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摘要: 以奥宗尼亚臭氧发生器为例,详细介绍臭氧发生器的结构及在第三水厂实际应用时的相关情况,并予以总结。
关键词: 臭氧发生器;结构;运行效果;结论及分析
中图分类号:TN967 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0910121-03
1 工程实施背景
连云港属于典型的水源性缺水城市,连云港市区供水水源地集中在蔷薇河,该河是市区目前唯一可以作为饮用水水源的河流,其水量完全依赖上游淮水供应。目前,连云港市城市供水面临的主要问题表现在:1)水源水质污染;2)水厂实际供水能力难以满足经济发展的要求;3)供水安全性需进一步提高;4)满足饮用水水质新标准;5)现有工艺及设施老化。原水水质特点分析1998~2002年,蔷薇河水源水质基本达到地表水Ⅲ类标准,2003年以后,蔷薇河水源水质逐渐变差,仅能达到地表水Ⅲ~Ⅳ类标准,特别是在每年7~8月,在暴雨后受上游河水及农业面源污染比较严重,特别是色度、耗氧量、氨氮等指标严重超过地表水Ⅲ类标准。严重影响人民生活水平。
为确保连云港市城市供水安全,2008年,研究确定连云港市自来水深度处理改造一期工程为保障连云港城市饮用水水质的重要工程措施。根据工程进度安排,本次深度处理改造一期工程规模为茅口水厂和第三水厂共20万m3/d。
2 奥宗尼亚臭氧发生器在第三水厂的应用
2.1 连云港自来水深度处理改造一期工程臭氧系统
连云港市自来水集团有限公司自来水深度处理改造一期工程设计供水能力为20万m3/d,臭氧需求量为40kgO3/h。其投加方式主要有2种:预臭氧投加及后臭氧投加。预臭氧投加位于送水泵房与沉淀池之间。后臭氧投加在砂滤池之后。
预臭氧投加:
预臭氧采用水射器及静态混合器投加方式。
预臭氧共3个投加点,一点最大加注量为5.0kg/h,另两个点最大加注量为2.5kg/h。
后臭氧投加:
设1座接触池,分2格,每格均可独立运行,每格为27.1m(L)×6.5m(B)(含壁厚),水深为7.89m。
分3段投加,第1段投加量为50%(调节范围45~55%),第2阶段投加比例为30%(调节范围25~35%);第3阶段投加比例为20%(调节范围15~25%)。
臭氧系统设计有配套的热催化尾气破坏器2套,一用一备。
系统还设置还设计有闭路循环冷却水系统。
2.2 臭氧发生间
臭氧发生间按照20万吨/天规模设计,共设计2套臭氧发生器,总发生量40kg/h。臭氧发生器采用液氧汽化气源(LOX)。在发生浓度10wt%,冷却水温度25℃,按照单台20kg/h O3的生产规模布置。臭氧发生器系统供电条件基于380V,50Hz。
臭氧发生器最重要的部分为放电管。
放电管的电气特性和耐用性是影响臭氧发生效率、可靠性和有效性的主要参数。奥宗尼亚公司的臭氧发生设备配备先进技术的“AT”放电管,在独特设计、多年丰富经验和技术基础上确保其优越性能。
连云港自来水臭氧系统参数:
得利满技术OZONIA公司预臭氧采用水射器及静态混合器投加方式,将臭氧投加入水中。
射流器又称水射器,它是由喷嘴、吸入室、扩压管三部分组成,是利用射流负压原理发展起来的一种多用途曝气方式。独特的混合气室设计,强劲的水流与空气混合喷射,使搅拌均匀、完全,产生的气泡多而细腻,溶解臭氧效率高
2.3.2 主臭氧扩散系统说明
主臭氧扩散采用圆形扩散系统:奥宗尼亚公司的采用的圆形扩散系统通常被用于待消毒处理水的臭氧化,其主要的目的是灭活细菌和病毒,以及氧化病原体和其他有机杂质等微污染物。
工作原理:扩散器经设计呈一定行状,且采用抗臭氧腐蚀性的多孔材料。
接触系统设计允许逆流水流/臭氧气流。臭氧系统通常按CT值1.6(mg x min/L)、余留臭氧最低浓度值0.4mg/L设计,以保证有效消毒的效果。业主可以根据实际情况进行优化调节。
主臭氧投加比例为5:3:2
2.4 尾气破坏系统
后臭氧尾气破坏器采用IK-50,数量2只,一用一备。
臭氧车间故障冲洗管线(气体)接入后臭氧尾气破坏器。
当存在二氧化锰(MnO2)等催化剂时,即便在大气温度下,臭氧在顷刻间分解。这也是奥宗尼亚公司IK系列尾气破坏器的工作原理。
3 运行效果
在实际运行过程中,臭氧系统的运行较大的提高了水中。其中试运行过程中氨氮去除率达70%以上,满负荷运行后,氨氮去除率平均在91%,浊度去除率平均27%,CODMn去除率10%,铁去除率22%,锰去除率56%;预处理运行后,常规处理效果得以提高,在同样加矾量情况下,浊度去除率达99.9%,沉淀水出口浊度从3~4NTU到小于2NTU,CODMn平均去除率从30%提高到44%,砂滤后水CODMn平均小于3mg/l,锰去除率从20%提高到75%。剩余氨氮去除率达70%左右,生物膜基本形成,CODMn一个月内去除率在70%以上,一个月以后逐渐下降稳定在40%左右。
4 运行成本估算
臭氧发生器及氧气站运行总成本估算(人民币)
以20万m3/d,臭氧总产量35kg/h等条件估算
5 结论与讨论
1)作为世界上最主要的臭氧系统制造商,OZONE臭氧发生系统目前在江、浙、沪、粤、津等中国的大部分地区投入生产运行,其操作简单、运行可靠、耗电量低、臭氧浓度高及占地小及在饮水系统中的明显效果已经取得了良好的口碑。随着中国城镇供水新的“十二五”规划的出台,臭氧发生系统在我国的饮用水领域将有越来越重要的位置。
2)臭氧系统的最佳投加量在预臭氧中,连云港第三水厂投加实际为预臭氧1.5mg/L,后臭氧2.5mg/L。但在源水变化过程中,更多的投加量是根据经验及简单的水质仪表数据判断。在日后的生产运行中,要充分发挥臭氧投加效果及减低能耗,必须有更为准确的水质监控体系,这个在中国的大部分水厂中未来都有着重要的意义。
3)臭氧活性炭投加的成本导致制水成本的增加,如何实现水质提高的情况下不给百姓增负担,制水成本的提高和水价的矛盾在以后越来越多的深度处理水厂中会成为一个突出的现象。群众高水质要求和低水价的双重要求也是以后各级政府需要尽早解决的课题。
参考文献:
[1]付乐、陶涛、曹国栋,《臭氧与活性炭深度处理微污染原水试验研究》,《中国给水排水》.
[2]奥宗尼亚臭氧发生器说明书
关键词: 臭氧发生器;结构;运行效果;结论及分析
中图分类号:TN967 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0910121-03
1 工程实施背景
连云港属于典型的水源性缺水城市,连云港市区供水水源地集中在蔷薇河,该河是市区目前唯一可以作为饮用水水源的河流,其水量完全依赖上游淮水供应。目前,连云港市城市供水面临的主要问题表现在:1)水源水质污染;2)水厂实际供水能力难以满足经济发展的要求;3)供水安全性需进一步提高;4)满足饮用水水质新标准;5)现有工艺及设施老化。原水水质特点分析1998~2002年,蔷薇河水源水质基本达到地表水Ⅲ类标准,2003年以后,蔷薇河水源水质逐渐变差,仅能达到地表水Ⅲ~Ⅳ类标准,特别是在每年7~8月,在暴雨后受上游河水及农业面源污染比较严重,特别是色度、耗氧量、氨氮等指标严重超过地表水Ⅲ类标准。严重影响人民生活水平。
为确保连云港市城市供水安全,2008年,研究确定连云港市自来水深度处理改造一期工程为保障连云港城市饮用水水质的重要工程措施。根据工程进度安排,本次深度处理改造一期工程规模为茅口水厂和第三水厂共20万m3/d。
2 奥宗尼亚臭氧发生器在第三水厂的应用
2.1 连云港自来水深度处理改造一期工程臭氧系统
连云港市自来水集团有限公司自来水深度处理改造一期工程设计供水能力为20万m3/d,臭氧需求量为40kgO3/h。其投加方式主要有2种:预臭氧投加及后臭氧投加。预臭氧投加位于送水泵房与沉淀池之间。后臭氧投加在砂滤池之后。
预臭氧投加:
预臭氧采用水射器及静态混合器投加方式。
预臭氧共3个投加点,一点最大加注量为5.0kg/h,另两个点最大加注量为2.5kg/h。
后臭氧投加:
设1座接触池,分2格,每格均可独立运行,每格为27.1m(L)×6.5m(B)(含壁厚),水深为7.89m。
分3段投加,第1段投加量为50%(调节范围45~55%),第2阶段投加比例为30%(调节范围25~35%);第3阶段投加比例为20%(调节范围15~25%)。
臭氧系统设计有配套的热催化尾气破坏器2套,一用一备。
系统还设置还设计有闭路循环冷却水系统。
2.2 臭氧发生间
臭氧发生间按照20万吨/天规模设计,共设计2套臭氧发生器,总发生量40kg/h。臭氧发生器采用液氧汽化气源(LOX)。在发生浓度10wt%,冷却水温度25℃,按照单台20kg/h O3的生产规模布置。臭氧发生器系统供电条件基于380V,50Hz。
臭氧发生器最重要的部分为放电管。
放电管的电气特性和耐用性是影响臭氧发生效率、可靠性和有效性的主要参数。奥宗尼亚公司的臭氧发生设备配备先进技术的“AT”放电管,在独特设计、多年丰富经验和技术基础上确保其优越性能。
连云港自来水臭氧系统参数:
得利满技术OZONIA公司预臭氧采用水射器及静态混合器投加方式,将臭氧投加入水中。
射流器又称水射器,它是由喷嘴、吸入室、扩压管三部分组成,是利用射流负压原理发展起来的一种多用途曝气方式。独特的混合气室设计,强劲的水流与空气混合喷射,使搅拌均匀、完全,产生的气泡多而细腻,溶解臭氧效率高
2.3.2 主臭氧扩散系统说明
主臭氧扩散采用圆形扩散系统:奥宗尼亚公司的采用的圆形扩散系统通常被用于待消毒处理水的臭氧化,其主要的目的是灭活细菌和病毒,以及氧化病原体和其他有机杂质等微污染物。
工作原理:扩散器经设计呈一定行状,且采用抗臭氧腐蚀性的多孔材料。
接触系统设计允许逆流水流/臭氧气流。臭氧系统通常按CT值1.6(mg x min/L)、余留臭氧最低浓度值0.4mg/L设计,以保证有效消毒的效果。业主可以根据实际情况进行优化调节。
主臭氧投加比例为5:3:2
2.4 尾气破坏系统
后臭氧尾气破坏器采用IK-50,数量2只,一用一备。
臭氧车间故障冲洗管线(气体)接入后臭氧尾气破坏器。
当存在二氧化锰(MnO2)等催化剂时,即便在大气温度下,臭氧在顷刻间分解。这也是奥宗尼亚公司IK系列尾气破坏器的工作原理。
3 运行效果
在实际运行过程中,臭氧系统的运行较大的提高了水中。其中试运行过程中氨氮去除率达70%以上,满负荷运行后,氨氮去除率平均在91%,浊度去除率平均27%,CODMn去除率10%,铁去除率22%,锰去除率56%;预处理运行后,常规处理效果得以提高,在同样加矾量情况下,浊度去除率达99.9%,沉淀水出口浊度从3~4NTU到小于2NTU,CODMn平均去除率从30%提高到44%,砂滤后水CODMn平均小于3mg/l,锰去除率从20%提高到75%。剩余氨氮去除率达70%左右,生物膜基本形成,CODMn一个月内去除率在70%以上,一个月以后逐渐下降稳定在40%左右。
4 运行成本估算
臭氧发生器及氧气站运行总成本估算(人民币)
以20万m3/d,臭氧总产量35kg/h等条件估算
5 结论与讨论
1)作为世界上最主要的臭氧系统制造商,OZONE臭氧发生系统目前在江、浙、沪、粤、津等中国的大部分地区投入生产运行,其操作简单、运行可靠、耗电量低、臭氧浓度高及占地小及在饮水系统中的明显效果已经取得了良好的口碑。随着中国城镇供水新的“十二五”规划的出台,臭氧发生系统在我国的饮用水领域将有越来越重要的位置。
2)臭氧系统的最佳投加量在预臭氧中,连云港第三水厂投加实际为预臭氧1.5mg/L,后臭氧2.5mg/L。但在源水变化过程中,更多的投加量是根据经验及简单的水质仪表数据判断。在日后的生产运行中,要充分发挥臭氧投加效果及减低能耗,必须有更为准确的水质监控体系,这个在中国的大部分水厂中未来都有着重要的意义。
3)臭氧活性炭投加的成本导致制水成本的增加,如何实现水质提高的情况下不给百姓增负担,制水成本的提高和水价的矛盾在以后越来越多的深度处理水厂中会成为一个突出的现象。群众高水质要求和低水价的双重要求也是以后各级政府需要尽早解决的课题。
参考文献:
[1]付乐、陶涛、曹国栋,《臭氧与活性炭深度处理微污染原水试验研究》,《中国给水排水》.
[2]奥宗尼亚臭氧发生器说明书