净水厂臭氧系统的设计与安装调试

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1、净水厂臭氧系统的设计与安装调试黄年龙廖凤京提要:　在给水深度处理工艺中臭氧系统得到越来越多的应用。介绍了臭氧系统中前(预)臭氧接触氧化、后臭氧接触氧化、臭氧发生系统、臭氧气源、尾气破坏系统、系统控制等的设计，以及安装调试要点。关键词:　臭氧　设计　安装　调试　接触时间　投加量　　　　随着居民生活水平的不断提高和健康条件的日益改善，饮用水水质标准要求亦愈来愈高，常规的絮凝、沉淀、过滤、消毒净水工艺，已难以满足水质不断提高的要求，有必要在现有常规处理工艺的基础上，再增加水质深度处理。　　臭氧氧化+活性炭过滤的水质深

2、度处理工艺，已在深圳、上海、昆明、常州等城市逐步实施。在臭氧活性炭工艺中，臭氧系统是其重要的组成部分，它的配置直接影响着净水效果与运行成本。1　臭氧的作用　　臭氧（O3）是氧（O2）的同素异形体，是一种很强的氧化剂和消毒剂。臭氧是由3个氧原子成等腰三角形构成，密度为2.144kg/m3，它在水中的溶解度是氧气的10多倍。臭氧的氧化能力很强，其氧化还原电位为2.08V，远远高于水厂常用的消毒剂液氯（氧化还原电位为1.36V）。　　臭氧在给水净化工艺中的主要作用有：前（预）氧化和后氧化。　　在前（预）氧化工艺中，臭

3、氧的作用主要有：去除臭和味、色度、铁、锰以及重金属和藻类，使水中胶体微粒脱稳，改善絮凝效果，减少混凝剂的投加量，并可去除THM等三致物质的母体物，减少水中三致物质的含量，可将大分子有机物氧化为小分子有机物，氧化无机物质如氰化物、碳化物、硝化物。　　在后氧化工艺中，臭氧一般与活性炭联合使用，其作用主要有：杀死细菌和病毒；氧化有机物，如杀虫剂、清洁剂、苯酚等；去除DOC；氧化分解螯合物，如EDTA和NTA等。　　臭氧投入水中后，与有机物的反应分为直接反应和间接反应。直接反应是臭氧直接氧化水中有机物，它是有选择性的，

4、它的反应速度较慢；间接反应，臭氧是通过水中形成的·OH自由基氧化有机物，它是没有选择性的，它的反应速度很快。2　臭氧系统的设计　　在给水净化工艺中，臭氧系统一般由前（预）臭氧接触氧化、后臭氧接触氧化、臭氧发生系统、臭氧气源、尾气破坏系统、PLC等几部分组成。2.1　前（预）臭氧接触氧化　　前（预）臭氧接触氧化的臭氧投加量很少，一般为0.5～1.5mg/L。且反应时间短，一般为2～4min，反应速度快，水中余臭氧一般为零或很少。　　前（预）臭氧接触氧化系统的被处理水一般为原水，水中含有一定数量的杂质，因此其扩散装

5、置必须能够防止被原水中的杂质堵塞，一般采用静态混合器或射流扩散器。静态混合器需要消耗0.5～1m的水头，因此它适用于原水水头有富余的场合。射流扩散器不消耗原水水头，但它需增加部分动力设备，提升少量的原水（1.2～1.6m3/kgO3）与臭氧混合，从而提高臭氧的转移效率。　　前（预）臭氧接触氧化系统一般在每条流程线前端设1个投加点，有效水深一般为6m。2.2　后臭氧接触氧化　　后臭氧接触氧化的反应速度慢，反应时间一般不小于10min。臭氧投加量一般为1.5～2.5mg/L，水中余臭氧为0.2～0.4mg/L。有效

6、水深也为6m。　　后臭氧接触氧化系统的被处理水一般为砂滤后水，水质较清，不含杂质，因此其扩散装置一般均采用微孔布气帽（盘）。微孔布气帽（盘）不消耗动力，价格便宜，臭氧转移效率高。　　后臭氧接触氧化系统一般每条流程线设2～3个投加点。　　当采用2点投加时，各点臭氧投加比例顺水流方向依次为总投加量的80%～50%，20%～50%；2个投加点臭氧接触时间分别为总时间的50%。　　当采用3点投加时，各点臭氧投加比例顺水流方向依次为总投加量的80%～40%，10%～30%，10%～30%；3个投加点臭氧接触时间，顺水流方

7、向依次为总时间的30%，30%，40%。2.3　臭氧发生系统　　臭氧是氧分子通过高压放电区时，被高电位电场电离而变成氧原子，一个氧原子与一个氧分子再结合，形成O3（臭氧）。　　臭氧发生器的臭氧产量与质量分数，随着供气压力的增高而降低，其最佳工作压力一般为0.12～0.13MPa。　　臭氧质量分数低，臭氧发生器的能耗也低，但臭氧发生所消耗的氧气量则增加；臭氧质量分数高，臭氧发生器的能耗也高，但臭氧发生所消耗的氧气量则减少。因此究竟选用多大的臭氧质量分数，设计时应根据当地的电价和氧气价格，进行总能耗比较后才能确定。

8、　　臭氧发生器的备用率一般应大于30%，备用的方式有设备台数备用（硬备用）与设备发生能力备用（软备用）两种。2.4　臭氧的气源　　臭氧发生器的气源可以是：空气、液态氧（LOX）、气态氧。　　空气制臭氧，臭氧发生设备投资高，运行电耗高，臭氧产量与质量分数低，臭氧质量分数一般在3%～4%，生产1kgO3耗电量在23～25kW·h。　　液态氧（LOX）制臭氧，臭氧发生设备投资低，运行电耗也低