南洲水厂臭氧处理系统工艺设计简介

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1、南洲水厂臭氧处理系统工艺设计简介[发布日期]2007-12-10广州市公用事业规划设计院 黄长均 吴韶萍摘要：臭氧处理在国内净水行业中属于新工艺、新技术，刚建成投产的广州市南洲水厂采用了该工艺，本文结合南洲水厂臭氧处理系统的设计，介绍了该水厂臭氧处理系统的工艺情况。关键词：深度处理 VPSA 臭氧发生器 尾气破坏器 　　广州市自来水公司南洲水厂位于广州市海珠区，设计供水规模为100万m3/d，是全国特大型水厂之一，于2004年6月30日建成投产。　　南洲水厂是响应广州市市委、市政府提出的将广州建设成为国际化大都市的号

2、召，实现提高供水质量的目标，按照国际先进水平建设的现代化水厂。水厂建成后将向广州大学城、珠江新城以及海珠区、东山区、天河区部分地区供应优质饮用净水。　　南洲水厂饮用净水投产后的生产实践证明，经过深度处理后的水质接近甚至达到欧美发达国家饮用水水质标准。广州市公用事业规划设计院承担了南洲水厂的设计，设计中按照现代化水厂的要求，在采用新工艺、新技术、新设备以及自动化等方面进行了许多新的尝试，其中在净水工艺深度处理系统中的臭氧处理系统的设计在广州自来水公司是首次，而深度处理的供水规模、臭氧投加量在全国供水行业也是首屈一指的。

3、以下我们将对南洲水厂臭氧处理系统工艺作简要的介绍。1净水处理工艺　　南洲水厂设计供水规模为100万m3/d，净水工艺是在常规净水处理的基础上增加深度处理工艺。南洲水厂采用的净水处理工艺为：臭氧预处理+常规处理+臭氧-生物活性炭滤池工艺，整个净水处理工艺流程如图1所示：2臭氧应用的概况　　臭氧处理在净水工艺中的应用历史悠久，几乎与最常用的氯消毒同时开始被采用，但由于臭氧处理系统设备复杂、投资大、电耗高，所以过去在净水工艺中未能普遍应用。　　自20世纪90年代起，由于怀疑水中的某些有机物和天然物质与氯发生反应后形成的三卤

4、甲烷具有至癌性，越来越多国家和地区对臭氧在水处理中的应用产生了兴趣，逐步在饮用水系统中采用了臭氧处理工艺，如美国、瑞士、法国、德国等。在我国，随着人民生活水平的提高，对饮用水水质提出了更高的要求，目前我国已有北京、上海、深圳、昆明等城市的自来水厂采用了臭氧处理工艺。　　与氯相比，臭氧在水处理中有许多氯无法比拟的优势。由于臭氧的氧化还原电势（+2.076V）比氯的氧化电位（+1.36V）高出50%以上，因此比氯具有更强的氧化能力，几乎能够氧化所有金属以及有机、无机的物质(除金、铂、不锈钢、玻璃、陶瓷等外)，因而具有更强

5、的杀菌作用，对细菌的杀灭作用也比氯快，且在很大程度上不受PH值的影响。在投加量为2~4mg/L时，水几乎可以完全被消毒。在消毒的同时还能氧化水中的色、嗅、味和酚等，改善水的性质。较少产生附加的化学物质污染，不会产生如氯酚那样的臭味，也不会产生三卤甲烷等氯消毒的副产物。同时臭氧只需要电能就可以就地制造。3南洲水厂臭氧处理系统主要工艺参数的确定　　对于臭氧处理系统来说，臭氧投加浓度、臭氧投加量、臭氧与水的接触反应时间以及臭氧在水中的转移效率这四个工艺参数十分关键，它们不仅关系到系统设计的先进合理与否，还与工程投资密切相关

6、。为了获得这些关键参数，在进行南洲水厂臭氧投加系统设计之前，广州市自来水公司进行了时间长达一年的中试试验，通过试验确定了南洲水厂臭氧处理系统的主要工艺参数：臭氧投加浓度7~10wt%（正常情况下10wt%,其中一台臭氧设备故障停机时7wt%，wt%——重量百分比，臭氧浓度7~10wt%相当于臭氧在混合气体中的含量为103~148g/m3。）；预臭氧投加量0.5~1.5mg/l，臭氧与水接触反应时间≥4min；主臭氧投加量1.0~2.5mg/l，臭氧与水接触反应时间≥10min，主臭氧接触池出水含有水中余臭氧0.2~0

7、.4mg/l；预/主臭氧在水中的转移效率都要求≥95%。4臭氧处理系统的组成　　南洲水厂臭氧处理系统主要由气源制备、臭氧发生、接触反应和尾气破坏四部分的组成，系统的组成及工艺流程如图2所示：4.1气源系统　　根据臭氧处理系统的运行特点，气源制备部分是臭氧处理系统中的前置系统，它的作用是为臭氧发生器提供所需的质量适宜和数量足够的原料气体。气源制备系统主要有三种形式可供选择：①利用空气干燥后制臭氧；②现场利用空气通过VPSA系统制成高纯度氧气后制臭氧；③利用液氧制臭氧。采用不同形式气源的臭氧发生器对比表气源形式氧气含量（

8、%）臭氧发生浓度（wt%）单机最大发生量（kg/h）①干燥空气212~4≤15②VPSA现场制氧90~947~18≥250③液氧（LOX）≥99.67~18≥250　　南洲水厂臭氧投加浓度为10wt%，臭氧最大需求量约为183.3kg/h，氧气需求量为1309.57~2618.57kg/h，因此气源采用②、③形式。　　南洲水厂臭氧制备的气源形式