臭氧消毒在游泳池水處理中的分析報告

來源:admin 時間:2021-10-08 05:51:39

隨著社會經濟的發展,人們的生活要求不斷提高,于是許多游泳館應運而生,作為一項休閑健身運動,逐漸走進普通老百姓的生活,隨之而來的是許多問題,如:藥物傷人,空氣質量不好等。所以,一些大型、高級游泳館采用了臭氧消毒系統,其水質和空氣質量比傳統消毒方法有了顯著改善。盡管臭氧層消毒在國外應該用于游泳池已有很長的歷史,但國內由于臭氧消毒系統成本較高,系統較為復雜,限制了其推廣應用。

一、臭氧消毒與常規消毒相比具有顯著優勢。

常規游泳池采用以氯為主的氧化消毒方式,以往使用液氯,由于液氯儲存和使用比較危險,所以現在用次氯酸鈉溶液,利用CI臭氧的氧化性來達到消毒的效果。這一方法在水中經常生成許多對人體有害的物質,如氯仿等。高濃度的余氯還會對觀光客皮膚的毛發和眼睛造成不良影響。因此氯氣的使用量和使用量一直是游泳館的發展方向。臭氧層具有極強的氧化能力,可快速殺滅水中的細菌、真菌、大桿菌、病毒等致病微生物,并能徹底氧化有機物,達到除味降濁的效果,改善水體的美觀指標,提高水體的物化程度,使水體呈現出令人愉快的蔚藍色。

二是材料和方法。

1.地面游泳池。試驗所用的地面泳池為可充氣地面水池(型號57229)。水槽直徑和高度分別為5.5米和1.2米,容積為21.2m3。

2.臭氧水處理系統。該污水處理系統由臭氧發生器、水泵、砂濾器、射流器、混和器、活性炭過濾器等組成,本實驗采用PEM電解式臭氧發生器(DTPEM800),它的額定臭氧量達到700毫克/小時,功率50W,使用壽命可達8000小時,維修周期可累計400小時。PEM電解法與其它臭氧發生技術(如電暈法)相比較,具有如下特點:(1)結構簡單,沒有空氣壓縮機和干燥器等外設;(2)低壓直流電解技術體積小、噪聲低且安全。泵的功率是120W,揚程是5m(4m3/h)。砂過濾器內裝有直徑0.45~0.55mm的石英砂25kg左右。其收縮角度和擴張角均為8°,喉管直徑12mm,喉管長1mm左右,喉管長1mm。圓筒形混合器長1.5m,直徑0.5m,有效容積0.28m3,其內壁由三層PVC與聚酯纖維網組成,內層以2層PVC膠布壓實而成。直徑2.5毫米的顆粒狀活性炭被裝入活性炭濾芯。將池底的水抽出來,用收集器捕捉粗浮,然后用砂濾器將微細懸濁物清除掉;經過噴嘴后,以負壓方式加入臭氧;且混勻溶解,在混合器內停留3~6min,達到徹底殺菌效果;消毒后的水通過活性炭過濾,除去過多(或自由的)臭氧;處理過的水快速混合于池中。

3.電解鹽水處理系統。鹽電解法水處理系統是由泵、砂濾器、鹽電解反應器等組成。其鹽解反應裝置額定功率為250W,其他設備與臭氧法相同。用集毛器和砂濾器分別從池底抽除水中的粗浮游物和微細懸濁物,在鹽電解反應器中用3000~5000mg/LNaCl的游泳池水中電解后,生產出一定量的次氯酸鈉,處理過的水回到池中,快速攪拌均勻,達到殺菌效果。

臭氧消毒在游泳池水處理中的分析報告(圖1)

三是結果和討論。

1.臭氧水處理系統的工藝條件優化。(1)臭氧用量對滅菌效果的影響。細菌總數在48000~71000/mL之間,大腸埃希菌群數2200~3000個/L。臭氧發生器1、2組運行12h后,池內細菌總數、大腸菌群數均未達到國家標準(標準規定細菌總數≤1000/mL、大腸桿菌群數≤18/L)。3或4組臭氧發生后,經12h臭氧處理池內細菌總數為310個/mL、200個/mL、15個/L,大腸菌群數量達到國家標準。研究表明,該臭氧法水處理系統需選擇3組(在2100mg/h)以上的PEM臭氧發生器。臭氧水接觸反應時間應符合CT≥1.6(C為臭氧濃度(mg/L);T為反應時間,min)。在這個試驗中,在3組臭氧發生裝置啟動情況下,CT值2.1,符合設計要求。而CT值高于1.6,主要是由于自行研制的聚氯乙烯材料制作而成,成本低,設計體積大,適宜延長反應停留時間T。PEM臭氧發生器超過3組時,混合器水中的細菌總數≤91個/mL,未檢出大腸桿菌。由于混煉過程中臭氧濃度較低,混合器內的滅菌效果較大。(2)循環水流量對殺菌效果的影響。隨著循環水量的增加,細菌總數和大腸埃希氏菌的去除率也隨之增加。經12h后,循環流量大于4m3/h,臭氧法處理系統運行12h后,池水中細菌總數≤200,大腸桿菌群數≤15/L,菌落總數≤99%。為了節省能源,該系統最好的循環水流量是4m3/h。(3)活性炭濾池對池水質的影響。活性炭濾器是否被應用于臭氧處理系統中,作為吸附剩余臭氧層的設備,其效果并不顯著。在2種情況下,在12h運行時,池內細菌總數和大腸菌群達到國家標準。而不采用活性炭過濾器時,池水中的氧化還原電位較高(ORP=800~900mV),局部水體臭氧濃度可達0.12mg/L(設計規定不超過0.10mg/L)。所以,活性炭過濾器是臭氧法水處理系統中必不可少的設備之一。

2.臭氧法和鹽電解法的比較。(1)對比殺菌效果。細菌總數在15000~25000/mL之間,大腸埃希菌群數600~800個/L。采用臭氧法處理4h后,使用臭氧法處理的細菌總數和大腸埃希氏菌群數分別為8000個/mL和320個/L,使用鹽電解的分別為14000個/mL和600個/L。實驗證明,臭氧法消毒速度較快,運行初期消毒效果明顯好于電解法。用12h后,用臭氧法和鹽液進行電解處理,細菌總數、大腸菌群均達到標準,2種處理方法均達到了要求。在此過程中,電解鹽產生的次氯酸鈉不斷累積,濃度逐漸升高,殺菌效果增強。(2)處理后水質理化指標比較。相對于初期水質,臭氧消毒對地面游泳池水中的余氯、ORP、pH值等影響較小,但鹽電解法的影響較大,水池中余氯、ORP、pH值顯著升高。盡管以上指標仍在國家標準允許范圍內,但余氯含量明顯增加,對游泳運動員的身體健康不利。相對來說,臭氧法在游泳池水處理方面更安全。但是,經過臭氧消毒后的余氯和臭氧殘留可以忽略,屬于無殘留保護消毒方法;用鹽電解法處理后,水中的余氯含量很高,屬于有剩余的保護消毒方法。因此,臭氧處理后,池水中細菌的生長速率可能高于氯消毒。依據該試驗結果,推薦臭氧水處理系統的運行周期為12h/d。(3)比較運行費。臭氧法水處理系統投資費用一般比鹽電解法高2~3倍,比較了電暈法和電解鹽電解反應器在標準池中的應用效果。試驗中所用的PEM電解臭氧發生器,與電暈法臭氧發生器相比,減少了空氣壓縮機、干燥器等周邊設備,結構簡單,成本低。所以,這套臭氧水處理系統投資費用估計在文獻報道的最低限度上,也就是電解鹽方法的2倍。

結果表明,臭氧處理后游泳池水中各項理化指標變化不大,而鹽電解法處理后,池水的余氯、ORP、pH值顯著上升。臭氧法水處理系統運行費用明顯低于鹽電解法。


脫硝臭氧發生器