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臭氧**在二次供水工程中的应用

臭氧**在二次供水工程中的应用

臭氧作为一种强氧化剂，在许多领域得到了广泛的应用，在净水工艺中也有悠久的应用历史，几乎与*常用的氯**同时被采用。但由于臭氧**系统设备复杂，投资大，耗电量高，以前只在少数几个发达国家得以采用。自20世纪90年代起，由于怀疑水中的有机物与氯**发生反应后形成的三氯甲烷具有致癌性，许多国家也逐渐对臭氧**产生了兴趣，加大了研究力度，并逐步在饮用水处理系统中采用或增设了臭氧处理工艺。在我国，臭氧**总的来说是处在起步阶段，尤其是在水厂净水处理工艺中，但在区域二次供水工程中，臭氧**得到了应用，积累了一定经验。

一: 臭氧生产原理

臭氧是一种强氧化剂，比氯具有更高的活性和氧化能力，很不稳定，不易储存。因此臭氧应根据需要就地生产。生产原理是：在一定的能量下，将O2分裂成O，再重新组成O3，化学方程式是：3O2≒2O3。目前生产臭氧的方法有：紫外线照射法、电解法、放射化学法、无声放电法，其中*经济、普及*广的是无声放电法，就是在放电器（即常见的臭氧发生器）通入空气或氧气，转换成臭氧排出。

二:臭氧**特性

2.1 **速度快、效果好。试验结果表明，在0.45mg/L臭氧作用下，经过2分钟脊髓灰质炎病毒即死亡；如用氯**，则剂量为2mg/L时需经过3小时。臭氧不仅对全部病原菌、荧光菌、变形菌、灵菌等微生物均可快速杀灭，而且对某些普通**剂呈抗药性的微生物也有十分显着的**效果。同时臭氧**几乎不受pH的影响。 2.2 可去除有机物。臭氧可去除水中的多种有机物，特别是有毒有害的微量污染物，并能使非生物降解物变为生物降解物，大大降低处理成本。 2.3 可除臭、脱色。臭氧能有效去除多种藻类引起的臭和土臭、霉臭，对某些胶态物质和有机物产生的颜色的去除也十分有效。 2.4 水中的残留物少，产生的附加化学污染物少。臭氧使水中的污染物通过氧化变成气体或沉淀去除，它本身则被还原为氧离子而结合于挥发物或沉淀物中，或与H2O、H＋结合，因而水中的残留物很少；并且不会产生如氯酚那样的臭味，也不会产生三氯甲烷等氯**的**副产物。 2.5 臭氧可就地制造，只需电能。 2.6 环保\无残留\无二次污染。臭氧的持续性**能力较差在一定程度上限制了其在净水厂的使用普及，但是在区域二次供水工程中，由于距离用户终端比较近，饮用水流通周转快，在蓄水设施中停留时间短，**后的水很快输送到用户，对持续性**要求不高，因此，受到了一些对饮水质量要求高的用户的欢迎。以济宁市为例，目前在二次供水工程中使用臭氧**的有11家，对臭氧**效果均很满意。下面以山东里能集团舜泰园小区为例，介绍一下臭氧**应用情况。

三: 工程实例

3.1工程概况山东里能集团舜泰园小区位于济宁市琵琶山路与327国道交汇处，是**小高层住宅区，区内均为12层建筑，人口5400人。小区供水采用二次加压供水方式，即把市政给水管道的水输送到清水池，然后通过水泵加压，把清水池内的水输送到区内管网。二次供水工程包括清水池、加压泵房、**室和变配电室。其中清水池分两格，一格为生活水池，200m3

，一格为消防水池，300m3，生活水池与消防水池互为独立；加压泵房设计了6台立式离心泵，其中2台生活泵，4台消防泵；**室安装了**设备；变配电室内置控制设备。3.2 **方案选择我们设计了3套**方案：氯**，二氧化氯**，臭氧**。各方案优缺点见下表。通过比较，并考虑到**住宅小区对水质要求较高，水在清水池中停留时间不长（对持续性**要求不高），且电力供应方便，故选择臭氧**方案。尤其作为可疑的或疑似的致癌物质，自来水中的三氯甲烷等有机氯化物已越来越引起人们关注的情况下，臭氧**工艺是一个理想的选择。3.3 臭氧**工艺设计（1）工艺流程由空气（或氧气）通过臭氧发生器生成的臭氧，通过水射器与水混合，接着进入清水池进行充分的接触混合与反应，然后由水泵输送至小区管网。（2）气源气源的选择要结合臭氧发生量、场地条件、能耗、运行管理、维护等因素综合考��。臭氧发生器的气源为空气和氧气。采用空气为气源时，由于空气中含有较高的水分和灰尘，不仅影响臭氧的产量，而且会破坏介电体，因此需对空气进行除尘和脱水干燥，但省去了气源费用。以氧气为气源时，相比空气气源，耗电量小，节省动力费用，占地少，但购买氧气也增加了运行成本，并且需经常更换氧气瓶，日常管理麻烦。考虑到电力供应充足，**间比较宽敞，工程选用空气为气源。（3)臭氧投加量臭氧的**效果主要取决于水中臭氧的含量、臭氧气体在水中的分散程度（即混合是否均匀、充分）、臭氧与水接触的时间。水中臭氧的浓度含量越高，**的效果就越好，但并不是投加量越多越好，多了不但造成浪费，而且有可能在用户使用的时候，带来身体不适感。一般取0.5～1.5mg/L，本工程取1.0 mg/L，为了减少投加时间，投加量定为180g/h。（4）投加混合方式常用的投加混合方式一般有三种：1.采用固定螺旋管道混合器，把其安装在清水池的进水管上，臭氧与水在混合器混合后进入清水池；2.采用射流器（水射器），这是一种比较常用的气水混合装置，可安装在清水池进水管上，直接利用进水管内的压力进行水气混合，然后进入清水池，或者从水泵总出水管接一条管道，进入射流器与臭氧混合后进入水池，而不必通过进水管。3.采用臭氧接触氧化塔或接触氧化池。水进入接触塔或接触池与臭氧混合后，再进入清水池。方式1与方式2简化了工程设计，占地面积少，成本低，方式3虽然占地面积大，成本高，但混合效果好。可根据经济条件、场地、水质状况进行选用，也可相互配合使用。本工程采用方式2，从水泵总出水管接一条管道，进**水混合，投加点在清水池底部，我们特别设计了一组呈放射状的接触混合管，每个管上留有许多小孔，以便与水充分混合。（5）投加时间的控制理论上讲，应该24小时连续投加臭氧，这样能保持持续**作用，水质不至于二次污染恶化。但以往臭氧**应用经验表明，这样不仅浪费，有可能到用户终端臭氧浓度过高，吸入人体后不利于健康。只要能保证充足的接触时间，**效果就会理想。设计每天投加次数6次，平均每4h一次，每次1h。（6）设备选择选用空气型高频臭氧发生器，臭氧产量180g/h，额定功率2.7Kw。设备包括空压机、冷却器、过滤器、干燥器、臭氧发生器。 3.4使用效果及存在的问题自工程投入使用以来，臭氧发生器运行稳定，**效果比较理想，没有一次水质二次污染事故发生，居民反映良好。根据多次取水样化验，水质无恶化情况，个别指标甚至优于出厂水水质。但在使用过程中，存在的问题有：（1）虽然干燥的和水溶液中的臭氧腐蚀性稍弱，但在潮湿的环境里臭氧的腐蚀性比较强。由于**室建于地下，采光不好，室内潮湿，一旦臭氧泄漏，对室内的管道、设备就会产生一定的腐蚀。为此后来采用排风扇强制通风，对管道、设备采取了防腐措施。（2）尾气处置。臭氧与水在水池中混合后，会有一定的剩余臭氧从水中逸出，通过水池通气管排到空气中。由于空气中一定浓度的臭氧对人的机体有害，一般情况下不允许直接排放。但由于尾气处置通常采用的回用法、加热分解法、化学消减法、催化分解法能耗大、费用高，对于本工程来说不太适合。好在本工程的尾气量很小，且清水池所在位置地面开阔，易于空气流通，采用稀释法来处置，即直接排出，利用环境空气稀释。（3）空气型臭氧发生器噪音稍大。

四: 结语

臭氧由于其独特的杀毒特性，在二次供水工程实践中使用效果比较理想。但目前在我国给水工程中臭氧**还没有国家标准和行业标准，比如投加量、接触时间、投加方式、尾气处置等问题没有一个明确统一的标准，设计人员多是凭着经验或厂家的说明书来设计，这在一定程度上制约了臭氧**的普及。希望行业主管部门或协会加强指导，科研单位和生产厂家增加投入，加大研究力度，比如降低噪音、减少能耗、确立合理的投加指标，只有这样，臭氧**的使用才会有一个美好的前景。

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