一、泳池水处理技术发展历史与现状

  我国游泳运动发展得较晚，泳池的建设规模较小，臭氧技术应用不多。近期，一些举行正式或国际比赛的泳池  已按国家规定或规范设置臭氧处理装置。此外，一些公众性泳池、高档宾馆、小区的泳池也都提出了采用臭氧技术的要求。人们对于个人卫生的保护意识在2003年“非典”、2004年“禽流感”危害中得到了进一步加强，我国泳池水处理技术得到加速发展。

二、国内游泳池设计规范简介

  1、游泳池水质卫生标准：

           池水温度℃       22～26

           PH值                 6.5～8.5

          浑浊度/度           ≤5

          尿素/mg/L          ≤3.5

          余氧/mg /L     游离性0.4～0.6

          细菌总数/（个/L）   ≤1000

          大肠杆菌/（个/L）   ≤18

          耗氧量/mg                ≤6

          有毒物质                  达到地面水水质标准

          2、游泳池的循环水量

          游泳池的循环水量按下式计算：Q=aV/T

         公式中，Q——池水的循环流量，

                        a——管道和过滤设备水容积附加系数，一般为1.1～1.2，取1.1，

                        V——游泳池的水容积，

                        T——游泳池水的循环周期，按表规定选取。

           3、游泳池水循环周期

 4、游泳池循环水处理工艺流程

   5、游泳池循环水处理系统主要设备

         ①毛发聚集器：收集游泳池水中的毛发，装于循环水泵前端

         ②循环水泵

         ③回水箱

         ④高速过滤器：水质净化，通常采用接触凝聚和深层过滤，出水浊度可≤1NTU

         ⑤絮凝加药装置：添加絮凝剂

         ⑥换热器：用于池水的加热

         ⑦臭氧发生器：池水消毒

三、臭氧替代氯剂消毒的好处

  1、臭氧具有极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。某些病原菌，例如病毒、阿米巴变形虫、囊胞等，它们能抵抗氯剂，但却不能抵御臭氧而被臭氧杀死。

  2、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化有机化合物，如三氯甲烷、氯仿等，这些物质均为公认的致癌突变物。当人游泳、沐浴时，这些有毒物质会被人体所吸收（在水中人体每小时可吸收500ml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。

  3、从水中蒸发出来的氯代化合物以及氯气等有毒气体，聚集在泳池上方不易散去，损害人的呼吸器官，严重影响人们的身体健康，而使用臭氧则不会产生此问题。

  4、臭氧是强氧化剂，可有效分解水中的腐殖质，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，往往需加入硫酸铜盐，对人体极为有害。臭氧还能防止造成泳池室内特殊臭味的化合物在水中的积累，包括泳者排泄物与氯反应生成的含氯有机物的积累，这些化合物有一氯胺、二氯胺、三氯胺、THM、氯化肌酸、氯尿等，他们中有不少本身具有色泽或臭味，并都属THM的前驱物。臭氧实际上是在不断的阻断这些前驱物的生成，使游泳池水质清澈，空气新鲜，眼睑、鼻膜不受刺激。当然，其中尤为重要的是水中THM大幅度下降，给人们创造了最好的健身条件。

 5、使用臭氧发生器，可大大降低水处理工艺的管理及操作难度，同时臭氧发生器具有很高的安全性，而氯制剂在运输、储藏、使用时具有一定的危险性。

 6、臭氧可分解水中的有机物且具有微絮凝作用，因而在正常客流量下，可以不用絮凝剂。臭氧可协助砂滤去除金属盐类及有机物，这是由于有机物在氧化过程中极易成为多极化合物，并能与多价金属阳离子，如钙、镁、铁、铝等，结合成络合物，并成为微絮凝态而被砂滤去除。臭氧能使绿色池水变成蓝色、闪烁、清澈的水体而受到人们的欢迎。

 7、在一定的使用条件下（如逆流式、不使用活性炭滤罐），不必投加氯制剂、絮凝剂、PH调节剂，可将臭氧作为水处理唯一的药剂。

四、游泳池水臭氧消毒系统设计

  1．全流量臭氧消毒系统：是全部循环流量都与投加的臭氧充分混合，接触反应。既保证消毒效果，有能保证池水水质。但这种方式设备多（除过滤器外，还有混合器，反应罐及残余臭氧吸附过滤器等），投加大，效果佳，适合世界级和国家级及大型泳池采用。

特点：游泳池全部循环水量，经过沙滤后，注入0.8-1.0mg/L的o3经过反应罐进行不少于2分钟的接触反应，再进入活性碳对残余臭氧和其它杂质、异味进行过滤吸附，然后回流到游泳池。

2．分流量臭氧消毒系统：是仅对15-25%的循环量投加臭氧进行消毒，然后再对未投加臭氧的主流循环水量混合，进行稀释并利用分流消毒水中剩余臭氧继续进行消毒，这种消毒方式减少了反应罐的体积，取消了残余臭氧吸附过滤器，从而减少了占地面积，降低了投资，减少了运行成本，有能保证消毒杀菌效果，这种消毒方式增加设备不多，且体积较小，最适宜用于原有泳池的改造及小型泳池的使用。

特点：通常用装在旁流管上的射流器把臭氧混入水中，为了保证射流器的进水压力，在旁流管道上安装管道增压泵。射流器后的水和臭氧混合液从上侧进入反应罐充分接触后从下侧出水与泳池循环水主管道相接。旁流管中的水在臭氧浓度下消毒后在和主管中的水混合并产生氧化反应。   

五、泳池水处理工艺流程

 根据商业游泳池50年来的运行经验，用臭氧作为主要消毒剂时CT值采用1.6来确定臭氧系统的大小。CT值是臭氧消毒系统的主要设计参数，其中C代表臭氧浓度，以mg/L计；T代表接触时间，以min计；两者的积CT值表示消毒过程的有效性。例如臭氧浓度为0.4mg/L，接触时间为4min 时的CT值等于1.6。水温越高，反应时间越短，所需的CT值越低。

 美国环保局(EPA)和职业安全卫生管理局(OSHA)根据试验结果，发表了饮用水的臭氧消毒系统的CT值为1.6。欧洲国家和加拿大政府颁布的游泳池水标准中CT值也采用1.6。有些地区采用低的CT值0.8，臭氧浓度为0.2mg/L～0.25mg/L，接触时间为3.5min～4min，此时作为辅助消毒的加氯量可减少65%。当氯作为主要消毒剂而臭氧作为精处理消毒剂时，CT 值可小于0.8，臭氧浓度小于0.5mg/L，接触时间小于1min。

 由于旁流水流回主管后至少被稀释4倍，系统中剩余臭氧浓度任何时候都不会超过0.1mg/ L，仅有极少量臭氧流到游泳池中或放出剩余臭氧，符合OSHA规定室内游泳池水面上剩余臭氧浓度为0.1mg/L的要求。为了保证安全，在游泳池和水处理设备间应安装臭氧监测仪。

 按下式确定臭氧发生器的大小：臭氧发生器产量(g/h)=循环水流量(m3/h)×臭氧投加浓度(g/m3)。例如容积为380m3的游泳池，臭氧投加量为0.4mg/L(g/m3)，游泳池水循环周期采用6h，循环水流量为380/6 ≈63m3/h，则臭氧发生器的最小产量应为63×0.4=25.2g/h。

 反应罐用来使水中无机和有机污染物被溶解的臭氧氧化并进行消毒杀菌，因此设计反应罐时应消除水的短路，保证水在罐内有一定的停留时间。为了使臭氧在水中的溶解度高，含臭氧的水从反应罐上侧进罐，下侧出水。反应罐上部的排气阀应与臭氧破坏装置连接使在进入大气前除去未溶解的臭氧。反应罐的容积按下式确定：反应罐容积(m3)=循环水流量(m3/h)×旁流水百分比(%)×反应时间(h)。例如380m3 游泳池池水循环周期采用6h，循环水流量为63m3/h，旁流水流量为循环水流量的25%，接触时间4min，则反应罐最小容积为63×0.25×0.067=1.05m3。

 在游泳池水温度范围内，池水中溶解的饱和浓度遵循亨利定律，臭氧发生器产气中臭氧浓度越高，水中饱和浓度也越高，溶解臭氧的传质平衡浓度也越高，消毒性能越好。在选择臭氧发生器时应考虑到这一点。

六、泳池水臭氧消毒设备选型指南

 标准泳池大小长50米，宽25米，平均水深为1.5-1.8米，泳池水量为1875-2250立方米。水的循环次数为6-8小时循环一遍，循环水量为：234-375立方米/h。臭氧投加量为0.5-1mg/L，如果配套氯使用，臭氧投加量可参照0.5mg/L。根据北京山美水美环保高科技有限公司臭氧发生器选型，臭氧发生器选择240g/h即可，即：CF-YG240.

 混合方式选择：将臭氧混合到水中，根据臭氧气和水的混合比为1:5(北京山美水美环保公司泳池专用臭氧发生器，采用内置臭氧专用制氧机，每20g/h臭氧，氧气流量为0.3立方米/h)，CF-YG240臭氧发生器的气体流量为：3.6 立方米/h，根据气水混合比可选择大于18T/h的增压泵和水射器（水射器的进口端要求压力大于3公斤，选择增压泵时，增压泵的压力要大于3公斤）。即增合泵为：CDLF16；水射器为：ZSL(F)-1-20。从主流循环管道上取旁流水量为大于18T/h的水量混合上臭氧再进入水气分离罐，即臭氧反应罐，传统臭氧反应罐参照反应4分钟，水中臭氧浓度要达到0.4mg/L，即CT值要达到1.6。北京山美水美环保高科技公司采用高混合效率，使水中臭氧浓度高于0.4mg/L，臭氧和水的反应时间大大缩短，标准配置臭氧反应罐100L即可。以上臭氧选型也适用于非标泳池选型。

七、泳池水处理系统性能特点

  根据臭氧行业需求，在中国第一家推出YG系列高浓度臭氧制氧一体机。该机主要包括三大部分：臭氧专用制氧机、高效臭氧发生器和臭氧内循环水冷系统。YG系列臭氧机是北京中关村科技园区高科技产品，是北京山美水美环保公司自主研发，具有自主产权的高浓度臭氧机。

  内置臭氧专用制氧机：采用纳米分子筛技术，利用空气作为原料，通过分子塔生成高浓度氧气．氧气浓度在90%以上。

  内置制氧机是在普通医疗家用制氧机基础上，根据臭氧行业特点，开发的臭氧专用制氧设备。采用了适合臭氧环境的耐腐蚀材料。增加了多级除湿装置，适合臭氧高湿度环境。设备发热件和压缩空气经过深度冷却，设备温升低，适合连续稳定运行。整个设备耐腐蚀，耐潮湿，温升低，可连续24小时稳定运行。是臭氧发生器氧气源第三代产品。

  臭氧发生器：内芯采用第五代介电常数达80-85的特殊工艺复合陶瓷制造。设备体积小，浓度高。代表臭氧行业最新技术。管式臭氧发生器，设备性能稳定、使用寿命长、操作灵活简单。臭氧发生器内部采用特种材料，同等条件下产率是普通玻璃和石英玻璃的3倍，而体积只有石英玻璃管体积的三分之一。寿命为半永久性，端头防火，阻燃，耐腐蚀。臭氧出口浓度高，可达60mg/L以上。

  臭氧内循环水冷系统：臭氧发生器冷却采用了第三代内循环水冷系统。臭氧冷却是臭氧稳定工作的核心，一般包括水冷和风冷。而水冷效果远比风冷效果好。水冷包括第一代开放式水冷系统和第二代外循环水冷系统。开放水冷系统缺点是水资源浪费严重，长期工作会在臭氧发生管壁上结垢，影响水冷却效果，从而影响臭氧产量。外接管路多，也影响美观。外循环水冷系统可以节约水资源，但一般体积非常庞大，水冷功耗大，占空间。YG系列臭氧制氧一体机采用最先进的深冷技术，冷却效率是传统的3-5倍。而功耗只有传统外循环水冷系统的五分之一。外循环水冷一般温升会增加15-20度，而采用内循环水冷系统温升只增加3-5度。因而内循环水冷系统冷却效率高，功耗低，体积小，内置到设备内，整机美观，不需要到现场安装水冷系统。

 常用型号：YG5，YG10，YG20，YG40，YG60。

       YG80，YG120，YG160，YG200，YG250，YG500。

型号含义：Y氧气源G管式臭氧发生器250克/小时，用YG250表示。

（一）、YG系列臭氧制氧一体机特点

1.臭氧出口浓度高：臭氧出口浓度可达60mg/L以上。最高可达110mg/L。因为内置浓度高达90%以上的制氧机，同时采用了介电常数高达80-90的高介电复合陶瓷，因而臭氧出口浓度高。而玻璃臭氧管氧气源只有10-15mg/L,玻璃臭氧管空气源只有2-5mg/L.

2.不含氮化物等杂质：采用臭氧专用制氧机，臭氧纯度高，臭氧不含杂质，臭氧气体中基本不含氮化物。

3．耐腐蚀，适合臭氧环境。和普通制氧机、医用制氧机相比，采用了很多耐臭氧腐蚀材料，能在臭氧环境下长期使用。

4.温升低，适合连续稳定运行。内置制氧机用了空气深冷技术和深度散热技术，保证了制氧机温升低，内循环水冷系统保证了臭氧发生器温升很低。整个设备温升只有3-5℃，保证了系统可以连续稳定运行。可24小时连续工作

5.臭氧产量稳定。内循环水冷系统保证了臭氧发生时发热能迅速带走，因而臭氧产量稳定。内循环系统采用防冻冷却液，因而长期运行也不会结垢，在零度以下环境也能正常工作。出厂前每台臭氧机均通过臭氧检测仪检测。

6.耐潮湿，适合潮湿环境。内置制氧机相比，采用了三级除湿措施。包括第一级深冷自动排水，第二级除湿分子筛，第三级制氧分子筛除湿。前两级除湿保护了制氧分子筛，延长了制氧分子筛寿命，适应环境潮湿场合。

7.不锈钢外壳，或喷塑外壳。整机采用不锈钢外壳或喷外壳，易擦洗，耐臭氧。不锈钢外壳适合潮湿环境，喷塑外壳适合相对干燥环境。

8.系统集成，免维护。制氧机内部采用了免维护的无油压缩机。不需要经常维护。水冷系统才用封闭循环，减少了维护工作。

9.以空气为原料，臭氧气体成本低。制氧机以空气为原料，物理方法制氧，日常没有消耗材料。和氧气瓶相比，氧气成本非常低。

10.体积小，噪音低，产量稳定。设备体积和同产量分体式制氧系统相比，体积只有分体系统体积三分之一。而分体系统噪音一般都在75分贝以上，YG系列臭氧制氧一体机噪音在65分贝以下。

（二）、YG系列制氧臭氧一体机工作原理：

氧气生成原理：空气中一般氧气含量21%，氮气含量78%，其它气体1%。制氧机主要采用纳米分子筛技术。布满无数超微孔的分子筛有着极强的吸附能力，利用氧分子筛在一定压力下对空气中的N 、O不同的吸附能力，采用国际上比较先进的物理吸附分离原理--PSA变压吸附技术。加压吸附（氮气吸附在分子筛微孔中，氧气则穿其而过），常压解吸（排出被吸附的氮气），周而复始，达到连续不断地从空气中分离高纯度氧气的目的。从而将氧气浓度从21%提升到90%以上。
   制氧机主要采用两塔分离技术，应用性能优良的PSA专用氧分子筛，无油空气压缩机以及气动阀控制系统，进行有效分离氧气。

臭氧生成原理：本机产生臭氧的原理采用电晕放电法获取，就是在常压下使含氧气体在交变高压电场作用下产生电晕放电生成臭氧。电晕放电法臭氧发生器是相对能耗较低、单机臭氧产量最大、市场占有率最高、应用最广的臭氧发生装置。气体中氧气为O2，经过高频高压的轰击，O2变成不稳定的O3，而O3不稳定，氧化能力大大提高，我们就是利用O3的强氧化性来进行杀菌、消毒、除味和工业氧化。

（三）混合系统：

水射器：泳池用大水量时，不锈钢水射器混合效率在30%-40%，气水比为1：5

臭氧混合泵：臭氧水混合泵是臭氧水气混合的第四代产品．臭氧在空气中杀菌消毒需要1-2小时，而在水中只需要几分钟．因此能用臭氧水消毒的物体尽量用水消毒．只有不能用臭氧水消毒的物体才用臭氧气体消毒．

      臭氧水浓度是杀菌消毒的关键因素．浓度越高，杀菌消毒效果越好．

混合泵特点:

    ● 混合效率高。在１－５吨／时混合时，混合效率在80%以上。

    ● 体积小。和同混合效率的爆气塔相比，体积只有百分之一。

    ● 功耗低。和水射器混合相比，功耗相当，但混合效率是水射器三到五倍。

    ● 高入气率。传统混合泵气水比只有1:9,臭氧专用混合泵可实现1:3气水混合。

    ● 专用于臭氧。主体采用不锈钢，密封材料采用特种材料，耐臭氧腐蚀。

    ● 管路采用卫生级不锈钢管件，耐压力、耐腐蚀；

    ● 可选择臭氧水气分离系统和臭氧尾气排放系统。

    臭氧水气混合机包括混合泵、分离罐、排气阀、仪表控制等.是在混合泵基础上,集成了混合泵,水气分离罐,排气阀等.避免了现场安装调试.混合效率高:混合效率可达80%以上.臭氧水产量高:每小时可生产臭氧水200L-12T.