隨著我國的經濟不斷發(fā)展，人民對文化和體育活動的要求越來越高，游泳場館及戲水娛樂場所在我國必將越來越普及。游泳池是運動員進行訓練比賽及人 們鍛煉身體、娛樂的公共場所，在游泳池的建設和改造中，池水的循環(huán)處理與消毒是必不可少的環(huán)節(jié)，因為在水資源相當緊張的21世紀，泳池采用循環(huán)凈化給水系 統(tǒng)已是共識，而消毒若達不到一定的要求，泳池就很有可能成為疾病或嚴重傳染病的擴散場所。
針對游泳場所衛(wèi)生問題，衛(wèi)生部于1996年修訂頒布了國家標準GB9667《游泳場所衛(wèi)生標準》，其中對余氯、渾濁度、尿素、大腸菌群數等指標進行了規(guī)定，具體例舉如下：
該標準頒布后，原建設部行業(yè)標準CECS14:89《游泳池給水排水設計規(guī)范》的部分條文和內容已不能滿足社會發(fā)展和標準的要求。鑒于此，建設 部建筑設計院、國家體育總局游泳運動管理中心、中國游泳運動協(xié)會等三家單位聯(lián)合主編了新的CECS14:2002《游泳池和水上游樂池給水排水設計規(guī) 范》。在該標準池水消毒中，首先引出了臭氧消毒方案，在其條文說明中是這樣描述的：
臭氧用于游泳池水的消毒，歐美國家已經普遍采用。我國九十年代開始采用。由于具有很好的消毒和改善池水水質的效果。近些年來開始大量應用于游泳池水的消毒。它的優(yōu)缺點如下：
?、懦粞跸镜膬?yōu)點：
?、俪粞鯙閺娧趸瘎⒕芰?。不僅能殺滅細菌、大腸桿菌，還能殺死病毒。
?、诔粞跄軐⑺械挠袡C物氧化為無機物或易被吸附的其它中間物質，經后續(xù)的活性炭過濾器予以吸附而去除。從而使池水清澈發(fā)藍、透明度好、池水無刺激性、無異味，對眼、皮膚和頭發(fā)無傷害，并能使游泳池周圍的空氣清新和游泳者有舒適感。
?、鄢粞跏且钥諝鉃樵?，通過無聲放電方法制備臭氧，操作方便。
?、艹粞蹙哂性鰪娦跄芰Φ墓δ?，不會導致池水中有害物質和含鹽量的增加。
⑤采用活性炭濾料吸附池水中多余的臭氧和其他物質，保證了安全，且提高了池水的潔凈度。
?、蕹粞跹趸厮械挠袡C物，不產生三氯甲烷（THM）（目前游泳池池水的此項水質指標大都嚴重超標）。并能限制有機物和無機物的濃度。
?、咴O有保護系統(tǒng)和多余臭氧氣體的收集消化裝置，安全可靠。
?、瞥粞跸镜娜秉c：
?、僭O備投資大（高于普通消毒系統(tǒng)的70~80%）。
?、跈C房面積大（約為普通消毒系統(tǒng)的2倍）。
?、巯鄬β龋粞鯚o持續(xù)消毒功能。
④臭氧不穩(wěn)定，且在水中不容易溶解，故要在水處理系統(tǒng)內部產生和應用。
2、光催化臭氧化（O3/UV）技術
近幾年來，臭氧由于其優(yōu)良的殺菌消毒特性以及發(fā)生成本的不斷下降，因此受到越來越多的水處理廠家的重視，使用臭氧作為殺菌消毒的單位也越來越多。然而，在游泳池中單一使用臭氧處理中還存在一定的缺陷：
1)臭氧投加量大（臭氧投加量為0.6~1.0mg/l），成本相對較高；
2)因為臭氧與水接觸反應時間應滿足CT1.6(C－臭氧投加量mg/l，T－臭氧與水接觸反應所需要的時間min),為保證臭氧與水的接觸時間，反應罐往往做的體積較大，成本也較高；
3)為確保池水水面上的空氣中臭氧濃度含量不超過0.10mg/l，要用活性炭吸附罐來分解水中剩余的臭氧，對于標準型游泳池來說，活性炭罐體積會很龐大，不僅增加了工程成本，后期維護費用也很高。
光催化臭氧化（O3/UV）是將臭氧與紫外光輻射（波長在180-300nm之間）相結合的一種高級氧化過程，它始于20世紀70年代，主要用于解決有毒 害且無法生物降解物質的廢水處理問題。80年代以來，研究范圍擴大到飲用水的深度處理。這種方法由Garrison等人在治理含復雜鐵氰鹽廢水中開發(fā)出 來，他們發(fā)現(xiàn)該法對處理難氧化的物質十分有效，試驗表明，將紫外光輻射與臭氧相結合，能使氧化速度提高10～104倍。
光催化臭氧化（O3/UV）技術現(xiàn)主要應用于如下方面：
A、半導體產業(yè):對TOC去除
B、TFT-LCD產業(yè):TOC,酸性物質的去除
C、電鍍產業(yè):毀壞氰化物,EDTA
D、采礦:去除氰化物
E、木材加工:去酚
F、石油化學制品:去除BTEX（苯、甲苯、乙苯和二甲笨）和汽油添加劑MTBE
G、核能:去除TOC
H、煉油廠:氯乙烯
I、易爆的制造業(yè):TNT
J、藥品制造業(yè):去除TOC、內毒素
液相臭氧在紫外光的輻射下會分解產生活潑的次生氧化劑OH自由基。OH自由基與水中的溶解物進行反應。其中對自由基產生的機理存在兩種解釋，即：
O3+hv-----O+O2
O+H2O----2OH
和O3+H2O+hv----H2O2+O2
H2O2+hv----2OH
盡管現(xiàn)在還不能確定哪種機理正確或在產生OH過程中占主導地位，但它們都得出1mol臭氧在紫外光輻射下產生2molOH這一結論。
臭氧－紫外（O3/UV）聯(lián)合作用機理為：
a)紫外光輻射下，有機物的鍵發(fā)生斷裂而直接分解；
b)紫外光輻射下，水中臭氧分解成更強氧化能力的自由基，增加了對水中有機物的氧化能力和速度；
c)紫外光輻射使有機物外層電子處于激發(fā)態(tài)，提高分子的自由能，使有機物分子活化，從而易于在氧化劑臭氧的作用下氧化分解。
3、各種方法對自來水中大腸桿菌滅菌率比較
在自來水各項基本指標都相同的條件下，用O3、UV、O3/UV分別做大腸桿菌殺菌率對比試驗，結果如圖一所示
由以上試驗可知，臭氧－紫外（O3/UV）聯(lián)合作用效果不僅超過單獨臭氧和單獨紫外線的作用，甚至超過兩者的疊加。在實際應用中，在游泳池中采用臭氧－紫 外法會比單一使用臭氧減少臭氧投加量50％以上。同時，由于紫外光輻射的作用，水中的臭氧多數轉化為自由基OH，并且紫外線對水中剩余的臭氧有分解和破壞 作用，通過測試水中臭氧剩余濃度可知，經過紫外光輻射后水中剩余臭氧的濃度低于0.05mg/l，這樣使水中揮發(fā)到空氣中的臭氧濃度低于國家安全排放標準 成為可能。同時可以不用活性炭罐對水中臭氧進行吸附，減少了工程成本。再有，紫外光輻射與臭氧相結合，能使氧化速度提高10～104倍，因此，大大縮小了 臭氧反應罐的體積，甚至不用反應罐，而利用管道的長度來增加臭氧與水的混合時間。
4、光催化臭氧化（O3/UV）技術在游泳池中的應用特點
UV-O3系統(tǒng)的高效氧化過程其優(yōu)點可歸納如下：
●環(huán)保：無二次污染，除游泳池異味，免發(fā)質損傷，消除池水對人眼睛和皮膚的刺激。
●節(jié)水：反洗水減少50%，總節(jié)水20%。
●省藥：池水混凝劑和氯制劑可減少80%
●高效：殺菌能力和殺菌速度大幅提高，避免使用活性炭罐的麻煩及衛(wèi)生方面的問題。
●便捷：需用廠房面積小，安裝、操作容易，維護也較簡單。
●自然：可以有效去除氯氣味，空氣清新，水質潔凈，蔚藍透明
●成本低：，是單一使用臭氧成本的1/2。
5、游泳池光催化臭氧化系統(tǒng)選擇與設計的主要考慮因素
a)主要設計依據
水質評價應按GB9667-1996《游泳場所衛(wèi)生標準》要求進行，設計主要應依據CECS14-2002《游泳池和水上游樂池給水排水設計規(guī)范》，人員 負荷設計等可參考DIN19643《游泳池與浴池水的處理》等。過濾器應符合《JB2932水處理環(huán)保設備制造技術條件》等。
b)水處理循環(huán)方式、循環(huán)周期和流量
池水凈化處理循環(huán)方式有順流、逆流、混合流三種，規(guī)范池、比賽池應采用混合流凈化處理循環(huán)方式。
循環(huán)周期：Tx=24/n（h），n為每天循環(huán)次數，公共游泳池一般為4-6次。
循環(huán)流量：qx=fV/Tx其中Tx循環(huán)周期，f為管道、凈水設備和補給水箱的水容積系數，一般按1.1-1.2選取，V為游泳池的水容積。
c)臭氧投加量的確定：
以標準游泳池（21mX50m,水深1.8m）為例：標準池水量1890m3
采用分流量投加
臭氧投加量：0.6-1.0mg/L，
如以標準泳池為例，qx=1.11890/6=340噸/小時
如采用分流量投加，一般分流量為全流量的25%，上述例則為340/4=85m3/h。
單一臭氧投加量：D=qx投加量，,投加量0.8mg/l，則D=68克/小時。
考慮到紫外光催化的作用，實際的臭氧投加量為68X50％＝34克/小時（可選擇40g/h的臭氧發(fā)生器一臺即可）。
注：臭氧投加量大小的選擇必須考慮混合系統(tǒng)的混合效率后才能決定，如果混合系統(tǒng)混合效率低，就要相應采用高數值的臭氧投加量。效率高可以低數值臭氧投加量。
d)臭氧投加方式：
標準要求負壓投加，一般采用射流或氣液混合泵吸入法,實踐表明氣液混合泵混合效率可高達80％左右，因此本方案采用氣液混合泵進行臭氧與水的混合。
e)紫外線的選擇
紫外線消毒設備可根據分流量水量略放大一些，選取標準設備即可。此例可選用100t/h的紫外線設備，功率700W。
6、工藝流程圖
結論：
1、臭氧光催化系統(tǒng)對游泳池水的消毒效率大于單獨使用臭氧或紫外線,具有廣泛的推廣價值。
2、臭氧光催化系統(tǒng)降低了游泳池的消毒成本，消毒系統(tǒng)體積小，安裝、操作、維護簡單方便。
3、臭氧與紫外線相結合的技術具有良好的研究開發(fā)價值和廣闊的應用前景
