氯胺、二氯胺、三氯胺、三氯甲烷等）的形成，保障游泳者的身體健康。
四、在處理過程中，回到游泳池的水殘余臭氧不會超過安全界限，還可以對空氣進行殺菌凈化，使室內(nèi)空氣清新舒適。

臭氧消毒系統(tǒng)一次投資偏高，尤其設(shè)備投資偏高，但處理水成本低、運行成本少、經(jīng)濟指標好，這與以往水處理工作者頭腦中固有的臭氧消毒系統(tǒng)投資高、運行成本亦高的觀念有一定的區(qū)別。我公司臭氧消毒設(shè)備性能比以往的臭氧消毒設(shè)備的性能有了很大的提高，核心技術(shù)有了突破，有了更大的實用價值和更廣闊的應用空間。

附：我國與國際泳聯(lián)水質(zhì)衛(wèi)生標準對照表