光催化臭氧化技术在泳池消毒中的应用

光催化臭氧化技术在泳池消毒中的应用光催化臭氧化技术在泳池消毒中的应用1、引言随着我国的经济不断发展，人民对文化和体育活动的要求越来越高，游泳场馆及戏水娱乐场所在我国必将越来越普及。游泳池是运动员进行训练比赛及人们锻炼身体、娱乐的公共场所，在游泳池的建设和改造中，池水的循环处理与消毒是必不可少的环节，因为在水资源相当紧张的21世纪，泳池采用循环净化给水系统已是共识，而消毒若达不到一定的要求，泳池就很有可能成为疾病或严重传染病的扩散场所。针对游泳场所卫生问题，卫生部于1996年修订颁布了国家标准GB9667《游泳场所卫生标准》，其中对余氯、浑浊度、尿素、大肠菌群数等指标进行了规定，具体例举如下：项目标准值项目标准值池水温度，℃22～26pH值6.8～8.5浑浊度，度≤5尿素，mg／L≤3.5游离性余氯，mg／L0.3～0.5细菌总数，个／mL≤1000大肠菌群，个／L≤18有毒物质按TJ36表3执行该标准颁布后，原建设部行业标准CECS14:89《游泳池给水排水设计规范》的部分条文和内容已不能满足社会发展和标准的要求。鉴于此，建设部建筑设计院、国家体育总局游泳运动管理中心、中国游泳运动协会等三家单位联合主编了新的CECS14:2002《游泳池和水上游乐池给水排水设计规范》。在该标准池水消毒中，首先引出了臭氧消毒方案，在其条文说明中是这样描述的：臭氧用于游泳池水的消毒，欧美国家已经普遍采用。我国九十年代开始采用。由于具有很好的消毒和改善池水水质的效果。近些年来开始大量应用于游泳池水的消毒。它的优缺点如下：⑴臭氧消毒的优点：①臭氧为强氧化剂、杀菌能力强。不仅能杀灭细菌、大肠杆菌，还能杀死病毒。②臭氧能将水中的有机物氧化为无机物或易被吸附的其它中间物质，经后续的活性炭过滤器予以吸附而去除。从而使池水清澈发蓝、透明度好、池水无刺激性、无异味，对眼、皮肤和头发无伤害，并能使游泳池周围的空气清新和游泳者有舒适感。③臭氧是以空气为原料，通过无声放电方法制备臭氧，操作方便。④臭氧具有增强絮凝能力的功能，不会导致池水中有害物质和含盐量的增加。⑤采用活性炭滤料吸附池水中多余的臭氧和其他物质，保证了安全，且提高了池水的洁净度。⑥臭氧氧化池水中的有机物，不产生三氯甲烷（THM）（目前游泳池池水的此项水质指标大都严重超标）。并能限制有机物和无机物的浓度。⑦设有保护系统和多余臭氧气体的收集消化装置，安全可靠。⑵臭氧消毒的缺点：①设备投资大（高于普通消毒系统的70~80%）。②机房面积大（约为普通消毒系统的2倍）。③相对氯，臭氧无持续消毒功能。④臭氧不稳定，且在水中不容易溶解，故要在水处理系统内部产生和应用。2、光催化臭氧化（O3/UV）技术近几年来，臭氧由于其优良的杀菌消毒特性以及发生成本的不断下降，因此受到越来越多的水处理厂家的重视，使用臭氧作为杀菌消毒的单位也越来越多。然而，在游泳池中单一使用臭氧处理中还存在一定的缺陷：1)臭氧投加量大（臭氧投加量为0.6~1.0mg/l），成本相对较高；2)因为臭氧与水接触反应时间应满足CT≥1.6(C－臭氧投加量mg/l，T－臭氧与水接触反应所需要的时间min),为保证臭氧与水的接触时间，反应罐往往做的体积较大，成本也较高；3)为确保池水水面上的空气中臭氧浓度含量不超过0.10mg/l，要用活性炭吸附罐来分解水中剩余的臭氧，对于标准型游泳池来说，活性炭罐体积会很庞大，不仅增加了工程成本，后期维护费用也很高。光催化臭氧化（O3/UV）是将臭氧与紫外光辐射（波长在180-300nm之间）相结合的一种高级氧化过程，它始于20世纪70年代，主要用于解决有毒害且无法生物降解物质的废水处理问题。80年代以来，研究范围扩大到饮用水的深度处理。这种方法由Garrison等人在治理含复杂铁氰盐废水中开发出来，他们发现该法对处理难氧化的物质十分有效，试验表明，将紫外光辐射与臭氧相结合，能使氧化速度提高10～104倍。光催化臭氧化（O3/UV）技术现主要应用于如下方面：A、半导体产业:对TOC去除B、TFT-LCD产业:TOC,酸性物质的去除C、电镀产业:毁坏氰化物,EDTAD、采矿:去除氰化物E、木材加工:去酚F、石油化学制品:去除BTEX（苯、甲苯、乙苯和二甲笨）和汽油添加剂MTBEG、核能:去除TOCH、炼油厂:氯乙烯I、易爆的制造业:TNTJ、药品制造业:去除TOC、内毒素液相臭氧在紫外光的辐射下会分解产生活泼的次生氧化剂OH自由基。OH自由基与水中的溶解物进行反应。其中对自由基产生的机理存在两种解释，即：O3+hv-----O+O2O+H2O----2OH和O3+H2O+hv----H2O2+O2H2O2+hv----2OH尽管现在还不能确定哪种机理正确或在产生OH过程中占主导地位，但它们都得出1mol臭氧在紫外光辐射下产生2m