游泳池水臭氧消毒系统设计

控制臭氧系统的交替开停，使臭氧投加量与游泳人数一致。第二套ORP 控制器的探头装在主管上，即在主管与旁流管连接处之后，当游泳池水 循环系统的回水管中臭氧浓度过高时关闭臭氧发生器而提供安全保证。 上述浓度是指在加辅助氧化剂之前的浓度(加氯量为0.2mg/L～ 0.5mg/L)。 由于旁流水流回主管后至少被稀释4倍，系统中剩余臭氧浓度任何 时候都不会超过0.1mg/ L，仅有极少量臭氧流到游泳池中或放出剩余臭 氧，符合OSHA规定室内游泳池水面上剩余臭氧浓度为0.1mg/L的要求。 为了保证安全，在游泳池和水处理设备间应安装臭氧监测仪。 射流器尺寸可根据旁流水流量，进出水压力和臭氧发生装置所需的 空气流量计算确定。 按下式确定臭氧发生器的大小： 臭氧发生器产量(g/h)=循环水流量(m3/h)×臭氧投加浓度(g/m3)。例 如容积为380m3的游泳池，臭氧投加量为0.4mg/L(g/m3)，游泳池水循环 周期采用6h，循环水流量为380/6 ≈63m3/h，则臭氧发生器的最小产量应 为63×0.4=25.2g/h。反应罐用来使水中无机和有机污染物被溶解的臭氧 氧化并进行消毒杀菌，因此设计反应罐时应消除水的短路，保证水在罐 内有一定的停留时间。为了使臭氧在水中的溶解度高，含臭氧的水从反 应罐上侧进罐，下侧出水。反应罐上部的排气阀应与臭氧破坏装置连接 使在进入大气前除去未溶解的臭 氧。反应罐的容积按下式确定： 反应罐容积(m3)=循环水流量(m3/h)×旁流水百分比(%)×反应时间 (h)。例如380m3 游泳池池水循环周期采用6h，循环水流量为63m3/h， 旁流水流量为循环水流量的25%，接触时间4min，则反应罐最小容积为 63×0.25×0.067=1.05m3。 在游泳池水温度范围内，池水中溶解的饱和浓度遵循亨利定律，臭 氧发生器产气中臭氧浓度越高，水中饱和浓度也越高，溶解臭氧的传质 平衡浓度也越高，消毒性能越好。在选择臭氧发生器时应考虑到这一 点。
臭氧则无此副作用。 7.使用臭氧发生器，可大大降低水处理工艺的管理及操作难度，同 时臭氧发生器具有很高的安全性，而氯制剂在运输、储藏、使用时具有 一定的危险性。 8.臭氧可分解水中的有机物且具有微絮凝作用，因而在正常客流量 下，可以不用絮凝剂。 9.在一定的使用条件下，如逆流式循环、不使用活性炭滤罐，不必 投加氯制剂、絮凝剂、pH调节剂，可将臭氧作为水处理唯一的药剂。 臭氧在游泳池中的应用方法 1. 传统的方法 传统的游泳池臭氧消毒理论认为：臭氧是一种非常强的氧化剂，有 毒性，所以绝对不允许臭氧进入游泳池内。因为臭氧的比重大于空气， 如果从水中析出，就会浮在水面上，形成一个浓度较高的臭氧层，很容 易被人吸入，造成中毒。所以，在水与臭氧反应之后回到游泳池内之 前，必须经过脱臭氧装置，防止剩余的臭氧进入游泳池，在脱臭氧装置 之后，为维持长效杀菌作用，需投加氯制剂，以保证游泳池内的余氯在 0.3～0.6ppm之间。在游泳池水处理中，臭氧的投加量在0.6-1.0mg/l。 传统的泳池水处理臭氧消毒法有以下特征： ◆必须有较大容积的臭氧反应器，以保证臭氧与水的接触反应时间 不小于2分钟； ◆保证臭氧与水反应后，水中剩余臭氧浓度不小于0.4mg/l； ◆在进入水池前利用活性炭脱除全部剩余臭氧； ◆臭氧消毒后，投加氯消毒剂，使余氯达到0.3-0.6mg/l。 在实际应用当中,上述方法存在如下问题: ◆臭氧利用率问题；传统的泳池臭氧消毒工艺需要把剩余臭氧脱 除。规范要求臭氧投加浓度在1.0mg/l左右，剩余臭氧浓度大于 0.4mg/l，这些剩余的0.4mg/l臭氧未被利用就被脱除了，等于被利用的
臭氧设备游泳池水消毒应用
游泳池使用臭氧的优点 1.臭氧及其二次产物(如羟基)具有最强的杀菌性及灭活病毒的作 用，可有效防止传染性疾病的蔓延，实验证明，同样浓度的臭氧杀灭细 菌和病毒的效果是氯的600-3000倍。在臭氧浓度为1mg/l时，粪型大肠 杆菌的灭活只需要5秒，用同样浓度的氯要达到同样的效果需要15000 秒。 2.臭氧是国际公认的环保型绿色杀菌剂，不会对环境造成任何二次 污染，而氯制剂会与水中的有机物反应生成多种氯代有机化合物，如三 氯甲烷、氯仿等，这些物质均为公认的致癌致突变物。当人游泳时，这 些有毒物质会被人体所吸收（在水中人体每小时可吸收500毫升水）。 水中的氯代有机化合物还会刺激人的眼睛及皮肤，从而引发红眼及皮 疹。 3.从水中蒸发出来的氯代有机化合物以及氯气等有毒气体，聚集在 泳池上方不易散去，损害人的呼吸器官，严重影响人们的身体健康，而 使用臭氧则完全不会产生此种问题。 4.加氯所产生的次氯酸及其衍生物，严重腐蚀水处理系统及馆内设 备和结构如网架、暖气等。 5.臭氧是最强的氧化体，从而大大提高水的清澈 度,使水呈现出美丽的蓝色，而氯制剂则无此效果。为使水呈蓝色，使 用氯制剂的泳池，往往需加入硫酸铜盐，对人极为有害。 6.加入氯制剂后，必然会导致水的pH值的改变，使人感到不适，因 而需加入碱性或酸性物质予以中和。而臭氧是中性物质，不会产生此种 问题。 臭氧能确保大客流量及高温季节时水质的稳定性，高温及客流量大 时，水质往往不佳，此时，如果使用氯制剂，则需大量投加，这将带来 一系列副作用，如pH值的变化、对呼吸道及人体的刺激等；而大量投加
游泳池水臭氧消毒系统设计 范懋功 《游泳池给水排水设计规范》(CECS14：89)中仅提到游泳池水可采 用臭氧消毒方法，但对臭氧消毒系统的设计未作具体规定。本文根据国 外有关资料介绍如何确定游泳池水臭氧消毒系统的大小。 CT值是臭氧消毒系统的主要设计参数，其中C代表臭氧浓度，以 mg/L计；T代表接触时间，以 min计；两者的积CT值表示消毒过程的有 效性。例如臭氧浓度为0.4mg/L，接触时间为4min 时的CT值等于1.6。 水温越高，反应时间越短，所需的CT值越低。 美国环保局(EPA)和职业安全卫生管理局(OSHA)根据试验结果，发 表了饮用水的臭氧消毒系统的CT值为1.6。欧洲国家和加拿大政府颁布 的游泳池水标准中CT值也采用1.6。但游泳池水和饮用水不同：(1)游泳 池水封闭循环，每天循环次数最少4次，而饮用水是直流的。(2)随着游 泳人数增加，池水所需氧化剂量也要增加。(3)游泳池水温度一般为25℃ ～40℃，而饮用水温度一般为0.5℃～25℃。(4)游泳池水还要加氯作为 辅助消毒剂。(5)游泳池循环水经过滤后加臭氧消毒。因此CT值采用1.6 来确定游泳池水臭氧消毒系统的大小是比较安全的。有些地区采用低的 CT值0.8，臭氧浓度为0.2mg/L～0.25mg/L，接触时间为3.5min～4min， 此时作为辅助消毒的加氯量可减少65%。当氯作为主要消毒剂而臭氧作 为精处理消毒剂时，CT 值可小于0.8，臭氧浓度小于0.5mg/L，接触时间 小于1min。 通常用装在旁流管上的射流器把臭氧导入水中，为了保证射流器的 进水压力，在旁流管上安装管道泵加压。射流器后的水和臭氧混合液从 上侧进入反应罐充分接触后从下侧出水与游泳池循环水主管相接。旁流 管中的水在高臭氧浓度下消毒后再和主管中的水混合并产生氧化反应。 商业游泳池水循环周期采用6h，旁流管水流量为循环水主管流量的15% ～25%，可保证臭氧在进入主管线前有足够的传质效率和足够的接触时 间。 用臭氧作为主要消毒剂时CT值采用1.6(0.4mg/L×4min)来确定臭氧 系统的大小。根据商业游泳池50～60年来的运行经验，在这样的系统中 用ORP控制器可正确控制池水中臭氧浓度。当臭氧发生器产气中臭氧重 量浓度等于4%～6%时，ORP控制值为850mV。系统中应有2套ORP监控 装置。第一套ORP控制器的探头装在旁流管上即在反应罐的出水管上，
量析出，不会对人体造成伤害。 ◆为了防止臭氧对人体产生危害，传统臭氧消毒法规定了臭氧在水 中的最高剩余浓度；在不脱除臭氧消毒法中，为了保证臭氧的消毒作 用，应当规定臭氧的最低剩余浓度，臭氧浓度不宜低于0.05ppm,。 ◆对于不脱除臭氧消毒法，应在最高臭氧剩余浓度和最低臭氧剩余 浓度的范围内，根据实际试验确定合理的臭氧投加量和循环周期。 设计依据 1.《游泳池给水排水设计规范》 2. 《人工游泳池水质卫生标准》 3. 《生活饮用水卫生标准》 4. 《游泳场所卫生标准》 设计泳池水处理方案 1.根据国外有关资料介绍如何确定游泳池水臭氧消毒系统的大小。 CT值是臭氧消毒系统的主要设计参数，其中C代表臭氧浓度，以 mg/L计；T代表接触时间，以 min计；两者的积CT值表示消毒过程的有 效性。例如臭氧浓度为0.4mg/L，接触时间为4min时的CT值等于1.6。水 温越高，反应时间越短，所需的CT值越低。 美国环保局(EPA)和职业安全卫生管理局(OSHA)根据试验结果，发 表了饮用水的臭氧消毒系统的CT值为1.6。欧洲国家和加拿大政府颁布 的游泳池水标准中CT值也采用1.6。但游泳池水和饮用水不同：(1)游泳 池水封闭循环，每天循环次数最少4次，而饮用水是直流的。(2)随着游 泳人数增加，池水所需氧化剂量也要增加。(3)游泳池水温度一般为 25℃～40℃，而饮用水温度一般为0.5℃～25℃。(4)游泳池水还要加氯 作为辅助消毒剂。(5)游泳池循环水经过滤后加臭氧消毒。因此CT值采 用1.6来确定游泳池水臭氧消毒系统的大小是比较安全的。有些地区采 用低的CT值0.8，臭氧浓度为0.2mg/L～0.25mg/L，接触时间为3.5min～
臭氧只有0.6mg/l左右，其余的臭氧被浪费掉了。而且，将臭氧脱除 后，还需要再加氯作为长效消毒剂。 ◆基建投资问题:按传统游泳池循环水臭氧消毒方法，臭氧与水的 接触时间最好在3分钟以上,如果以最短接触时间2分钟计，对于一个标 准池来说(2400m3左右)，水处理循环流量为400 m3/h，2分钟流量为 13.3 m3。按照要求,活性炭滤罐的滤速为30m/h,这就需要一个过滤面积 为13.3 m3的活性炭滤罐,这将大大增加机房的面积,同时臭氧系统的造 价会增加30%以上. 实际上，如果不脱除臭氧，这些问题有可能得到解决。因此，国内 外都有许多单位对此方法进行了研究和应用。 2.不脱除臭氧消毒法的理论分析 传统的泳池臭氧消毒法认为臭氧有一定的毒性，所以要求在臭氧进 入泳池之前将水池中的臭氧全部祛除，以防止臭氧对人体产生危害。 我们知道，物质的毒性是与浓度有关的。臭氧在空气中的浓度大于 0.1mg/l时能对人体呼吸器官产生刺激，在这个浓度以下，对人体影响 不大。 实际测试表明，当臭氧投加量1.0mg/l时，池中臭氧浓度最高不会 超过0.1mg/l。有资料指出，游泳池水的臭氧浓度在0.15mg/l以下时， 对人体无害，实际情况也是如此。需要强调指出的是，毒理学试验表 明，在相同剂量下，臭氧的毒性低于氯，如果说臭氧在此浓度下对人有 害,那么,氯对人体的危害更大。 国外的分析研究表明（限于篇幅，本文不作具体介绍）： ◆采用直接投加臭氧的游泳池水处理消毒法在理论上有其可行性； ◆不脱除臭氧消毒法的主要接触反应区域是在游泳池中，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气中都会衰减，且半衰期较短，因此不会产 生臭氧浓度的累积； ◆臭氧在水中的溶解度远远大于臭氧的投加量，水中的臭氧不会大