臭氧發(fā)生器在泳池中的作用
（一）、臭氧在泳池行業(yè)中的應(yīng)用
臭氧被證明是水處理過(guò)程中除氟以外自然界中 很強(qiáng)的氧化劑之一，它首先能以比氯高出百倍的反應(yīng)速度分解有機(jī)物，防止氯與尿素化合成氯胺，又能氧化 THM 的前驅(qū)物（ Precursor ），而使 THM 大大降低。此外，臭氧分解后在水中形成的羥基能夠使多價(jià)金屬離子水解成膠體化合物，通過(guò)砂濾器而被過(guò)濾掉，這不僅使水的感觀得到改進(jìn)，尤其是水中有機(jī)物被氧化分解，后又被過(guò)濾去除，因此即使為了防止交叉感染，泳池中還需保持 0.5mg/L 左右余氯，氯劑的投加量大為降低，一般只為單獨(dú)使用氯劑的 15~20% 。經(jīng)驗(yàn)證明，返回泳池水中的殘留臭氧低于 0.15mg/L 時(shí) , 并不會(huì)造成任何不利影響 , 即使長(zhǎng)期游泳也不致產(chǎn)生健康危害 , 西方工業(yè)國(guó)家尤其是歐洲 , 不僅普遍接受了這一事實(shí) , 在約 30,000 個(gè)泳池中使用臭氧 , 并進(jìn)一步發(fā)展傳統(tǒng)的德國(guó)標(biāo)準(zhǔn) , 實(shí)現(xiàn)了完全取消氯劑的殺菌技術(shù)。這一技術(shù)主要在法國(guó)及一些非德語(yǔ)國(guó)家推廣應(yīng)用達(dá) 30 多年，積累了大量有益的經(jīng)驗(yàn)，并為臭氧處理池水技術(shù)的發(fā)展提供了系統(tǒng)、實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)。美洲國(guó)家，包括美國(guó)近年來(lái)已注意到這一情況，開始大量采用臭氧技術(shù)。我國(guó)游泳運(yùn)動(dòng)發(fā)展得較晚，泳池的建設(shè)規(guī)模較小，臭氧技術(shù)應(yīng)用不多。近期，隨著對(duì)外開放，一些舉行正式或國(guó)際比賽的泳池已按國(guó)家規(guī)定或規(guī)范設(shè)置臭氧處理裝置。此外，一些公眾性泳池、高檔賓館、小區(qū)的泳池也都提出了采用臭氧技術(shù)的要求。
（二）、泳池水 - 臭氧消毒系統(tǒng)設(shè)計(jì)
■  CT 值是臭氧消毒系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù) :
其中 C 代表臭氧濃度，以 mg/L 計(jì)； T 代表接觸時(shí)間，以   min 計(jì)；兩者的積 CT 值表示消毒過(guò)程的有效性。例如臭氧濃度為 0.4mg/L ，接觸時(shí)間為 4min   時(shí)的 CT 值等于 1.6 。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) 很少 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(guò)濾后加臭氧消毒。因此 CT 值采用 1.6 來(lái)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(shí)間為 3.5min ～ 4min ，此時(shí)作為輔助消毒的加氯量可減少 65% 。當(dāng)氯作為主要消毒劑而臭氧作為精處理消毒劑時(shí)， CT   值可小于 0.8 ，臭氧濃度小于 0.5mg/L ，接觸時(shí)間小于 1min 。
■  臭氧與水混合的氧化反應(yīng) :
通常用裝在旁流管上的射流器把臭氧導(dǎo)入水中，為了保證射流器的進(jìn)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(cè)進(jìn)入反應(yīng)罐充分接觸后從下側(cè)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(yīng)。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(jìn)入主管線前有足夠的傳質(zhì)效率和足夠的接觸時(shí)間。北京同林臭氧一般建議采用支路投加法。
■  按下式確定臭氧發(fā)生器的大小 :
臭氧發(fā)生器產(chǎn)量（ g/h ） =   循環(huán)水流量（ m3/h ） ×   臭氧投加濃度（ g/m3 ）。反應(yīng)罐用來(lái)使水中無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物被溶解的臭氧氧化并進(jìn)行消毒殺菌，反應(yīng)罐上部的排氣閥應(yīng)與臭氧破壞裝置連接使在進(jìn)入大氣前除去未溶解的臭氧。
反應(yīng)罐的容積按下式確定：
反應(yīng)罐容積（ m3 ） =   循環(huán)水流量（ m3/h ） ×   旁流水百分比（ % ） ×   反應(yīng)時(shí)間（ h ）。
在游泳池水溫度范圍內(nèi)，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(zhì)平衡濃度也越高，消毒性能越好。在選擇臭氧發(fā)生器時(shí)應(yīng)考慮到這一點(diǎn)。
（三）、臭氧消毒在游泳池水處理中的優(yōu)點(diǎn)
自從 1840 年由 SCHOEMBEIM 發(fā)現(xiàn)臭氧以來(lái)，其應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)一段歷史了。臭氧作為僅次于氟的強(qiáng)氧化劑和高效廣譜殺菌劑已被廣泛地應(yīng)用于游泳池的水處理消毒系統(tǒng)中。伴隨著人們環(huán)保意識(shí)和健康意識(shí)的提高，生產(chǎn)工藝的改進(jìn)以及生產(chǎn)成本的降低，采用臭氧消毒方式的游泳池正逐步取代氯消毒方式的游泳池并被人們所接受。當(dāng)前，歐洲和北美的公共游泳池全部采用臭氧消毒方式，美國(guó)超過(guò) 50 萬(wàn)個(gè)以上，歐洲普遍使用。我國(guó)香港已于 1997 年將所有公共游泳池改造成臭氧消毒方式，而在國(guó)內(nèi)，自 1990 亞運(yùn)會(huì)的康樂(lè)宮開始，眾多的大型公眾游泳池、水上樂(lè)園和健身休閑會(huì)所的游泳池及 SPA 都采用了臭氧消毒的方式，臭氧消毒游泳池正從貴族化走向大眾。
■ 強(qiáng)的殺菌劑。
臭氧是一種非常活潑，且氧化能力極強(qiáng)的氧化劑，是自然界中已知的可利用的很強(qiáng)的氧化劑之一，主要依靠其強(qiáng)大的氧化作用而殺菌。臭氧及其二次產(chǎn)物 ( 如羥基 ) 具有很強(qiáng)的殺菌性及滅活病毒的作用，是一種非常強(qiáng)的廣譜殺菌劑。它能氧化分解細(xì)菌的葡萄糖氧化酶、脫氫氧化酶，還可直接與細(xì)菌發(fā)生作用，導(dǎo)致細(xì)菌物質(zhì)代謝的氧化還原過(guò)程被破壞，從而破壞了細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖過(guò)程，造成細(xì)菌的死亡。它的殺菌作用迅速，通常在幾秒鐘內(nèi)即可有效地殺死水中的細(xì)菌、病毒、芽孢及蟲卵，可有效防止傳染性疾病的蔓延。實(shí)驗(yàn)證明，同樣濃度的臭氧殺滅細(xì)菌和病毒的效果是氯的 600-3000 倍。在臭氧濃度為 1mg/l 時(shí)，糞型大腸桿菌的滅活只需要 5 秒，用同樣濃度的氯要達(dá)到同樣的效果需要 15000 秒。對(duì)抗氯性強(qiáng)的芽孢和Ｆ噬菌體的迅速殺滅尤為重要，對(duì)氯所無(wú)能為力的病毒如 ADIS ，紅眼病毒等可以徹底的殺滅。
■  環(huán)保型綠色殺菌劑。
臭氧是國(guó)際公認(rèn)的環(huán)保型綠色殺菌劑，對(duì)游泳池循環(huán)水臭氧消毒的過(guò)程是個(gè)完全的氧化過(guò)程，的產(chǎn)物就是溶解氧，不會(huì)增加水中的有害物質(zhì)和含鹽量，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何二次污染。傳統(tǒng)的游泳池氯消毒方式要達(dá)到殺菌的目的，需投加較大量的含氯消毒劑，而氯制劑會(huì)與水中的有機(jī)物反應(yīng)生成多種氯代有機(jī)化合物，如三氯甲烷、氯仿等，這些物質(zhì)均為公認(rèn)的致癌致突變物。
■  提升健康舒適度。
游泳池采用氯消毒，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，從水中蒸發(fā)出來(lái)的氯代有機(jī)化合物以及氯氣等有毒氣體，聚集在泳池上方不易散去，損害人的呼吸器官，置身其間的人們會(huì)聞到刺鼻的氯味，胸肺會(huì)感不適；同時(shí)，這些有毒物質(zhì)會(huì)被人體所吸收（在水中人體每小時(shí)可吸收 500 毫升水），游泳過(guò)程中眼睛會(huì)有刺激感并會(huì)造成充血發(fā)紅；長(zhǎng)期游泳的人們會(huì)發(fā)覺(jué)毛發(fā)變黃變脆，皮膚逐漸變得粗糙等等，嚴(yán)重影響人們的身體健康。在游泳池水處理中采用臭氧消毒，消除了氯氨化合物的形成，可以從根本上避免像三鹵甲烷（ＴＨＭＳ）這樣令人厭惡的致癌鹵代有機(jī)物的產(chǎn)生。正是這些氯氨化合物會(huì)刺激游泳者和運(yùn)動(dòng)員的皮膚、眼睛、呼吸道，游泳時(shí)的紅眼及皮診即由此產(chǎn)生，它對(duì)頭發(fā)也有著漂白的作用。而使用臭氧消毒的游泳池則完全不會(huì)產(chǎn)生此種問(wèn)題，游泳鍛煉的人們可舒適無(wú)憂。在處理過(guò)程中，回到游泳池的水殘余臭氧不會(huì)超過(guò)安全界限，還可以對(duì)空氣進(jìn)行殺菌凈化，使室內(nèi)空氣清新舒適。
■  降解去除水中的污染物。
根據(jù)北京市衛(wèi)生防疫站的有關(guān)資料，氯消毒泳池中有機(jī)物特別是氨氮（尿素）含量超出正常標(biāo)準(zhǔn)若干倍，水易變質(zhì)。之所以如此，是因?yàn)檫^(guò)濾不能去除溶解性的有機(jī)物，而氯根本無(wú)法分解氨氮等有機(jī)物。而臭氧消毒系統(tǒng)中由于臭氧具有的強(qiáng)氧化性，使其可以與水中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，可有效分解水中的腐植質(zhì)，分解水中散射光線的微小有機(jī)體，能阻止有機(jī)污物的積累，可改善水質(zhì)、脫色，并可氧化水中的鐵、錳離子，從而降解污染物達(dá)到凈化水質(zhì)的效果，從而大大提高了水的感觀度和清澈度，使池水呈現(xiàn)出美麗的淺藍(lán)色。水質(zhì)完全符合國(guó)際泳聯(lián)及國(guó)際衛(wèi)生組織的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。而氯制劑則無(wú)此效果。
■  大大減少藥劑消耗。
采用氯消毒時(shí)，由于氯制劑的加入，必然會(huì)導(dǎo)致水的 pH 值的改變，使人感到不適，因而需加入大量的堿性或酸性藥劑予以中和。高溫及客流量大時(shí)，水質(zhì)往往不佳，此時(shí)，氯制劑則更需大量投加，而臭氧是中性物質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生此種問(wèn)題。臭氧能確保大客流量及高溫季節(jié)時(shí)水質(zhì)的穩(wěn)定性。但由于臭氧的半衰期很短，不能長(zhǎng)時(shí)間存留在水中，仍需要投加少量含氯殺菌劑作為輔助的長(zhǎng)效消毒劑，但加氯量可減少 65% 以上。同時(shí)，臭氧具有微絮凝作用，因而在正常客流量下，可以不用絮凝劑。在一定的使用條件下，如逆流式循環(huán)、不使用活性炭濾罐，甚至不必投加氯制劑、絮凝劑、 pH 調(diào)節(jié)劑，可將臭氧作為水處理的藥劑。
■  減輕設(shè)施的腐蝕。
采用加氯所產(chǎn)生的次氯酸及其衍生物，嚴(yán)重腐蝕游泳館內(nèi)的設(shè)備和結(jié)構(gòu)如網(wǎng)架、暖氣等。而采用了臭氧消毒后，氯消毒劑的用量大大減少。
■  更加優(yōu)質(zhì)的水質(zhì)。
完全臭氧消毒系統(tǒng)還配置了活性炭吸附過(guò)濾器，對(duì)泳池循環(huán)水中的殘余的臭氧、有機(jī)污染物等進(jìn)行去除，既保證了臭氧消毒系統(tǒng)的安全性又對(duì)循環(huán)水進(jìn)行了深度處理，其水質(zhì)將優(yōu)于普通的自來(lái)水。
■  使用更方便安全。
臭氧的制作原料是取之不盡，用之不竭的空氣中的氧氣，因此，在生產(chǎn)過(guò)程中不必考慮搬運(yùn)或儲(chǔ)藏的問(wèn)題，臭氧發(fā)生器操作使用非常簡(jiǎn)單，具有很高的安全性，日常管理和維護(hù)工作也較簡(jiǎn)單。而氯制劑在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、使用時(shí)具有一定的危險(xiǎn)性。
（四）、泳池行業(yè)使用臭氧的特點(diǎn)
■  反應(yīng)快，投加量少：臭氧能迅速殺滅擴(kuò)散在水中的細(xì)菌、芽孢、病毒且在很低的濃度時(shí)即有殺菌滅活的作用。
■  適應(yīng)能力強(qiáng)：在 PH 值 5.6-9.8 ，水溫 0-37 ℃的范圍內(nèi)，對(duì)臭氧的消毒性能影響極少。
■  臭氧的半衰期很短， 20 分鐘即可分解為氧氣，在水中不產(chǎn)生二次污染、
■  能破壞水中有機(jī)物，改善水的物理性質(zhì)和器官感覺(jué)，進(jìn)行脫色和去嗅去味作用，使水呈蔚藍(lán)色，而又不改變水的自然性質(zhì)