游泳池循環(huán)水臭氧消毒的應(yīng)用系統(tǒng)

一，引言

游泳者身體與池水直接接觸，池水會(huì)進(jìn)入人嘴內(nèi)，如果池水不衛(wèi)生，會(huì)引起眼、耳、鼻、喉、皮膚和消化器官等疾病。嚴(yán)重者會(huì)引起傷寒、霍亂、梅毒、赤痢等病的傳染。同時(shí)池水還會(huì)受到游泳者自身所帶細(xì)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(dāng)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(diǎn)是：
1） 殺菌效果好；
2）有持續(xù)消毒功能。
缺點(diǎn)是：
1） 有氣味并對(duì)眼和呼吸道有刺激作用；
2） 對(duì)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(huì)發(fā)生安全事故；
3） 長(zhǎng)期與池水接觸會(huì)使人的頭發(fā)變色發(fā)黃，影響美觀；
4） 最為嚴(yán)重的、幾乎公認(rèn)的是，氯化消毒的氧化過(guò)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(jǐn)慎用之。

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

氯對(duì)人類產(chǎn)生生理反應(yīng)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(jiǎn)易游泳池項(xiàng)目中已極少使用。

臭氧消毒的特點(diǎn)：
1）反應(yīng)快、投量少，臭氧能迅速殺滅擴(kuò)散在水中的細(xì)菌、芽孢、病毒且在很低的濃度時(shí)既有殺菌滅活作用；2）適應(yīng)能力強(qiáng)，在PH5.6-9.8，水溫0-37℃的范圍內(nèi)，對(duì)臭氧的消毒性能影響很??；
3）在水中不產(chǎn)生持久性殘余，無(wú)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(jī)物，改善水的物理性質(zhì)和器官感覺(jué)，進(jìn)行脫色和去嗅去味作用，使水呈蔚藍(lán)色，而又不改變水的自然性質(zhì)。

臭氧消毒的缺點(diǎn)：
1）臭氧不易溶于水中，且不穩(wěn)定，故其無(wú)持續(xù)消毒功能，應(yīng)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(guò)0.01mg/l；空氣中不允許超過(guò)0.001mg/l；
3）臭氧消毒法設(shè)備費(fèi)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(duì)比：

1、臭氧是極強(qiáng)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(jī)體，可大大提高水的清澈度,使水呈現(xiàn)出美麗的藍(lán)色，而氯制劑則無(wú)此效果。為使水呈藍(lán)色，使用氯制劑的泳池，往往需加入硫酸銅鹽，對(duì)人體極為有害。
2、臭氧具有極強(qiáng)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(yàn)證明，同樣濃度的臭氧殺滅細(xì)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(dá)到同樣的效果需要15000秒。
3、臭氧是國(guó)際公認(rèn)的環(huán)保型綠色殺菌劑，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何二次污染，而氯制劑會(huì)與水中的有機(jī)物反應(yīng)生成多種氯代有機(jī)化合物，如三氯甲烷、氯仿等，這些物質(zhì)均為公認(rèn)的致癌致突變物。當(dāng)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(jī)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。
4、從水中蒸發(fā)出來(lái)的氯代有機(jī)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(yán)重影響人們的身體健康，而使用臭氧則完全不會(huì)產(chǎn)生此類問(wèn)題。
5、加氯所產(chǎn)生的次氯酸及其衍生物，嚴(yán)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(huì)導(dǎo)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。

二，臭氧水循環(huán)凈化周期

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

三，泳池水處理的流程

石英砂過(guò)濾器池水凈化工藝流程

硅藻土過(guò)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(guò)濾砂缸----臭氧投加---反應(yīng)塔----活性碳過(guò)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(duì)游泳池的水進(jìn)行處理是目前國(guó)際普遍采用的方式，它通過(guò)對(duì)游泳池水的毛發(fā)收集、軟化器過(guò)濾后進(jìn)行臭氧氧化，以達(dá)到水質(zhì)殺菌、除味，防止傳染病的傳播，并通過(guò)尾氣處理、活性碳過(guò)濾后達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。 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(cè)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(jì)參數(shù)
   其中C代表臭氧濃度，以mg/L計(jì)；T代表接觸時(shí)間，以min計(jì)；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。

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(guò)濾后加臭氧消毒,此時(shí)作為輔助消毒的加氯量可減少65%。

3. 因此CT值采用1.6來(lái)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(shí)間為3.5min～4min，此時(shí)作為輔助消毒的加氯量可減少65%。當(dāng)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。

1.1臭氧與水混合的氧化反應(yīng)
通常用裝在旁流管上的射流器把臭氧導(dǎo)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(cè)進(jìn)入反應(yīng)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(yīng)。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(jìn)入主管線前有足夠的傳質(zhì)效率和足夠的接觸時(shí)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(yīng)罐用來(lái)使水中無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物被溶解的臭氧氧化并進(jìn)行消毒殺菌，反應(yīng)罐上部的排氣閥應(yīng)與臭氧破壞裝置連接使在進(jìn)入大氣前除去未溶解的臭氧。

反應(yīng)罐的容積按下式確定：

　　反應(yīng)罐容積（m3）= 循環(huán)水流量（m3/h）× 旁流水百分比（%）× 反應(yīng)時(shí)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(shí)應(yīng)考慮到這一點(diǎn)。

1.3工程實(shí)例，臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量選型

某工程25×10.5m標(biāo)準(zhǔn)游泳池為公共活動(dòng)類，其平均水深按1.7m計(jì)算，每次循環(huán)按6小時(shí)計(jì)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(duì)于接觸反應(yīng)后多余的臭氧利用尾氣處理器對(duì)臭氧催化分解為氧氣，達(dá)到無(wú)害化處理。最后，利用活性炭過(guò)濾器進(jìn)行深度處理，以將臭氧殺死的各種病原體以及其它普通過(guò)濾法難以去除的某些有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物加

全路流程圖

五，結(jié)論

利用臭氧對(duì)游泳池水進(jìn)行處理主要有以下特點(diǎn)：
一、殺菌力強(qiáng)、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(duì)病毒、原核生物中的細(xì)菌等均有有效的殺滅作用。
二、臭氧能阻止有機(jī)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(jī)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(guò)程中，回到游泳池的水殘余臭氧不會(huì)超過(guò)安全界限，還可以對(duì)空氣進(jìn)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(yùn)行成本少、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(yùn)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(shí)用價(jià)值和更廣闊的應(yīng)用空間。

附：我國(guó)與國(guó)際泳聯(lián)水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表