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污水深度處理

一、          游泳池使用臭氧的優(yōu)點(diǎn)

1.臭氧及其二次產(chǎn)物(如羥基)具有最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(shí)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(shí),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。

2.臭氧是國際公認的環(huán)保型綠色殺菌劑,不會(huì )對環(huán)境造成任何二次污染,而氯制劑會(huì )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(shí),這些有毒物質(zhì)會(huì )被人體所吸收(在水中人體每小時(shí)可吸收500毫升水)。水中的氯代有機化合物還會(huì )刺激人的眼睛及皮膚,從而引發(fā)紅眼及皮疹。

3.從水中蒸發(fā)出來(lái)的氯代有機化合物以及氯氣等有毒氣體,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(huì )產(chǎn)生此種問(wèn)題。

4.加氯所產(chǎn)生的次氯酸及其衍生物,嚴重腐蝕水處理系統及館內設備和結構如網(wǎng)架、暖氣等。

5.臭氧是最強的氧化劑,可有效分解水中的腐植質(zhì),氧化水中的鐵、錳離子,分解水中散射光線(xiàn)的微小有機體,從而大大提高水的清澈度,使水呈現出美麗的藍色,而氯制劑則無(wú)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,對人極為有害。

6.加入氯制劑后,必然會(huì )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(huì )產(chǎn)生此種問(wèn)題。臭氧能確保大客流量及高溫季節時(shí)水質(zhì)的穩定性,高溫及客流量大時(shí),水質(zhì)往往不佳,此時(shí),如果使用氯制劑,則需大量投加,這將帶來(lái)一系列副作用,如pH值的變化、對呼吸道及人體的刺激等;而大量投加臭氧則無(wú)此副作用。

7.使用臭氧發(fā)生器,可大大降低水處理工藝的管理及操作難度,同時(shí)臭氧發(fā)生器具有很高的安全性,而氯制劑在運輸、儲藏、使用時(shí)具有一定的危險性。

8.臭氧可分解水中的有機物且具有微絮凝作用,因而在正??土髁肯?,可以不用絮凝劑。

9.在一定的使用條件下,如逆流式循環(huán)、不使用活性炭濾罐,不必投加氯制劑、絮凝劑、pH調節劑,可將臭氧作為水處理唯一的藥劑。

二、    臭氧在游泳池中的應用方法
1.傳統的方法
傳統的游泳池臭氧消毒理論認為:臭氧是一種非常強的氧化劑,有毒性,所以絕對不允許臭氧進(jìn)入游泳池內。因為臭氧的比重大于空氣,如果從水中析出,就會(huì )浮在水面上,形成一個(gè)濃度較高的臭氧層,很容易被人吸入,造成中毒。所以,在水與臭氧反應之后回到游泳池內之前,必須經(jīng)過(guò)脫臭氧裝置,防止剩余的臭氧進(jìn)入游泳池,在脫臭氧裝置之后,為維持長(cháng)效殺菌作用,需投加氯制劑,以保證游泳池內的余氯在0.3~0.6ppm之間。在游泳池水處理中,臭氧的投加量在0.8-1.0mg/l。
傳統的泳池水處理臭氧消毒法有以下特征:
◆必須有較大容積的臭氧反應器,以保證臭氧與水的接觸反應時(shí)間不小于2分鐘;
◆保證臭氧與水反應后,水中剩余臭氧濃度不小于0.4mg/l;
◆在進(jìn)入水池前利用活性炭脫除全部剩余臭氧;
◆臭氧消毒后,投加氯消毒劑,使余氯達到0.3-0.6mg/l。
在實(shí)際應用當中,上述方法存在如下問(wèn)題:
◆臭氧利用率問(wèn)題;傳統的泳池臭氧消毒工藝需要把剩余臭氧脫除。規范要求臭氧投加濃度在1.0mg/l左右,剩余臭氧濃度大于0.4mg/l,這些剩余的0.4mg/l臭氧未被利用就被脫除了,等于被利用的臭氧只有0.6mg/l左右,其余的臭氧被浪費掉了。而且,將臭氧脫除后,還需要再加氯作為長(cháng)效消毒劑。

◆基建投資問(wèn)題:按傳統游泳池循環(huán)水臭氧消毒方法,臭氧與水的接觸時(shí)間最好在3分鐘以上,如果以最短接觸時(shí)間2分鐘計,對于一個(gè)標準池來(lái)說(shuō)(2400m3左右),水處理循環(huán)流量為400m3/h,2分鐘流量為13.3m3。按照要求,活性炭濾罐的濾速為30m/h,這就需要一個(gè)過(guò)濾面積為13.3 m3的活性炭濾罐,這將大大增加機房的面積,同時(shí)臭氧系統的造價(jià)會(huì )增加30%以上.
實(shí)際上,如果不脫除臭氧,這些問(wèn)題有可能得到解決。因此,國內外都有許多單位對此方法進(jìn)行了研究和應用。

2.不脫除臭氧消毒法的理論分析
傳統的泳池臭氧消毒法認為臭氧有一定的毒性,所以要求在臭氧進(jìn)入泳池之前將水池中的臭氧全部祛除,以防止臭氧對人體產(chǎn)生危害。
我們知道,物質(zhì)的毒性是與濃度有關(guān)的。臭氧在空氣中的濃度大于0.1mg/l時(shí)能對人體呼吸器官產(chǎn)生刺激,在這個(gè)濃度以下,對人體影響不大。
實(shí)際測試表明,當臭氧投加量1.0mg/l時(shí),池中臭氧濃度最高不會(huì )超過(guò)0.1mg/l。有資料指出,游泳池水的臭氧濃度在0.15mg/l以下時(shí),對人體無(wú)害,實(shí)際情況也是如此。需要強調指出的是,毒理學(xué)試驗表明,在相同劑量下,臭氧的毒性低于氯,如果說(shuō)臭氧在此濃度下對人有害,那么,氯對人體的危害更大。
國外的分析研究表明(限于篇幅,本文不作具體介紹):
◆采用直接投加臭氧的游泳池水處理消毒法在理論上有其可行性;
◆不脫除臭氧消毒法的主要接觸反應區域是在游泳池中,所有臭氧都是自由活性分子,都能起到消毒作用;
◆由于臭氧在水中和空氣中都會(huì )衰減,且半衰期較短,因此不會(huì )產(chǎn)生臭氧濃度的累積;
◆臭氧在水中的溶解度遠遠大于臭氧的投加量,水中的臭氧不會(huì )大量析出,不會(huì )對人體造成傷害。
◆為了防止臭氧對人體產(chǎn)生危害,傳統臭氧消毒法規定了臭氧在水中的最高剩余濃度;在不脫除臭氧消毒法中,為了保證臭氧的消毒作用,應當規定臭氧的最低剩余濃度,臭氧濃度不宜低于0.05ppm,。
◆對于不脫除臭氧消毒法,應在最高臭氧剩余濃度和最低臭氧剩余濃度的范圍內,根據實(shí)際試驗確定合理的臭氧投加量和循環(huán)周期。

三、    設計依據
1.《游泳池給水排水設計規范》
2.《人工游泳池水質(zhì)衛生標準》
3.《生活飲用水衛生標準》
4.《游泳場(chǎng)所衛生標準

四、    設計泳池水處理方案
1.根據國外有關(guān)資料介紹如何確定游泳池水臭氧消毒系統的大小。
CT值是臭氧消毒系統的主要設計參數,其中C代表臭氧濃度,以mg/L計;T代表接觸時(shí)間,以 min計;兩者的積CT值表示消毒過(guò)程的有效性。例如臭氧濃度為0.4mg/L,接觸時(shí)間為4min時(shí)的CT值等于1.6。水溫越高,反應時(shí)間越短,所需的CT值越低。

美國環(huán)保局(EPA)和職業(yè)安全衛生管理局(OSHA)根據試驗結果,發(fā)表了飲用水的臭氧消毒系統的CT值為1.6。歐洲國家和加拿大政府頒布的游泳池水標準中CT值也采用1.6。但游泳池水和飲用水不同:(1)游泳池水封閉循環(huán),每天循環(huán)次數最少4次,而飲用水是直流的。(2)隨著(zhù)游泳人數增加,池水所需氧化劑量也要增加。(3)游泳池水溫度一般為25℃~40℃,而飲用水溫度一般為0.5℃~25℃。(4)游泳池水還要加氯作為輔助消毒劑。(5)游泳池循環(huán)水經(jīng)過(guò)濾后加臭氧消毒。因此CT值采用1.6來(lái)確定游泳池水臭氧消毒系統的大小是比較安全的。有些地區采用低的CT值0.8,臭氧濃度為0.2mg/L~0.25mg/L,接觸時(shí)間為3.5min~4min,此時(shí)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(shí),CT值可小于0.8,臭氧濃度小于0.5mg/L,接觸時(shí)間小于1min。

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(jìn)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進(jìn)入反應罐充分接觸后從下側出水與游泳池循環(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5%~15%,可保證臭氧在進(jìn)入主管線(xiàn)前有足夠的傳質(zhì)效率和足夠的接觸時(shí)間。

2.優(yōu)勢特點(diǎn)

1)  水處理效果好:臭氧能迅速殺滅水中的藻類(lèi)及微生物(細菌和病毒),并能脫色除味,經(jīng)臭氧處理過(guò)的游泳池水,清澈透明,呈蔚藍色。

2)  系統安全性高:臭氧是國際公認的綠色環(huán)保型殺菌消毒劑,不會(huì )產(chǎn)生二次污染和殘留,避免氯消毒后對皮膚的刺激,且運行中不會(huì )發(fā)生象氯氣那樣易泄漏或指標超標等事故。

3)  降低運行費用:臭氧的產(chǎn)生以空氣為原料,且游泳池水可循環(huán)處理反復使用,可大幅度降低運行成本。

五、    關(guān)于臭氧對泳池水處理的幾點(diǎn)建議
  
1.泳池采用臭氧消毒時(shí),應采用逆流式循環(huán)布水方式,在此情況下,含有臭氧的進(jìn)水可快速與池水混合,有可能不用投加其它化學(xué)藥劑,如氯、絮凝劑、pH調節劑等,在實(shí)際運行中,逆流式布水方式帶來(lái)的其它好處只有游泳池管理者才能真正體會(huì )到,如水面漂浮物容易清除、節水節能、池子清潔工作量小等。
  2.泳池水采用臭氧消毒時(shí),不必也不應該脫除剩余臭氧,水中的剩余臭氧不會(huì )達到對人造成傷害的濃度。
  3.采用逆流式循環(huán)不脫除臭氧時(shí),如果池水能按規范進(jìn)行循環(huán),在正??土髁肯?,臭氧投加量在0.5mg/l時(shí),可滿(mǎn)足消毒需要,但設計時(shí)應考慮留出余量。
  4.可采用ORP控制器對水中的臭氧濃度進(jìn)行監測,當池水回水的臭氧濃度偏高(大于0.15ppm)時(shí),關(guān)閉臭氧發(fā)生器。
  5. 過(guò)濾對水質(zhì)起著(zhù)決定性作用,在濾料粒徑在0.6-1.0mm時(shí),如果濾層厚度(不包括承托層厚度)能達到900mm,則臭氧投加量就可減少,否則,投加再多的臭氧也達不到設計要求。
  6.幾乎所有的資料都在談?wù)摫苊膺^(guò)多的臭氧進(jìn)入游泳者和池邊人的肺中。所謂"過(guò)多"是指人在8小時(shí)內呼吸到的空氣中臭氧濃度在0.1ppm以上的情況,這是歐美當局的統一規定。理論分析及實(shí)際應用表明,一個(gè)典型的為游泳池設計的臭氧發(fā)生器是永遠不會(huì )達到這個(gè)濃度的。
  7.如果要投加氯制劑,則余氯達到0.1ppm時(shí),即可滿(mǎn)足消毒需要。
  8.如果采用活性炭,可將其作為一種生物濾料,用以降解水中的有機物和氨氮,此時(shí)不應投加長(cháng)效殺菌劑以防止其殺滅活性炭上的微生物,并將少量臭氧化水通過(guò)活性炭罐。這種情況下臭氧化的目的有兩個(gè):一是消毒,另一個(gè)是將難以生物降解的有機物分解為可生物降解有機物,提高生物降解有機物的能力。

六、   臭氧選型案例

1、泳池概況

某游泳池水量為25*16*1.8=720m3。游泳池每天循環(huán)4遍,6小時(shí)連續循環(huán)一般。每小時(shí)循環(huán)水流量約為:120T/h。

2、臭氧選型:

游泳池的臭氧投加量為0.5-1mg/L,臭氧的投加量為120g/h,如貴處有氯殺菌和臭氧配合使用,考慮到臭氧的衰減,為了幾年后能達到效果,建議臭氧投加量為:120g/h。臭氧發(fā)生器的選型為臭氧發(fā)生器LY-S-120G(臭氧濃度高,泳池專(zhuān)用配置,溫升低,產(chǎn)量穩定,適用于泳池潮濕環(huán)境,一鍵操作,簡(jiǎn)單快捷)

3、投加方式:

泳池用臭氧機及配套增壓泵、水射器、反應罐,用全路或旁路投加,加增壓泵和水射器,從水射器出來(lái)的水氣混合,進(jìn)入反應罐,經(jīng)自動(dòng)排氣閥把多余的尾氣排掉,引入專(zhuān)用臭氧破壞器,確保無(wú)臭氧殘留。