泳池水臭氧發生器設備計算方式

臭氧被證明是水處理過程中除氟以外最強的氧化劑，它首先能以比氯高出百倍的反應速度分解有機物，防止氯與尿素化合成氯胺，又能氧化 THM 的前驅物（ Precursor ），而使 THM 大大降低。此外，臭氧分解后在水中形成的羥基能夠使多價金屬離子水解成膠體化合物，通過砂濾器而被過濾掉，這不僅使水的感觀得到改進，尤其是水中有機物被氧化分解，后又被過濾去除，因此即使為了防止交叉感染，泳池中還需保持 0.5mg/L 左右余氯，氯劑的投加量大為降低，一般只為單獨使用氯劑的 15-20% 。經驗證明，返回泳池水中的殘留臭氧低于 0.15mg/L 時 , 并不會造成任何不利影響 , 即使長期游泳也不致產生健康危害 , 西方工業國家尤其是歐洲 , 不僅普遍接受了這一事實 , 在約 30,000 個泳池中使用臭氧 , 并進一步發展傳統的德國標準 , 實現了完全取消氯劑的殺菌技術。這一技術主要在法國及一些非德語國家推廣應用達 30 多年，積累了大量有益的經驗，并為臭氧處理池水技術的發展提供了系統、實用的經驗。美洲國家，包括美國近年來已注意到這一情況，開始大量采用臭氧技術。我國游泳運動發展得較晚，泳池的建設規模較小，臭氧技術應用不多。近期，隨著對外開放，一些舉行正式或國際比賽的泳池已按國家規定或規范設置臭氧處理裝置。此外，一些公眾性泳池、高檔賓館、小區的泳池也都提出了采用臭氧技術的要求。

一、游泳池臭氧發生器即泳池水 - 臭氧消毒系統設計

■ 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 。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 。

■ 游泳池臭氧投加方式：

標準要求負壓投加，一般采用射流或氣液混合泵吸入法, 實踐表明氣液混合泵混合效率可高達80％左右，如加入臭氧混合罐效率更高。

射流旁路投加法：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15%～25% ，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。

氣液混合泵投加法：此泵一個起臭氧氣口，一個進水口，一個出水口。把支路泳池水直接接到泵的進水口即可。此方法如能配合臭氧混合罐，效率可以達到90%以上。

?游泳池臭氧發生器投加方法

■水處理循環方式、循環周期和流量

池水凈化處理循環方式有順流、逆流、混合流三種，規范池、比賽池應采用混合流凈化處理循環方式。

循環周期：Tx=24/n（h），n為每天循環次數，公共游泳池一般為4-6次。

循環流量：qx=αf?V/Tx其中Tx循環周期，αf為管道、凈水設備和補給水箱的水容積系數，一般按1.1-1.2選取，V為游泳池的水容積。

■ 泳池臭氧投加量的確定：

臭氧發生器產量（ g/h ）=qx×c=αf?V/Tx= 循環水流量（ m3/h ）×臭氧投加濃度（ g/m3 ）。反應罐用來使水中無機和有機污染物被溶解的臭氧氧化并進行消毒殺菌，反應罐上部的排氣閥應與臭氧尾氣破壞裝置連接使在進入大氣前除去未溶解的臭氧。

以標準游泳池（21m*50m,水深1.8m）為例：標準池水量1890m3

采用分流量投加

臭氧投加量：0.6-1.0mg/L，如以標準泳池為例，qx=1.1?1890/6=340噸/小時

單一臭氧投加量：Q=qx?投加量,投加量0.8mg/l，則Q=qx×c=αf?V/Tx×c=1.1V/6*0.8=272克/小時。

■游泳池臭氧發生器臭氧反應罐的容積確定：

臭氧反應罐容積（ m3 ） = 循環水流量（ m3/h ）×旁流水百分比（ % ）×反應時間（ h ）。

在游泳池水溫度范圍內，池水中溶解的飽和濃度遵循亨利定律，臭氧發生器產氣中臭氧濃度越高，水中飽和濃度也越高，溶解臭氧的傳質平衡濃度也越高，消毒性能越好。在選擇臭氧發生器時應考慮到這一點。

二、游泳池臭氧發生器在游泳池水處理中的優點

自從 1840 年由 SCHOEMBEIM 發現臭氧以來，其應用已經有相當一段歷史了。臭氧作為僅次于氟的強氧化劑和高效廣譜殺菌劑已被廣泛地應用于游泳池的水處理消毒系統中。伴隨著人們環保意識和健康意識的提高，生產工藝的改進以及生產成本的降低，采用臭氧消毒方式的游泳池正逐步取代氯消毒方式的游泳池并被人們所接受。當前，歐洲和北美的公共游泳池全部采用臭氧消毒方式，美國超過 50 萬個以上，歐洲普遍使用。我國香港已于 1997 年將所有公共游泳池改造成臭氧消毒方式，而在國內，自 1990 亞運會的康樂宮開始，眾多的大型公眾游泳池、水上樂園和健身休閑會所的游泳池及 SPA 都采用了臭氧消毒的方式，臭氧消毒游泳池正從貴族化走向大眾。

■ 最強的殺菌劑。

臭氧是一種非常活潑，且氧化能力極強的氧化劑，是自然界中已知的可利用的最強的氧化劑之一，主要依靠其強大的氧化作用而殺菌。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，是一種非常強的廣譜殺菌劑。它能氧化分解細菌的葡萄糖氧化酶、脫氫氧化酶，還可直接與細菌發生作用，導致細菌物質代謝的氧化還原過程被破壞，從而破壞了細菌的生長和繁殖過程，造成細菌的死亡。它的殺菌作用迅速，通常在幾秒鐘內即可有效地殺死水中的細菌、病毒、芽孢及蟲卵，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。對抗氯性強的芽孢和Ｆ噬菌體的迅速殺滅尤為重要，對氯所無能為力的病毒如 ADIS ，紅眼病毒等可以徹底的殺滅。

■ 環保型綠色殺菌劑。

臭氧是國際公認的環保型綠色殺菌劑，對游泳池循環水臭氧消毒的過程是個完全的氧化過程，唯一的產物就是溶解氧，不會增加水中的有害物質和含鹽量，不會對環境造成任何二次污染。傳統的游泳池氯消毒方式要達到殺菌的目的，需投加較大量的含氯消毒劑，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。

■ 提升健康舒適度。

游泳池采用氯消毒，隨著時間的延長，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，置身其間的人們會聞到刺鼻的氯味，胸肺會感不適；同時，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），游泳過程中眼睛會有刺激感并會造成充血發紅；長期游泳的人們會發覺毛發變黃變脆，皮膚逐漸變得粗糙等等，嚴重影響人們的身體健康。在游泳池水處理中采用臭氧消毒，消除了氯氨化合物的形成，可以從根本上避免像三鹵甲烷（ＴＨＭＳ）這樣令人厭惡的致癌鹵代有機物的產生。正是這些氯氨化合物會刺激游泳者和運動員的皮膚、眼睛、呼吸道，游泳時的紅眼及皮診即由此產生，它對頭發也有著漂白的作用。而使用臭氧消毒的游泳池則完全不會產生此種問題，游泳鍛煉的人們可舒適無憂。在處理過程中，回到游泳池的水殘余臭氧不會超過安全界限，還可以對空氣進行殺菌凈化，使室內空氣清新舒適。

■ 降解去除水中的污染物。

根據北京市衛生防疫站的有關資料，氯消毒泳池中有機物特別是氨氮（尿素）含量超出正常標準若干倍，水易變質。之所以如此，是因為過濾不能去除溶解性的有機物，而氯根本無法分解氨氮等有機物。而臭氧消毒系統中由于臭氧具有的強氧化性，使其可以與水中的有機物發生反應，可有效分解水中的腐植質，分解水中散射光線的微小有機體，能阻止有機污物的積累，可改善水質、脫色，并可氧化水中的鐵、錳離子，從而降解污染物達到凈化水質的效果，從而大大提高了水的感觀度和清澈度，使池水呈現出美麗的淺藍色。水質完全符合國際泳聯及國際衛生組織的水質標準。而氯制劑則無此效果。

■ 大大減少藥劑消耗。

采用氯消毒時，由于氯制劑的加入，必然會導致水的 pH 值的改變，使人感到不適，因而需加入大量的堿性或酸性藥劑予以中和。高溫及客流量大時，水質往往不佳，此時，氯制劑則更需大量投加，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。但由于臭氧的半衰期很短，不能長時間存留在水中，仍需要投加少量含氯殺菌劑作為輔助的長效消毒劑，但加氯量可減少 65% 以上。同時，臭氧具有微絮凝作用，因而在正常客流量下，可以不用絮凝劑。在一定的使用條件下，如逆流式循環、不使用活性炭濾罐，甚至不必投加氯制劑、絮凝劑、 pH 調節劑，可將臭氧作為水處理唯一的藥劑。

■ 減輕設施的腐蝕。

采用加氯所產生的次氯酸及其衍生物，嚴重腐蝕游泳館內的設備和結構如網架、暖氣等。而采用了臭氧消毒后，氯消毒劑的用量大大減少。

■ 更加優質的水質。

完全臭氧消毒系統還配置了活性炭吸附過濾器，對泳池循環水中的殘余的臭氧、有機污染物等進行去除，既保證了臭氧消毒系統的安全性又對循環水進行了深度處理，其水質將優于普通的自來水。

■ 使用更方便安全。

臭氧的制作原料是取之不盡，用之不竭的空氣中的氧氣，因此，在生產過程中不必考慮搬運或儲藏的問題，臭氧發生器操作使用非常簡單，具有很高的安全性，日常管理和維護工作也較簡單。而氯制劑在運輸、儲藏、使用時具有一定的危險性。

三、泳池行業使用臭氧發生器的特點

■ 反應快，投加量少：臭氧能迅速殺滅擴散在水中的細菌、芽孢、病毒且在很低的濃度時即有殺菌滅活的作用。

■ 適應能力強：在 PH 值 5.6-9.8 ，水溫 0-37 ℃的范圍內，對臭氧的消毒性能影響極少。

■ 臭氧的半衰期很短， 20 分鐘即可分解為氧氣，在水中不產生二次污染、

■ 能破壞水中有機物，改善水的物理性質和器官感覺，進行脫色和去嗅去味作用，使水呈蔚藍色，而又不改變水的自然性質?臭氧對水消毒效果