臭氧净水工艺及设计参数
纯净水消毒臭氧发生器设备工艺原理
纯净水消毒臭氧发生器设备工艺原理引言在生产和生活中，我们需要使用大量纯净水，但是如何保证水的安全卫生呢？传统的消毒方法有加氯、臭氧消毒等，但是这些方法会产生对人体有害的物质。
本文将介绍一种新型的消毒方法——纯净水消毒臭氧发生器设备，以及其工艺原理。
纯净水消毒臭氧发生器设备介绍纯净水消毒臭氧发生器设备是一种基于臭氧氧化消毒原理的新型消毒设备。
它可以将水中的有害物质和细菌、病毒等微生物消灭，同时不会产生对人体有害的物质。
纯净水消毒臭氧发生器设备主要由臭氧发生器、水泵、过滤器等部分组成，其中最核心的部分是臭氧发生器。
臭氧发生器是一种特殊的发生器，它能够将氧气分解成臭氧，臭氧可以分解水中的有害物质和杀灭微生物，同时不会留下对人体有害的残留物质。
纯净水消毒臭氧发生器设备工艺原理纯净水消毒臭氧发生器设备的工艺原理可以分为以下几步：1.准备工作：准备好臭氧发生器、水泵、过滤器等设备，将其安装在工作空间中。
同时需要准备好待消毒的水，确保水质符合要求。
2.过滤处理：首先将待消毒的水过滤处理，去除水中的固体杂质、悬浮物和有机物等。
这样可以确保臭氧可以更好地与有害物质和微生物反应。
3.臭氧发生：将氧气通过臭氧发生器，发生臭氧分解反应，生成臭氧。
臭氧具有非常强的氧化能力，可以快速分解水中的有害物质和杀灭微生物。
4.消毒处理：将发生的臭氧通过管道输送到过滤后的水中，与水中的有害物质和微生物反应。
经过一段时间的反应，水中的有害物质和微生物将被分解消灭，达到净化和消毒的目的。
5.氧化物清除：臭氧会在反应结束后迅速分解成氧气，因此最后的处理过程就是清除水中的氧化物。
这通常可以通过过滤、气体事故等方法进行处理。
纯净水消毒臭氧发生器设备的优势纯净水消毒臭氧发生器设备相比传统的消毒方法具有以下优势：1.安全卫生：不会产生对人体有害的物质。
2.效果显著：臭氧具有非常强的氧化能力，可以快速分解水中的有害物质和杀灭微生物。
3.较少的耗材：不需要使用大量化学药品，节约了资源。
臭氧／过滤／1活性炭工艺深处理
臭氧化学氧 化
臭氧灭菌消 毒
活性炭物理 化学吸附
活性炭生物 降解
. 臭氧的氧化作用
➢ a. 臭氧与无机物作用
臭氧能氧化大部分无机物，例如在预臭氧化中，臭氧可有效地将水中 溶解性铁、锰等无机离子转化为难溶解性氧化物，使其从水中沉淀出 来。
➢ b. 臭氧与有机物作用
（1）臭氧分子与有机污染物间的直接氧化作用；这是缓慢且有明显选 择性的反应；
臭氧／过滤／活性炭工艺深度处 理
1.水中氨氮超标 2.所有指标全部超标
处理目标
• 已知：原水中氨氮指标为一级B，设计处理水量为8000立 方米/天
• 1.将水中氨氮指标从一级B处理至一级A • 2.将水中所有指标从一级B处理至一级A
工艺选择
• 去除效率： • （8-5）/8=0.375=37.5%
➢ d. 缺点：臭氧消毒生产设备复杂，投资较大，电耗也较高。 ➢ e. 饮用水的投加臭氧剂量一般为0.2~1.5mg/L。
臭氧处理工艺系统
➢ a. 臭氧发生系统：包括气体的预处理、臭氧发生器、供电设备、电气 控制及检测设备等。
➢ b. 接触反应系统：臭氧接触反应池。 ➢ c. 尾气处理系统：活性炭吸收法、化学吸收法、催化氧化法和燃烧法。 ➢ 臭氧不能贮存，需现场边发生边使用。
➢ 臭氧不可能将三卤甲烷前驱物彻底氧化破坏，只是增加了可生化性， 对水中已形成的三卤甲烷几乎没有作用，一般要经过吸附工艺去除。 因而人们开发了臭氧－生物活性炭联用技术，是一种将臭氧化学氧化、 活性炭物理化学吸附、生物氧化降解合为一体的净化工艺。
. 臭氧消毒
➢ a. 既是氧化剂，又是消毒剂，在水中投入臭氧进行消毒或氧化通称臭 氧化。
➢ b. 臭氧氧化有机物的产物
臭氧净水工艺及设计参数(精)
臭氧净水工艺及设计参数一、臭氧净水工艺1. 以去除溶解性铁、锰、色度、藻类,改善臭味以及混凝条件,减少三氯甲烷前驱物为目的的预臭氧 ,宜设置在混凝沉淀 (澄清之前;2. 以氧化难分解有机物、灭活病毒和消毒或与其后序生物氧化处理设施相结合为目的的后臭氧 ,宜设置在过滤之前或过滤之后。
3. 臭氧化的水处理流程选择:(1在混凝沉淀前投加臭氧的作用是氧化铁、锰、去除色度和臭味,改善絮凝和过滤效果, 取代前加氯、减少氯消毒副产物, 氧化无机物以及促进有机物的氧化降解。
(2在沉淀后投加臭氧,由于混凝沉淀中去除了部分可氧化物质,因此臭氧的投加量可以减少,但对改善絮凝效果和避免沉淀池藻类生长不起作用。
(3活性炭过滤前投加臭氧的作用是杀死细菌、去除病毒、氧化水中有机物(如苯酚、洗涤剂、农药和生物难降解有机物、将 COD 转化为 BOD, 氧化分解螯合物等。
与活性炭过滤联用, 增加活性炭吸附的生物作用, 延长活性炭再生周期。
(4以臭氧作为出厂水的消毒剂,主要目的是杀死细菌和去除病毒,但由于与其他消毒剂相比, 臭氧成本高且管网中无法维持剩量臭氧, 故城市水厂中很少采用。
二、臭氧接触池设计1. 臭氧接触池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于 2个。
2.臭氧接触池的接触时间,应根据不同的工艺目的和待处理水的水质情况,通过试验或参照相似条件下的运行经验确定。
接触反应装置主要设计参数3. 臭氧接触池必须全密闭。
池顶应设置尾气排放管和自动气压释放阀。
池内水面与池内顶宜保持 0.5~0.7m 距离。
4. 臭氧接触池水流宜采用竖向流,可在池内设置一定数量的竖向导流隔板。
导流隔板顶部和底部应设置通气孔和流水孔。
接触池出水宜采用薄壁堰跌水出流。
5. 预臭氧接触池宜符合下列要求:(1接触时间为 2~5min;(2臭氧气体宜通过水射器抽吸后注入设于进水管上的静态混合器,或通过专用的大孔扩散器直接注入到接触池内。
注入点宜设 1个;(3抽吸臭氧气体水射器的动力水不宜采用原水;(4接触池设计水深宜采用 4~6m ;(5导流隔板间净距不宜小于 0.8m ;(6接触池出水端应设置余臭氧监测仪。
臭氧水杀菌设计计算
水箱充臭氧设计
实际选用直径2800mm
直筒高度4500mm
有效高度4100mm
塔内水体容量 m325.2m3
每个钛合金喷盘的计算表面积0.094m2
微孔直径10um
气泡平均直径0.4mm
气泡上升阻力系数 Cd0.4517
气泡上升速度 v0.928mm/s) 接触时间73.6min
水中臭氧投加量0.13mg/L
臭氧塔吸收率85%
臭氧塔混合效率22%
有效接触时间23.0min
臭氧发生器产生臭氧气浓度16.5gO3/m3
臭氧需求量46.2gO3/h
臭氧投加比例 1.8
臭氧化气流量 Q 2.8Nm3/h
环境温度20°C
臭氧发生器工作压力0.7bar
工作状态下的臭氧气流量 1.7m3/h
系数a0.185
系数b0.066
气体扩散速度-0.2m/h
250普罗名特臭氧发生器
喷盘数量0.073空气源臭氧浓度20g/Nm3
氧气源臭氧浓度150g/Nm3
min. (
MnO4-
生器
20g/Nm3
150g/Nm3。
南洲水厂臭氧处理系统工艺设计简介
南洲水厂臭氧处理系统工艺设计简介[发布日期]2007-12-10广州市公用事业规划设计院黄长均吴韶萍摘要：臭氧处理在国内净水行业中属于新工艺、新技术，刚建成投产的广州市南洲水厂采用了该工艺，本文结合南洲水厂臭氧处理系统的设计，介绍了该水厂臭氧处理系统的工艺情况。
关键词：深度处理 VPSA 臭氧发生器尾气破坏器广州市自来水公司南洲水厂位于广州市海珠区，设计供水规模为100万m3/d，是全国特大型水厂之一，于2004年6月30日建成投产。
南洲水厂是响应广州市市委、市政府提出的将广州建设成为国际化大都市的号召，实现提高供水质量的目标，按照国际先进水平建设的现代化水厂。
水厂建成后将向广州大学城、珠江新城以及海珠区、东山区、天河区部分地区供应优质饮用净水。
南洲水厂饮用净水投产后的生产实践证明，经过深度处理后的水质接近甚至达到欧美发达国家饮用水水质标准。
广州市公用事业规划设计院承担了南洲水厂的设计，设计中按照现代化水厂的要求，在采用新工艺、新技术、新设备以及自动化等方面进行了许多新的尝试，其中在净水工艺深度处理系统中的臭氧处理系统的设计在广州自来水公司是首次，而深度处理的供水规模、臭氧投加量在全国供水行业也是首屈一指的。
以下我们将对南洲水厂臭氧处理系统工艺作简要的介绍。
1 净水处理工艺南洲水厂设计供水规模为100万m3/d，净水工艺是在常规净水处理的基础上增加深度处理工艺。
南洲水厂采用的净水处理工艺为：臭氧预处理+常规处理+臭氧-生物活性炭滤池工艺，整个净水处理工艺流程如图1所示：2 臭氧应用的概况臭氧处理在净水工艺中的应用历史悠久，几乎与最常用的氯消毒同时开始被采用，但由于臭氧处理系统设备复杂、投资大、电耗高，所以过去在净水工艺中未能普遍应用。
自20世纪90年代起，由于怀疑水中的某些有机物和天然物质与氯发生反应后形成的三卤甲烷具有至癌性，越来越多国家和地区对臭氧在水处理中的应用产生了兴趣，逐步在饮用水系统中采用了臭氧处理工艺，如美国、瑞士、法国、德国等。
臭氧投加量标准
臭氧投加量标准,臭氧投加量计算随着臭氧知识的普及，越来越多的人对臭氧消毒有了极大的兴趣，但是在使用之前往往存在有很多的疑虑，臭氧是否真能那么神？要用多少臭氧才适用每个人不同的需求？其实对于臭氧应用的投加量，国家卫生部有制定了标准：比较清洁的水，臭氧投加量为0.5～1.5g/m3；污染严重的饮用水，臭氧投加用量为3～6g/m3；对于各类污水处理，臭氧浓度为30～250g/m3。
臭氧可杀灭或破坏其中所有微生物及其霉菌，并可除去和降解有害物质从而改善饮用水品质，有效避免了用氯杀菌消毒而生成有机氯化物等致癌物质。
关于臭氧通常应用领域中的投加量，以下我们列出了参考：臭氧的投加量（1ppm=1.96mg/m3）百度知道：设计手册上看到是每去除1mg/L的COD消耗4mg/L的臭氧，但这两个时浓度单位啊，不太懂，谁知道去除COD的臭氧投加量怎么算？就按手册说的，把进出水COD的差值乘以4，再乘以污水水量，看着把单位换成臭氧的计量单位（质量或体积）就可以了就按手册说的，把进出水COD的差值乘以4，再乘以污水水量，看着把单位换成臭氧的计量单位（质量或体积）就可以了本人也是做污水处理工程的，对废水中氮的去除不是单纯的氧化了就叫去除了。
只有当废水中的氮元素变为氮气溢出时才叫去除了。
而是氨变为氮气是被氧化了了，硝态氮变为氮气却是被还原了。
臭氧-强氧化剂，氨-还原剂。
NH3+O3-->Nox+H2O氨气与臭氧反应,生成氮氧化物和水NH3+O3-->N2+H2O这是一般状况其他的就会在上面的那个x上有变化啦对氨态氮的去除控制臭氧的量可以去除氨态氮，量控制好，可以直接将氨态氮转换为氮气，过量，氨态氮转换为硝态或亚硝态氮。
不过怎么说，氨氮是可以去除了。
对硝态氮的去除同样，臭氧的强氧化性可以继续将亚硝态氮氧化为硝态氮，对亚硝态氮来说也是去除了。
所以单从你问题的角度，臭氧是可以去除氨和亚硝态氮的，关键在量的控制。
但是从污水中脱氮的专业角度，臭氧不一定去除了水中的氮，因为臭氧量的控制不对时，你只是把氮转换了一个形式存在水中而已，并没把氮去除去水中。
臭氧—生物活性炭(O3—BAC)
臭氧—生物活性炭(O3—BAC)臭氧—生物活性炭（O3—BAC）一、臭氧—生物活性炭工艺原理臭氧—生物活性炭（O3—BAC）深度处理工艺由两部分组成：臭氧氧化和生物活性炭的物理吸附、生物降解。
臭氧具有极强的氧化能力，其在水中的氧化还原电位仅次于氟而第二位。
利用臭氧氧化作用，初步氧化分解水中的一部分简单的有机物及其还原性物质，使之变为CO2和H2O，以降低生物活性炭滤池的有机负荷。
提高活性炭处理能力；同时臭氧氧化能使水中难以生物降解的大分子有机物，如天然有机物（NOM）断链、开环、氧化成短链的小分子有机物或分子的某些基团被改变从而使原来不能生物降解的有机物转化成可降解的有机物，减少大分子极性污染物BOD浓度得到提高，所以提高了处理水的可生化性，同时使个别有机物（POC）转化为（DOC），如腐植酸等，分解后的小分子有机物的极性和亲水性得到了提高，更容易被活性炭吸附和附着在活性炭上的细菌生物降解；臭氧氧化可有效去除水中的酚、氰、硫、铁、锰，并能脱色、除嗅和味、杀藻以及杀菌消除病毒等；臭氧氧化还能有效地减少UV254的吸收。
臭氧氧化后会生成氧气和臭氧混合气体中含有的大量氧气以及剩余臭氧会迅速转化为氧气，不产生二次污染，又可增加水中溶解氧，使生物活性炭滤池有充足的溶解氧（DO），因此促使好氧微生物在活性炭上繁殖。
提高了微生物增长潜力，加快生物氧化和硝化作用，延长了活性炭使用寿命，加快有机物的生物降解，从而提高了其对有机物的去除效果；同时臭氧能氧化水中的溶解性的铁和锰，生成难溶性的氧化物。
通过过虑，铁、锰的去除率增加，提高过滤速度50%，延长过滤工作周期，降低了过滤反冲洗水量。
臭氧氧化也是减少溴酸化合物形成的有效方法，加强了活性炭对溴酸化合物的高效去除。
由于臭氧的强氧化性，在去除水中其它水处理工艺难以去除物质的同时，可以减小反应设备或构筑物的体积；臭氧化还有助于絮凝，改善沉淀效果。
因此，臭氧化技术在欧洲、美国、加拿大等国家普遍应用。
臭氧工艺简单介绍
臭氧工艺简单介绍针对臭氧的用途分类介绍臭氧的应用工艺。
空间杀菌空间杀菌是臭氧最简单的一种应用。
大体以下两种：1、家庭式灭菌，灭菌容积小，一般采用开放式臭氧投加杀菌，即利用臭氧发生器的臭氧出气压力，自然扩散在空间中。
2、车间杀菌，包含食品加工车间、药厂生产车间、冷库、工人换衣间、大型实验室等。
这些空间容积相对较大，并且对臭氧投加浓度都有不同的要求，投加的方式主要有两种：中央空调投加和管路布气投加。
中央空调式投加的具体方法是：将臭氧通过管路直接投加到中央空调管道中，通过空调的送风系统将臭氧散布到各个房间，从而达到良好的杀菌消毒效果。
中央空调式投加应注意问题：A．中央空调式投加分为内置式和外置式投加两种。
内置式投加是将臭氧发生器放置在中央空调内部，这种方式安装、维护都不方便，并且臭氧发生器体积需求非常小，正常情况下根本达不到对臭氧量的需求，我公司不建议采用这种方式。
我公司一般采用空调外置式臭氧投加，安装、维护都方便。
B．空间灭菌容积不是很大并且对臭氧气量要求不大的情况下，我们选择采用三康富氧一体机，因为此种方式的臭氧投加对臭氧自身的压力要求低，臭氧扩散动力来自中央空调的送风动力。
但是对于一些特殊的大容积车间，对臭氧气量需求较大的车间，则也需要采用外置压缩机的干燥空气源臭氧发生器，具体情况要具体做出选择。
管路布气方式是在车间铺设管道，在管道中钻气孔，让臭氧气体沿管道轨道从气孔散步在车间内。
管路布气方式投加臭氧应注意问题：A．管道布气的臭氧发生器选择也分为两种：富氧一体机和压缩机外置的富氧源或空气源臭氧发生器。
对于车间容积小，车间内管道铺设长度较小的情况下，一般30米以内，可以采用我公司富氧一体机，选择的依据就是富氧一体机本身自带的压缩机压力足以使臭氧气体扩散到所铺设管道的各个扩散点；若管道较长，则需要外置压缩机来提高臭氧出气端的压力。
B．管道布气投加方式，管道的铺设要考虑到臭氧比重比空气大的性质，将臭氧扩散管道铺设在车间顶端，以便于臭氧向下扩散；管道也需要采用耐臭氧腐蚀的U-PVC材质管道或不锈钢管道。
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臭氧净水工艺及设计参数
一、臭氧净水工艺
1. 以去除溶解性铁、锰、色度、藻类，改善臭味以及混凝条件，减少三氯甲烷前驱物为目的的预臭氧，宜设置在混凝沉淀(澄清)之前；
2. 以氧化难分解有机物、灭活病毒和消毒或与其后序生物氧化处理设施相结合为目的的后臭氧，宜设置在过滤之前或过滤之后。
3. 臭氧化的水处理流程选择：
（1）在混凝沉淀前投加臭氧的作用是氧化铁、锰、去除色度和臭味，改善絮凝和过滤效果，取代前加氯、减少氯消毒副产物，氧化无机物以及促进有机物的氧化降解。
（2）在沉淀后投加臭氧，由于混凝沉淀中去除了部分可氧化物质，因此臭氧的投加量可以减少，但对改善絮凝效果和避免沉淀池藻类生长不起作用。
（3）活性炭过滤前投加臭氧的作用是杀死细菌、去除病毒、氧化水中有机物（如苯酚、洗涤剂、农药）和生物难降解有机物、将COD转化为BOD,氧化分解螯合物等。
与活性炭过滤联用，增加活性炭吸附的生物作用，延长活性炭再生周期。
（4）以臭氧作为出厂水的消毒剂，主要目的是杀死细菌和去除病毒，但由于与其他消毒剂相比，臭氧成本高且管网中无法维持剩量臭氧，故城市水厂中很少采用。
二、臭氧接触池设计
1. 臭氧接触池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个。
2. 臭氧接触池的接触时间，应根据不同的工艺目的和待处理水的水质情况，通
过试验或参照相似条件下的运行经验确定。
接触反应装置主要设计参数
3. 臭氧接触池必须全密闭。
池顶应设置尾气排放管和自动气压释放阀。
池内水面与池内顶宜保持0.5～0.7m距离。
4. 臭氧接触池水流宜采用竖向流，可在池内设置一定数量的竖向导流隔板。
导流隔板顶部和底部应设置通气孔和流水孔。
接触池出水宜采用薄壁堰跌水出流。
5. 预臭氧接触池宜符合下列要求：
（1）接触时间为2~5min；
（2）臭氧气体宜通过水射器抽吸后注入设于进水管上的静态混合器，或通过专用的大孔扩散器直接注入到接触池内。
注入点宜设1个；
（3）抽吸臭氧气体水射器的动力水不宜采用原水；
（4）接触池设计水深宜采用4～6m；
（5）导流隔板间净距不宜小于0.8m；
（6）接触池出水端应设置余臭氧监测仪。
6. 后臭氧接触池宜符合下列要求：
（1）接触池由二到三段接触室串联而成，由竖向隔板分开；
（2）每段接触室由布气区和后续反应区组成，并由竖向导流隔板分开；
（3）总接触时间应根据工艺目的确定，宜控制在6～15min之间，其中第一段接触室的接触时间宜为2min左右；
（4）臭氧气体宜通过设在布气区底部的微孔曝气盘直接向水中扩散，气体注入点数与接触室的设置段数一致；
（5）曝气盘的布置应能保证布气量变化过程中的布气均匀，其中第一段布气区的布气量宜占总布气量的50％左右；
（6）接触池的设计水深宜采用5.5～6m，布气区的深度与长度之比宜大于4；
（7）导流隔板间净距不宜小于0.8m；
（8）接触池出水端必须设置余臭氧监测仪。
三、臭氧工艺在纯净水消毒中参数的确定
在整个纯净水工艺系统中，用臭氧杀菌是很有益的，经臭氧处理后的纯净水在灌装时还余留部分臭氧量，继续对瓶里盖上的细菌进行杀灭，并且在分解后它惟一的剩余物质是易溶的氧。
但在整个水处理中也不希望有过量的臭氧，一般残留量0.05~0.5mg/L为宜。
臭氧灭菌、消毒作用是瞬时发生，在纯净水中臭氧浓度达0.3~2mg/L时在0.5~1min内就可以致死细菌。
在相同灭菌作用（大肠杆菌灭菌率为99%）时臭氧药剂量仅是氯的0.0048%。
当水的浊度小于5mg/L 时，对臭氧消毒灭菌影响极微。
实验经验表明，纯净水灭菌的最佳臭氧浓度是0.4~0.6mg/L。
参考资料：
（1）《给水排水设计手册》第3册城镇给水
（2）《室外给水设计规范》GB 50013-2006
（3）《纯净水与矿泉水处理工艺及设施设计计算》崔玉川。