(圖文)臭氧設備游泳池水的消毒應用
發布時間:2021-02-24 16:17:43人氣：次
游泳池使用臭氧的優點
1.臭氧及其二次產物(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。
2.臭氧是國際公認的環保型綠色殺菌劑，不會對環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，這些物質均為公認的致癌致突變物。當人游泳時，這些有毒物質會被人體所吸收（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，從而引發紅眼及皮疹。
3.從水中蒸發出來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產生此種問題。
4.加氯所產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，氧化水中的鐵、錳離子，分解水中散射光線的微小有機體，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予以中和。而臭氧是中性物質，不會產生此種問題。
臭氧能確保大客流量及高溫季節時水質的穩定性，高溫及客流量大時，水質往往不佳，此時，如果使用氯制劑，則需大量投加，這將帶來一系列副作用，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此副作用。
7.使用臭氧發生器，可大大降低水處理工藝的管理及操作難度，同時臭氧發生器具有很高的安全性，而氯制劑在運輸、儲藏、使用時具有一定的危險性。
8.臭氧可分解水中的有機物且具有微絮凝作用，因而在正常客流量下，可以不用絮凝劑。
9.在一定的使用條件下，如逆流式循環、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。
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，就會浮在水面上，形成一個濃度較高的臭氧層，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，必須經過脫臭氧裝置，防止剩余的臭氧進入游泳池，在脫臭氧裝置之后，為維持長效殺菌作用，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。
在實際應用當中,上述方法存在如下問題:
◆臭氧利用率問題；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效消毒劑。
◆基建投資問題:按傳統游泳池循環水臭氧消毒方法，臭氧與水的接觸時間最好在3分鐘以上,如果以最短接觸時間2分鐘計，對于一個標準池來說(2400m3左右)，水處理循環流量為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,這就需要一個過濾面積為13.3 m3的活性炭濾罐,這將大大增加機房的面積,同時臭氧系統的造價會增加30%以上.
實際上，如果不脫除臭氧，這些問題有可能得到解決。因此，國內外都有許多單位對此方法進行了研究和應用。
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生危害。
我們知道，物質的毒性是與濃度有關的。臭氧在空氣中的濃度大于0.1mg/l時能對人體呼吸器官產生刺激，在這個濃度以下，對人體影響不大。
實際測試表明，當臭氧投加量1.0mg/l時，池中臭氧濃度最高不會超過0.1mg/l。有資料指出，游泳池水的臭氧濃度在0.15mg/l以下時，對人體無害，實際情況也是如此。需要強調指出的是，毒理學試驗表明，在相同劑量下，臭氧的毒性低于氯，如果說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衰減，且半衰期較短，因此不會產生臭氧濃度的累積；
◆臭氧在水中的溶解度遠遠大于臭氧的投加量，水中的臭氧不會大量析出，不會對人體造成傷害。
◆為了防止臭氧對人體產生危害，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，根據實際試驗確定合理的臭氧投加量和循環周期。
設計依據
1.《游泳池給水排水設計規范》
2. 《人工游泳池水質衛生標準》
3. 《生活飲用水衛生標準》
4. 《游泳場所衛生標準》
設計泳池水處理方案
1.根據國外有關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。水溫越高，反應時間越短，所需的CT值越低。
美國環保局(EPA)和職業安全衛生管理局(OSHA)根據試驗結果，發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，每天循環次數最少4次，而飲用水是直流的。(2)隨著游泳人數增加，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)游泳池循環水經過濾后加臭氧消毒。因此CT值采用1.6來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。
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進入反應罐充分接觸后從下側出水與游泳池循環水主管相接。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生氧化反應。商業游泳池水循環周期采用6h，旁流管水流量為循環水主管流量的5%～15%，可保證臭氧在進入主管線前有足夠的傳質效率和足夠的接觸時間。
2.工藝流程：
1、水處理效果好：臭氧能迅速殺滅水中的藻類及微生物（細菌和病毒），并能脫色除味，經臭氧處理過的游泳池水，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保型殺菌消毒劑，不會產生二次污染和殘留，避免氯消毒后對皮膚的刺激，且運行中不會發生象氯氣那樣易泄漏或指標超標等事故。
3、降低運行費用：臭氧的產生以空氣為原料，且游泳池水可循環處理反復使用，可大幅度降低運行成本。
關于臭氧對泳池水處理的幾點建議
1.泳池采用臭氧消毒時，應采用逆流式循環布水方式，在此情況下，含有臭氧的進水可快速與池水混合，有可能不用投加其它化學藥劑，如氯、絮凝劑、pH調節劑等，在實際運行中，逆流式布水方式帶來的其它好處只有游泳池管理者才能真正體會到，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，不必也不應該脫除剩余臭氧，水中的剩余臭氧不會達到對人造成傷害的濃度。
3.采用逆流式循環不脫除臭氧時，如果池水能按規范進行循環，在正常客流量下，臭氧投加量在0.5mg/l時，可滿足消毒需要，但設計時應考慮留出余量。
4.可采用ORP控制器對水中的臭氧濃度進行監測，當池水回水的臭氧濃度偏高（大于0.15ppm）時，關閉臭氧發生器。
5. 過濾對水質起著決定性作用，在濾料粒徑在0.6-1.0mm時，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論避免過多的臭氧進入游泳者和池邊人的肺中。所謂"過多"是指人在8小時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。理論分析及實際應用表明,一個典型的為游泳池設計的臭氧發生器是永遠不會達到這個濃度的。
7.如果要投加氯制劑，則余氯達到0.1ppm時，即可滿足消毒需要。
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,此時不應投加長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活性炭罐。這種情況下臭氧化的目的有兩個：一是消毒，另一個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
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