臭氧在游泳池中的运用

摘要：对用户而言，采用臭氧水处理系统是为了使游泳池水质达到一个较高的水平，是否能达到使用要求取决于几个方面的因素：是否为逆流式循环、过滤系统设计是否合理、臭氧发生器是否先进、臭氧发生器是否可*、臭氧水处理系统的性能价格比、售后服务是否及时、收费多少、口碑如何、厂家是否有游泳池臭氧水处理经验等。

关键词：臭氧发生器游泳池水处理优点臭氧投加

1.游泳池使用臭氧的优点

◆臭氧及其二次产物(如羟基)具有最强的杀菌性及灭活病毒的作用，可有效防止传染性疾病的蔓延，实验证明，同样浓度的臭氧杀灭细菌和病毒的效果是氯的600-3000倍。在臭氧浓度为1mg/L时，粪型大肠杆菌的灭活只需要5秒，用同样浓度的氯要达到同样的效果需要15000秒。

◆臭氧是国际公认的环保型绿色杀菌剂，不会对环境造成任何

二次污染，而氯制剂会与水中的有机物反应生成多种氯代有机化合物，如三氯甲烷、氯仿等，这些物质均为公认的致癌致突变物。当人游泳时，这些有毒物质会被人体所吸收（在水中人体每小时可吸收

500毫升水）。水中的氯代有机化合物还会刺激人的眼睛及皮肤，从而引发红眼及皮疹。

◆从水中蒸发出来的氯代有机化合物以及氯气等有毒气体，损

害人的呼吸器官，损害人的呼吸器官，而使用臭氧则完全不会产生此种问题。

◆加氯所产生的酸性物质严重腐蚀水处理系统及馆内设备和结构如网架、暖气等。

◆臭氧是最强的氧化剂，可有效分解水中的腐植质，氧化水中的铁、锰离子，分解水中散射光线的微小有机体，从而大大提高水的清澈度,使水呈现出美丽的蓝色，而氯制剂则无此效果。为使水呈蓝色，使用氯制剂的泳池，往往需加入铜盐，对人极为有害。

2.臭氧的产生方式

一般常用两种方法制备臭氧：紫外线辐射法和电晕放电法。紫外线发生器用于较小的水量，比较简单和经济，但浓度较低，不超过

0.1％；产量有限，一般仅为几克/小时，效率也很低，仅适用于按

摩池等小型游泳池。电晕放电法臭氧发生器的效率较高、臭氧浓度及

产量也大，对于每小时循环流量在10吨以上的游泳池，应采用此类臭氧发生器。

2.1紫外线臭氧发生器

小型游泳池和浴池可用紫外灯式臭氧发生器。通过用波长低于200nm的紫外线照射普通空气产生臭氧。当足够的紫外线能量加给

氧分子，氧分子就分裂为两个自由的单原子氧，这些单原子与其它氧分子碰撞产生臭氧分子。臭氧发生器的产率由以下几个因素而定：紫外线的能量和波长，紫外线灯周围的空间，温度，湿度，以及空气中的氧气含量和通过发生器的空气流的体积。

2.2电晕放电法臭氧发生器

电晕放电法是将干燥的氧气或空气通过放电间隙，在高能电磁场下，氧气被电离成氧原子，氧原子与氧分子碰撞形成臭氧。其产率与氧的浓度、气体干燥度、电源频率、介电材料的厚度、介电常数等有

直接联系。臭氧的发生效率与气体的干燥度成正比,与气体中的氧浓度成正比，与电源频率成正比,与放电间隙成反比,与介电层厚度成反比.

传统的泳池水处理臭氧消毒法有以下特征：

◆臭氧的投加量在0.8-1.0mg/1;

◆必须有较大容积的臭氧反应器，以保证臭氧与水的接触反应时间不小于2分钟；

◆保证臭氧与水反应后，水中剩余臭氧浓度不小于0.4mg/1；

◆在进入水池前利用活性炭脱除全部剩余臭氧；

◆臭氧消毒后，投加氯消毒剂，使余氯达到0.3-0.6mg/1。

在实际应用当中，上述方法存在如下问题：

◆臭氧利用率问题；传统的泳池臭氧消毒工艺需要把剩余臭氧脱除。规范要求臭氧投加浓度在1.0mg/l左右，剩余臭氧浓度大于

0.4mg/l，这些剩余的0.4mg/l臭氧未被利用就被脱除了，等于被利用的臭氧只有0.５mg/l左右，其余的臭氧被浪费掉了。而且，将

臭氧脱除后，还需要再加氯作为长效消毒剂。

◆基建投资问题:按传统游泳池循环水臭氧消毒方法，臭氧与水的接触时间最好在3分钟以上,如果以最短接触时间2分钟计，对于一个标准池来说(2400m3左右)，水处理循环流量为400m3/h，2分钟流量为13.3m3。按照要求,活性炭滤罐的滤速为30m/h,这就需要一个过滤面积为13.3 m3的活性炭滤罐,这将大大增加机房的面积,同时臭氧系统的造价会增加30%以上.

实际上，如果不脱除臭氧，这些问题有可能得到解决。因此，国内外都有许多单位对此方法进行了研究和应用。

3.影响臭氧发生器技术水平及质量的几个主要因素：

3.1 气源

气体的性质（高浓度氧或空气）及干燥度对臭氧发生器的效率

及性能有着重要的影响。气源中含有的水气及微粒应被去除到最少，存在于气源中的杂质会沉积在电极表面影响放电。源气中的水气会导致两个严重的问题。第一，将会造成臭氧产量急剧下降，第二，空气中的一小部分氮将被氧化溶解在水气中形成硝酸对设备造成腐蚀。源

气的露点应保持在-60℃以下以防止这类事情的发生。

使用空气作气源时，臭氧产率随浓度的上升快速下降，例如，当臭氧浓度为13g/m3时（1.1%重量比），每度电能产生35克的臭氧，当臭氧浓度为20g/m3时，每度电只能产生28克左右臭氧。如要达到50g/m3的浓度，几乎无产量。因而采用空气作气源时，往往采用10-20g/m3左右的臭氧浓度（1-1.5％重量比）。

以下几个原因使得采用高浓度氧气作为气源成为首选:第一，高浓度氧气的生产工艺保证了气源的纯净和低露点----可轻松达到

-60℃以下。第二，高浓度氧气大幅度提高臭氧发生器的效率和性能，例如，采用高浓度氧气（92％）时，当臭氧浓度为50g/m3时（这

样的浓度是空气法无法达到的），一个设计优良的臭氧发生器，每度电能产生100克以上的臭氧。第三，研究表明，臭氧的溶解度符合亨利定律。这意味着臭氧的浓度越高，臭氧的溶解效率也就越高。将臭氧浓度从1%提高到4-6%，同样的剂量可以使更多地臭氧溶解在水中而且同时相应的提高处理效果。第四，高浓度臭氧气使得需要溶解的气体体积减少到空气法的1/5,加压泵功耗中有空气法臭氧的1/5。第五，氧气制备系统提供的清洁环境可增加臭氧放电组件的使

用寿命，并相应地减少系统的维护费用。现代一般采用分子筛变压吸附法制取高浓度氧气。

3.2 放电电源

臭氧由于是在高能电磁场下形成的，因而需要有外界提供相应的能量，这就是臭氧放电电源，电源频率的提高可减少设备体积，降低放电电压，提高系统的安全性和可*性，但中高频电源的应用需要电力半导体技术做支撑。臭氧在应用之初,使用的是工频电源,设备体积庞大。随着电力半导体技术的飞速发展,中高频臭氧发生器电源的可*性得到大幅度的提高，目前国际上先进臭氧发生器厂家在大功率臭氧发生器上普遍采用了中高频电源(大于400Hz)。在小型臭氧发生器也有采用工频电源的。

3.3 臭氧发生筒

臭氧发生筒是臭氧发生器的核心元件之一，也是故障高发区。它影响到臭氧发生器的放电电压、效率及可*性，因而国际通行的标准是生产厂家对臭氧发生筒保修3年。由于臭氧发生器生产厂家的其

它部件大多为外购（如控制及电器元件），因而臭氧发生筒的性能是衡量臭氧发生器生产厂商研发能力的重要标志。

3.4 控制及电器元件