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游泳池水臭氧消毒系統(tǒng)設計
范懋功
《游泳池給水排水設計規(guī)范》(CECS14：89)中僅提到游泳池水可采用臭氧消毒方法，但對臭氧消毒系統(tǒng)的設計未作具體規(guī)定。本文根據(jù)國外有關資料介紹如何確定游泳池水臭氧消毒系統(tǒng)的大小。
CT值是臭氧消毒系統(tǒng)的主要設計參數(shù)，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(huán)保局(EPA)和職業(yè)安全衛(wèi)生管理局(OSHA)根據(jù)試驗結果，發(fā)表了飲用水的臭氧消毒系統(tǒng)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(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)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(huán)水經(jīng)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(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(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。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%，可保證臭氧在進入主管線前有足夠的傳質效率和足夠的接觸時間。
用臭氧作為主要消毒劑時CT值采用1.6(0.4mg/L×4min)來確定臭氧系統(tǒng)的大小。根據(jù)商業(yè)游泳池50～60年來的運行經(jīng)驗，在這樣的系統(tǒng)中用ORP控制器可正確控制池水中臭氧濃度。當臭氧發(fā)生器產(chǎn)氣中臭氧重量濃度等于4%～6%時，ORP控制值為850mV。系統(tǒng)中應有2套ORP監(jiān)控裝置。第一套ORP控制器的探頭裝在旁流管上即在反應罐的出水管上，控制臭氧系統(tǒng)的交替開停，使臭氧投加量與游泳人數(shù)一致。第二套ORP控制器的探頭裝在主管上，即在主管與旁流管連接處之后，當游泳池水循環(huán)系統(tǒng)的回水管中臭氧濃度過高時關閉臭氧發(fā)生器而提供安全保證。上述濃度是指在加輔助氧化劑之前的濃度(加氯量為0.2mg/L～0.5mg/L)。
由于旁流水流回主管后至少被稀釋4倍，系統(tǒng)中剩余臭氧濃度任何時候都不會超過0.1mg/
L，僅有極少量臭氧流到游泳池中或放出剩余臭氧，符合OSHA規(guī)定室內游泳池水面上剩余臭氧濃度為0.1mg/L的要求。為了保證安全，在游泳池和水處理設備間應安裝臭氧監(jiān)測儀。
射流器尺寸可根據(jù)旁流水流量，進出水壓力和臭氧發(fā)生裝置所需的空氣流量計算確定。
按下式確定臭氧發(fā)生器的大�。撼粞醢l(fā)生器產(chǎn)量(g/h)=循環(huán)水流量(m3/h)×臭氧投加濃度(g/m3)。例如容積為380m3的游泳池，臭氧投加量為0.4mg/L(g/m3)，游泳池水循環(huán)周期采用6h，循環(huán)水流量為380/6
≈63m3/h，則臭氧發(fā)生器的最小產(chǎn)量應為63×0.4=25.2g/h。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，因此設計反應罐時應消除水的短路，保證水在罐內有一定的停留時間。為了使臭氧在水中的溶解度高，含臭氧的水從反應罐上側進罐，下側出水。反應罐上部的排氣閥應與臭氧破壞裝置連接使在進入大氣前除去未溶解的臭氧。反應罐的容積按下式確定：
反應罐容積(m3)=循環(huán)水流量(m3/h)×旁流水百分比(%)×反應時間(h)。例如380m3
游泳池池水循環(huán)周期采用6h，循環(huán)水流量為63m3/h，旁流水流量為循環(huán)水流量的25%，接觸時間4min，則反應罐最小容積為63×0.25×0.067=1.05m3。
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(fā)生器產(chǎn)氣中臭氧濃度越高，水中飽和濃度也越高，溶解臭氧的傳質平衡濃度也越高，消毒性能越好。在選擇臭氧發(fā)生器時應考慮到這一點。
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