游泳池臭氧消毒

1、臭氧消毒在游泳池中的應(yīng)用講稿提綱臭氧并不是什么新東西，它一定在史前就存在。那時的臭氧也可能象今天一樣 ， 自然的產(chǎn)生在兩個地 方：1 .大氣層外緣的臭氧層，是由太陽射出的紫外線激發(fā)自然界的氧氣而產(chǎn)生的；2 .在雷電時，閃電（電弧對自然界里的氧氣放電也產(chǎn)生臭氧，這時就能聞到它的清 新的青草味”。一.臭氧特點臭氧是由三個氧原子所構(gòu)成的分子，常溫下是低濃度無色的氣體，它比空氣重1.7 倍，比氧氣重1.5倍。由于它的三個氧原子極不穩(wěn)定，極易分解成由兩個氧原子構(gòu)成的氧分之。一般 來說，臭氧的氧化 力為氯的7倍,殺菌力為氯的3000倍，所以對大腸桿菌、葡萄球 菌、沙門氏桿菌等，在經(jīng)過臭氧的處 理后,均可被

2、有效的殺滅。臭氧具有優(yōu)異的殺菌、除臭、解毒、凈化水質(zhì)和空氣的作用。它還能夠抗家電 產(chǎn)品及計算機(jī)等所釋放的4B射線，并且能夠氧化分解有毒氣體及殺滅浮游于水中或 空氣中的各種病毒及細(xì)菌。臭氧對滅菌的方法是將細(xì)菌的細(xì)菌體直接氧化，即破壞其DNA的基因而達(dá)到其 抑制的效果。二.臭氧性質(zhì)臭氧在常溫下易被分解為氧，它是一種強(qiáng)氧化劑及強(qiáng)力的消毒殺菌劑。在水中 溶解量隨著臭氧濃度的增加而升高，使用臭氧殺菌時，應(yīng)注意是否達(dá)到滅菌濃度。臭氧之殺菌能力又與臭氧在水中還原為氧的時間有關(guān) ，溫度愈低，臭氧被還原為 氧氣之時間較長，故殺菌能力因而加強(qiáng)。臭氧亦能促進(jìn)溶在水中之重金屬離子氧化 而沉淀，分解水中之有機(jī)物，其通入

3、 時間愈長,則水中濁度、SS值（懸浮物、COD（化 學(xué)需氧量、均有顯著降低，使水質(zhì)澄清，故臭氧可用來凈化水質(zhì)。臭氧在氣體時呈現(xiàn)淺藍(lán)色、液體時為深藍(lán)色、固體時為暗紫色。在水中有很好 的溶解性，它能分解氮、四氯化碳、三氯甲烷（氯仿。3 .臭氧應(yīng)用臭氧是一種良好的氧化消毒劑，被廣泛應(yīng)用于水處理、有機(jī)合成、食品等消毒 方面。臭氧應(yīng)用于凈水 處理上的主要用途，包括去除水中溶解性的有機(jī)物、色度、 臭味、濁度、硫化物、氟化物、鐵、鈕、氨氮消毒（滅菌及不活化病毒等。傳統(tǒng)的加氯處理，會導(dǎo)致水中的有機(jī)鹵化物的含量增加，對人體有不良的刺激影響，而且他們 多數(shù)是致癌物；如果用臭氧來處理，可將大量有機(jī)物氧化破壞分解，減

4、少水中的有機(jī) 鹵化物。4 .臭氧發(fā)生器的種類及選用A.高壓放電式臭氧發(fā)生器：利用在雷電產(chǎn)生臭氧的原理，應(yīng)用高壓放電激發(fā)氧氣 制取臭氧。它是使用一定頻率的高壓電流創(chuàng)造高壓電暈電場，使電場內(nèi)或電場周圍的氧分 子發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而制造出臭氧。這種臭氧發(fā)生器具有技術(shù)成熟、工作穩(wěn)定、 使用壽命長、臭氧產(chǎn)量大（單機(jī)可達(dá)1Kg/h等優(yōu)點，所以是使用最廣泛的臭氧發(fā)生 器。在高壓放電式臭氧發(fā)生器中又分為以下幾種類型：1、按發(fā)生器的高壓電頻率劃分，有工頻（50-60HZ、中頻（400-1000Hz和高頻 （1000Hz三種。工頻發(fā)生器由于體積大、功耗高、效率低等缺點 ，目前已基本退出 市場。中、高頻發(fā)生器具有體

5、積小、功耗低、臭氧產(chǎn)量大等優(yōu)點，是現(xiàn)在最常用的產(chǎn)品。2、按使用的氣體原料劃分，有氧氣型和空氣型兩種。氧氣型通常是由氧氣瓶或 制氧機(jī)供應(yīng)氧氣?？諝庑屯ǔＪ鞘褂每諝猓ㄈ鐗嚎s空氣作為原料。由于臭氧是靠氧 氣來產(chǎn)生的，而空氣中氧氣的含量 只有21%,所以空氣型發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度比較低，同時還會衍生氮化物。 而瓶裝或制氧機(jī)的氧氣純 度都在90%以上，所以氧氣 型發(fā)生器的臭氧濃度較高。在游泳池環(huán)境消毒中，通常使用空氣型發(fā)生器。 在市政 水處理中，應(yīng)優(yōu)先考慮氧氣型發(fā)生器。而在游泳池消毒中，國外推薦選用空氣和空氣 預(yù)處理富氧型。3、按冷卻方式劃分，有水冷型和風(fēng)冷型。臭氧發(fā)生器工作時會產(chǎn)生大量的熱能 ， 需要

6、冷卻，否則臭氧會因高溫而邊產(chǎn)生邊分解。水冷型發(fā)生器冷卻效果好 ，工作穩(wěn)定, 臭氧無衰減，并能長時間連續(xù) 工作，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本稍高。風(fēng)冷型冷卻效果不夠理想 臭氧衰減明顯。大型發(fā)生器或重要場所使 用的發(fā)生器通常都是水冷式的。風(fēng)冷一 般只用于臭氧產(chǎn)量較小的發(fā)生器或?qū)Πl(fā)生器性能要求不嚴(yán)格的場所。4、按介電材料劃分，常見的有石英管、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等幾 種類型。其中石英 管由于具有介電常數(shù)高、壁厚均勻、橢圓度好、耐高溫、耐潮 濕等特點而最常被一些高性能的臭氧發(fā)生器使用。陶瓷板易脆裂，只適用一些小型 發(fā)生器。陶瓷管的壁厚和橢圓度不易控制，容易出現(xiàn)放電不均勻的問題，所以使用的 不多。玻璃管和

7、搪瓷管介電常數(shù)低，耐高溫性能差，易炸裂，只有在一些 低端發(fā)生器上 使用。5、按臭氧產(chǎn)生部件的結(jié)構(gòu)劃分，有密閉式和開放式兩種。密閉式發(fā)生器的結(jié)構(gòu) 特點是密封體本身就是電極，臭氧能夠集中使用，如用于水處理。開放式發(fā)生器的電 極是裸露在空氣中的，所產(chǎn)生的臭 氧無法集中使用，通常只用于較小空間的空氣凈化 或某些小型物品表面消毒。密閉式發(fā)生器可代替開放式發(fā)生器使用。密閉式發(fā)生器的成本遠(yuǎn)高于開放式發(fā)生器。值得注意的是，現(xiàn)在有些人把開放式發(fā)生器硬性封 裝起來，冒充密閉式發(fā)生器。這樣做的結(jié)果是由于大量的熱量無法及時散發(fā)，臭氧衰減嚴(yán)重,發(fā)生器也很快燒損。B.高壓放電式產(chǎn)生臭氧，再用紫外線激發(fā)臭氧后生成羥基，采用

8、羥基消毒同時分 解了臭氧。是奧宗尼亞三氧公司的專利產(chǎn)品和世界最高的臭氧技術(shù)。它的消毒原理主要是 羥基（-OH消毒，而不是臭氧直接消毒。它集分子篩空氣預(yù)處理、高頻臭氧發(fā)生模塊、紫外線激發(fā)臭氧后生成羥基、臭氧接觸反應(yīng)罐、電熱尾氣破壞裝置于一體，體積緊湊、功能密集、技術(shù)高超，專門為游泳池和按摩浴池設(shè) 計和制造。C.紫外線式臭氧發(fā)生器：利用從太陽射出的紫外線激發(fā)氧氣而產(chǎn)生臭氧的原理是使用特定波長（185mm的紫外線照射氧分子，使氧分子分解而產(chǎn)生臭氧，它的 臭氧產(chǎn)量低、使用的紫外線燈管需更換，這種臭氧發(fā)生器使用范圍是小型的游泳池 由于它設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，安裝、使用和維護(hù)簡單，用于游泳池的輔助消毒

9、 時具有優(yōu)勢。D.電解式臭氧發(fā)生器：采用PEM膜復(fù)合電板電解純凈水而產(chǎn)生臭氧這種發(fā)生器能制取高濃度的臭氧水制造成本低,使用和維修簡單。但由于有臭 氧產(chǎn)量無法做大、電 極使用壽命短、臭氧不容易收集等方面的缺點，其用途范圍受 到限制。目前這種發(fā)生器只是在一些特 定的小型設(shè)備上或某些特定場所內(nèi)使用，不 具備取代高壓放電式發(fā)生器的條件。5 .游泳池臭氧消毒的幾大問題：1 .CT值問題:CT值是臭氧消毒系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)，對于奧林匹克比賽和其它 大型高標(biāo)準(zhǔn)游泳池CT值為1.6。當(dāng)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。有些地區(qū)采

10、用低 的CT值0.8，臭氧濃度為0.2mg/L 0.25mg/L,接觸時間為3.5min4min,此時作為輔 助消毒的加氯量可減少65%。2 .全流和分流的問題：全流比分流的消毒效果好，但分流要比沒有臭氧消毒的好 要在性價比適 當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上選擇全流消毒或分流消毒方式。3 .臭氧的碳過濾和臭氧的毒性問題：對于奧林匹克比賽和其它大型高標(biāo)準(zhǔn)游泳 池CT值為1.6,對于高濃度的臭氧消毒是通過尾氣破壞和水中殘余臭氧活性炭過 濾和吸收來處理的。對于小型臭氧輔助消毒時，臭氧的產(chǎn)量和殘余臭氧都沒有大到 對人體產(chǎn)生毒性的程度，不需采用活性炭過 濾和吸收。實踐表明，水中和空氣中微 量的殘余臭氧不但不會對人體有害，還

11、會起到一定的凈化作用。由于它極強(qiáng)的氧化 性和活潑性，它會在氧化反應(yīng)的同時立刻分解，不會造成殘余量的 積累和增加。4 .臭氧消毒不能取代氯、碘等消毒方式。臭氧消毒有高效性和瞬時性，但是它 對游泳池中的水質(zhì)沒有消毒的持續(xù)性，氯、碘等具有持續(xù)消毒的性質(zhì)。5 .在游泳池和浴池的水處理中臭氧應(yīng)采用負(fù)壓投加。6 .在采用氧氣源和空氣預(yù)處理富氧源制取臭氧時，尾氣破壞裝置要采用電熱 式。因為尾氣活性炭 破壞式會使活性炭發(fā)熱并燃燒。7 .臭氧在游泳池和浴池的水處理的應(yīng)用，已近70年的實踐，積累了豐富的經(jīng)驗，我 們要較多的 學(xué)習(xí)、吸收和借鑒這些成功的經(jīng)驗，指導(dǎo)和規(guī)范我們的游泳池臭氧水處 理技術(shù)。8 .游泳池臭氧消

12、毒的系統(tǒng)設(shè)計1 .全流量系統(tǒng)（Full-flow2.分流量系統(tǒng)（Slipstream 3. O3-UV 系統(tǒng)（UV-Ozone1、全流量臭氧消毒系統(tǒng)（Full-flow全流量系統(tǒng)就是全部泳池循環(huán)水與臭氧接觸的方法，這一方法是早期應(yīng)用臭氧 處理池水廣泛采用的方法,適宜于城市公眾性、競賽型、以及一些負(fù)荷大對池水水 質(zhì)及空氣質(zhì)量要求較高的游泳池。這一方 法在20世紀(jì)70年代中開始在法、英被 采用，由于改善了室內(nèi)空氣質(zhì)量，因此可以減少新鮮空氣的置 換量，而大大節(jié)省電耗， 尤其是冬季，所節(jié)省的能源完全可以抵消發(fā)生臭氧所增加的能耗【2】。英、法等 國均提出了泳池建設(shè)、運行指導(dǎo)文件【3】彳惠國后期也在一些規(guī)

13、范中作了修改，這 一全流量臭氧 系統(tǒng)在80年代得到了十分迅速的發(fā)展。臭氧投加量為循環(huán)水量的0.8-1.0 mg/L,一般采用由射流器中產(chǎn)生的負(fù)壓發(fā)生臭 氧，射流器中飽和了臭氧的水再與主管水流合并，并在接觸罐中反應(yīng)不低于二分鐘以 達(dá)到殺菌的目的。根據(jù)當(dāng)時一些環(huán)保 組織的推薦，要求返回泳池的殘留臭氧應(yīng)盡量 降低。早期，歐洲引用德國經(jīng)驗，此殘留值的最高容許 值為0.05 mg/L【4,5，這樣離 開接觸罐的水中殘留的臭氧均要在活性炭臭氧破壞層內(nèi)分解掉以保證返回池水中的臭氧低于0.05 mg/Lo這一技術(shù)要求及設(shè)計方案在很大程度上限制了全路系統(tǒng)，因為要使臭氧與水有足夠的反應(yīng)時間，又要使殘留系統(tǒng)的臭氧不

14、超過0.05mg/L,就只 有增加臭氧的投加量或者 安裝體積龐大的接觸罐及活性炭破壞層，這樣至少有 3040%臭氧白白浪費掉。這一方法還帶來消耗活性炭，活性炭氧化而顆粒變小以至滲入水中，活性炭層易積累微生物，使池水濁度下降，過濾效率降 低。止匕外，為了保持池水中有一定殘留殺菌劑，還要加氯，使游離氯的含量保證在0.5-1.0 mg/L。八十年 代的后期在世界衛(wèi)生組織（WHO發(fā)表了歐共體、美國的臭氧水中允許量【5】,提 出此值為0.1mg/L,并被絕大多數(shù)國家認(rèn)可。從此，這項技術(shù)方案得到了進(jìn)一步發(fā) 展。九十年代，人們利用WHO放寬水中臭氧含量這一有利條件，在積累了許多全流 量系統(tǒng)推廣應(yīng)用經(jīng)驗后，又

15、推出了第二代臭氧處理方法，即分流量系統(tǒng)技術(shù)的產(chǎn)生。2.分流量臭氧消毒系統(tǒng)英國的工程人員于八十年代初發(fā)現(xiàn)：全流量系統(tǒng)時公眾性泳池，即使部分臭氧能力停運，水質(zhì)影響不大。 九十年代美國環(huán)境保護(hù)局（EPA規(guī)定泳池大廳空氣中最大允許量（8h接觸為 0.1ppm（v或0.2mg/L（wt【5,6】，泳池水中臭氧含量即使在 0.15 mg/L,空氣質(zhì)量仍符 合要求，由此提出了針對全流 量系統(tǒng)而言的所謂不脫除臭氧處理方法。 大部分池水循環(huán)為逆流并且循環(huán)次數(shù)大于 6次,臭氧到達(dá)池內(nèi)每一點的時間 不超過五分鐘，而臭氧的半衰期則為20分鐘。由此提出了，只要使返回入池中的水 中殘留臭氧在0.05-0.15 mg/L之

16、間，系統(tǒng)將保證得到各種指標(biāo)的最佳值。 只要達(dá)到使全部池水在24小時內(nèi)與臭氧接觸一次，就可以保證其以全路系統(tǒng) 殺菌的效果綜合以上觀點，英國電工協(xié)會于1985-1986年在Cirencester體育中心室內(nèi)泳池 做了示范裝置試驗，試驗結(jié)果由休閑一游泳協(xié)會的一些醫(yī)學(xué)專家提出，結(jié)論是可以進(jìn) 一步削減氯用量，降低室內(nèi)氯味，避免眼、鼻粘膜刺激，對消除氣喘類病癥提供了極為 有利的條件。九十年代中期，分流量系統(tǒng)流程問世。臭氧投加量為全流量系統(tǒng)的1020%或0.1-0.2 mg/L即可。實 際運轉(zhuǎn)時循環(huán)池水的2025%進(jìn)入射流管，臭氧投加量為0.6- 1g/m3,經(jīng)過不低于2分鐘接觸后與系統(tǒng)水 混合，在加氯后返

17、回泳池，活性炭分解器只 在放空系統(tǒng)中安裝以保障空氣中臭氧低于 0.1ppm。與全流量相比，分流量系統(tǒng)能節(jié) 約50%以上的臭氧消耗。分流量系統(tǒng)主要應(yīng)用于已有公眾性泳池的改建，特別在受到占地面積及資金限 制時尤為首選方案。一 些新建的50米標(biāo)準(zhǔn)池對象為學(xué)校、小區(qū)及酒店，即不像市政 泳池或游樂池這樣負(fù)荷較大，均可采用分流量系統(tǒng)。值得一提的是，在加拿大許多省 內(nèi)，包括安大略省、不列顛哥倫比亞省及阿爾巴脫省公眾性泳池幾乎全部采用分流量系統(tǒng)技術(shù)，即使對大型游樂池及比賽池也不例外。目前，分流量系統(tǒng)繼續(xù)在接觸反應(yīng)罐后加氯 0.5-1.0 mg/L,但也有眾多報道稱，完 全不加氯（澳劑的泳池，即無氯泳池，在歐洲

18、已得到推廣。3. O3-UV臭氧消毒系統(tǒng)在一個臭氧發(fā)生模塊中增加一個紫外線燈管叫做O3-UV系統(tǒng)。這是分流量系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。它也是采 用分流量系統(tǒng)技術(shù)，并將 紫外線能激發(fā)臭氧活性，并加速其與水分子生成羥基游離基（OH-的特點結(jié)合在一個 模塊中。OH-是臭氧與水反應(yīng)后的活性物質(zhì)，比次氯酸根（ClO-的氧化能力大10-100 倍，殺菌性能大3125倍，這是O 3 -UV系統(tǒng)的理論依據(jù)。過濾后的水管上，旁路部分 水經(jīng)O3-UV 一體機(jī)處理后返回系統(tǒng)。在O-UV一體機(jī)內(nèi)池水經(jīng)箱內(nèi)增壓泵，射流管與臭氧混合，并經(jīng)接觸反應(yīng)罐反應(yīng)后返 回池系統(tǒng)內(nèi)，由于紫外線的照射，增加了 OH-的生成，加速氧化與殺菌作用，

19、并使離開 接觸罐的水中臭氧能得到充分分 解。O3-UV方法,不僅能保證與分流量方法一樣的低臭氧投加量和同等的殺菌、氧化 效果，而且避免了使泳 池水中臭氧含量過高（例如0.15 mg/L的危險。由于UV的作 用接觸罐的體積小，也不必使用活性炭 分解臭氧，對保證水質(zhì)透明度更有保證。O3-UV系統(tǒng)的使用可以降低氯劑的用量,Phil Castle報導(dǎo)【7】他們將多個條件相 仿的泳池，進(jìn)行全路、旁路及UV的對比試驗，歷時4個月，證明在滿足殺菌、氧化要 求的情況下,UV系統(tǒng)氯劑的用量可以進(jìn) 一步下降，并使水中結(jié)合氯、游離氯分別降 到0.2 mg/L,0.4 mg/L以下，這在一定程度上使池水中的氯 胺及T

20、HM得到大幅度降 低，這對滿足環(huán)保方面日益嚴(yán)格要求將是十分重要的。在O3-UV系統(tǒng)中，臭氧與UV的協(xié)同作用生成羥基游離基（OH-可以加速有機(jī)氯的分 解。游離基的生成及 與有機(jī)污染物的作用在UV光學(xué)作用下，幾乎是瞬間完成的，時 間極短，并只有在UV光照下才能進(jìn)行，因此臭氧不會進(jìn)入池水中，過程的安全性更試驗證明,O-UV系統(tǒng)的高效過程其優(yōu)點可歸納如下： 高效控制微生物 大幅度降低氯胺，三鹵甲烷 水透明性高，水質(zhì)優(yōu)。 室內(nèi)空氣新鮮 降低對皮膚，眼睛的刺激 對游泳者及工作人員不產(chǎn)生不利健康的物質(zhì) 避免使用活性炭罐的麻煩及衛(wèi)生方面的問題 降低水中游離氯含量 需用廠房面積小，安裝、操作容易，維護(hù)也較簡單O

21、3-UV系統(tǒng)在一些高檔泳池中已得到大量使用。近年來在比賽用泳池中也得到大 量推廣。七、臭氧水處理技術(shù)的安全問題 臭氧對人體有害已得到證實，防止它對人們 的不利有相關(guān)聯(lián)的兩個因素：一是空氣中的臭氧含量應(yīng)不大于0.1ppm,這一點并不難做到，因為大概在0.01ppm時人們的嗅覺就能發(fā)現(xiàn)臭氧的存在，采用相應(yīng)措 施就能避免事故的發(fā)生，這一點臭氧發(fā)生器的供應(yīng)商對其產(chǎn)品均有嚴(yán)格的操作說明， 所以只要遵照要 求即可。二是泳池水中氯胺與三鹵甲烷（THM）問題，其中氯胺雖 有臭味但毒性不大，本身就是一種殺 菌劑，脫除THM的化合物；THM卻是一項眾多醫(yī)學(xué)專家十分關(guān)注的問題。世界各國泳池水標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定 THM最高含量應(yīng)低于100仙g/L這個要求大部分以臭氧為主的殺菌技術(shù) 是完全可以滿足的。最近世界 泳