ITT WEDECO臭氧技术在昆山深度处理中的应用
作为世界上最主要的臭氧系统制造商，WEDECO有幸参与了昆山市深度处理工程的投标工作并一举夺标。经过专家小组的评定，WEDECO的臭氧发生器具有操作简单，运行可靠，斜电量1 ，臭氧浓度高，占地面积协等特点；而且和其它臭氧制造商相比，WEDECO在中国水处理行业占有绝对优势的市场份额，并且安装经验丰富，还可以提供国内的技术服务；在此基础上WEDECO的价格优势也比其它厂家明显。
昆山东靠上海，西邻苏州，自改革开放以来，经济发展迅速。在国家统计局公布的全国百强县(市)排名中，昆山位列第一。随着人民生活水平的提高，广大老百姓更加关注于自身的健康，对饮用水水质的要求也越来越高。昆山市政府和昆山自来水公司在保护水源(傀儡湖)的同时，决定投人大量资金上深度处理工程，也就是采用科学的臭氧加生物活性炭工艺。臭氧深度处理工艺的原理，就是利用臭氧的强氧化能力，对水中溶解性有机物，卤代甲烷前驱物，以及产生异味物质(水中土霉味物质、2-MIB等)的氧化去除，微生物的消毒杀菌等的深度净化处理。(见图1)
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昆山径河水厂的生产能力为600,000m3/d，前臭氧的设计投加量为1mg/l，后臭氧的设计投加量为2mg/l，最大臭氧需求量为75kg/h。WEDECO提供四台单机产量为20kg/h的臭氧发生器及配套的前后臭氧系统，并负责安装和调试。
昆山第三水厂(二期)的生产能力为400 , 000m3/d，前臭氧的设计投加量为1 mg/1，后臭氧的设计投加量为2mg/1，最大臭氧需求量为50kg/h。WEDECO提供三台单机产量为20kg/h的臭氧发生器及配套的前后臭氧系统，并负责安装和和调试。
为了保证昆山的老百姓在2007年春节前能喝上优质的深度处理的水此项目的特点是:投人大，工期紧。从臭氧发生系统的合同签定到正式投产只有9个月的时间。
一般来讲，同等规模的项目，臭氧发生器的供货周期为6—-8个月，海运还需1个月。现场安装每个水厂需要约3个月，两个水厂大概需要半年的时间。为了能够达到在春节前供水的目的，WEDECO和昆山自来水公司行多次商讨，一方面德国方面加紧生产，尽可能的缩短制造期;另一方面德国工程师在项目开始之前多次到设计院和现场进行技术交流，一经发现土建中有问题存在，施工单位马上进行改进;在安装过程中，采取两个水厂同时进行的原则;并在项目最后的冲刺阶段，德国方面又派来了另外一位德国工程师以确保项目能按期完成。经过双方共同的努力和相互的支持，虽然任务艰巨，但最后完成的结果还是令双方非常满意(见图2)。
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中国自来水厂应用臭氧处理技术开始于上世纪八十年代中期。但大规模的发展还是在卫生部《生活饮用水卫生规范》正式把化学污染物作为饮用水控制指标后。近几年，广东、浙江、上海等地陆续新建、改建了臭氧处理工艺水厂，安装臭氧设备发生量达几百公斤，其中包括由WEDECO提供臭氧发生系统及技术的深圳海林水厂，浙江的桐乡、海盐、嘉善、平湖、乍浦、海宁、杭州滨江地面水厂.以及上海的浦东临江水厂等。
昆山深度处理工程是我国江苏省的第一个深度处理工程，也是目前为止国内最大的深度处理工程。
下面以径河水厂为例，介绍一下WEDECO的臭氧发生系统的组成(见图3)。
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1. 气源供应
VPSA/PSA车间提供浓度大于90%，常压露点低于一65℃，压力将下降压力在1.8bar(g) ±0.1的氧气。
如果液氧太纯，在超过99.6%的情况下，混入少量的空气(加氮)到原料气是必要的，以预防臭氧产生量的不足.压缩空气由水厂提供，WEDECO提供干燥机对压缩空气进行干燥。加氮系统的加氮量通过针阀来调节，通过流量计从视觉上来控制。原料气的露点通过一个露点传感器来监测。其它的控制参数有入口压力，入口温度和流量等，微粒过滤器能够防止微粒进人臭氧发生器。
2.臭氧生产
臭氧发生器的最大入口压力由双联压力开关来控制。如果此压力超过一定的极限值，臭氧生产线马上紧急停止运行，隔离阀将立刻自动关闭。
臭氧系统的核心部分是WEDECO EFFIZON HP电极。制造臭氧的原料气穿过电极管与绝缘介质管之间的很小的环形空间，以及绝缘介质管和不锈钢管之间的环行空间。
在臭氧产生过程中，部分电能转换成热能。这些热能被流过不锈钢管的冷却水带走。
气体流量计安装在臭氧发生器出口处，测量实际流量。PLC需要此值，然后和臭氧分析仪一起来计算臭氧的产量。平衡通过各个臭氧发生器的气流也需要流量计。
3.仪表
每一台臭氧发生器装备一台高浓度臭氧浓度分析仪，被测气体中的臭氧成分将被分析仪自带的催化破坏器分解破坏掉。
臭氧产量的计算公式为:
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在臭氧车间分别装有一个臭氧泄露探头和一个氧气泄漏探头。如果发生泄漏，超过预定值，臭氧的生产马上停止。所有的开关阀门进入安全位置。闪光信号灯、报警器和排气扇被自动驱动。
4.臭氧的投加和扩散系统
臭氧气体被用在预臭氧接触池和后臭氧接触池。操作人员必须预先设定预臭氧接触池和后臭氧接触池的臭氧的投加量。接合外来的水流量信号,PLC将自动计算必要的臭氧量，并使用气体调节阀分配气体到前后臭氧。
一共有四个预臭氧接触池。到每一个接触池的气流的分配可以用阀门手动调节，由流量计从视觉上来控制。另外还配有止回阀，防止水倒流回臭氧发生器。 在水射器里，升压泵产生强大的水流通过水射器，使气体一侧处于岌压状态。
臭氧气体被吸进水射器，在那里同水完全混合。总共安装六个升压泵，一个泵对应一个水射器。二号泵和四号泵是备用泵。气体/水混合物送到喷射嘴，喷射嘴的设计能有效地使含臭氧的旁水流和主水流在预臭氧接触池内充分混合。
总共有六个后臭氧接触池。分配到每一个接触池的每一格的气流可以由阀门来人工调节，通过流量计从视觉上来控制。
在后臭氧采用曝气头的投加方式。一般情况下，投加50%的气体到第一格，25%到第二格，25%到第三格。 每个接触池都装有双向安全阀。安全阀在负压或过压25mbar的情况下打开。
5.尾气臭氧破坏系统
离开接触池的尾气首先通过一个除雾器，阻止水汽进入臭氧破坏器。 尾气臭氧破坏系统包括一个鼓风机和一个催化臭氧破坏器。
鼓风机在接触池内创造一个负压，防止臭氧通过泄漏逃离接触池，比如在人孔盖位置，创造必要的负压使气流流过破坏器。
催化剂在常温下就可反应，但是为了防止冷凝和冷凝水在破坏器里聚集，进人破坏器的气流被加热到40-600C。
在破坏器的底部装有一个泄放阀，用来排除冷凝水。每个接触池布置装有两个破坏器，其中一个处于备用状态。
6.臭氧发生器的冷却系统
冷却水系统采取闭环式冷却水系统，两台臭氧发生器共用一台热交换器。
在臭氧产生的过程中，一部分能量转化成热能。冷却水的温度对臭氧生产的效率有很大的影响。因此重要的是，发生器要用规定的冷却水。冷却水的水质要达到下面的质量，防止对臭氧发生器内部腐蚀:不含铁锈或者铁渣;不含非溶解的或者腐蚀性的成份；
铁<0.2mg/l；
锰小于<0.05 mg/I；
悬浮颗粒<0.1mg/l ；
氯化物<100mg/l；
到臭氧发生器的冷却水流可以用阀门来调节，流量计从视觉上来控制。 在臭氧发生器的输出管安装双联温度开关，对冷却水的温度进行监控。变频器系统也需要用冷却水进行冷却。冷却水流由流量计和电磁阀来控制。
径河水厂深度处理工艺自2007年1月29日运行，2月23日开始正常运行。投加量从1.6mg/L到2.0mg/L不等，投加量控制主要是将炭池进水余廷氧浓度控制在0.02mg/L左右。砂滤池出水经臭氧活性炭后COD去除率明显上升，该工艺对COD的去除有一定的优势。另外随着时间的推移(天气转暖，温度升高)，活性炭去除氨氮的优势也渐渐显现。水中加入的臭氧分解为氧气后，增加了水中溶解氧的浓度。主臭氧的出水溶解氧首先明显上升，之后逐步下降。这表明，活性炭滤池进水具有较高的溶解氧浓度，加上臭氧氧化有机物后水中可生物利用有机物增加，有利于活性炭上微生物的生长，因此活性炭变为生物活性炭，利用活性炭上微生物对有机物的降解作用,提高了对壳机物的去除效率和活性炭的使用周期。
比较深度处理工艺运行前和运行后，水厂出厂水水质的各项指标，结果见表1。深度处理工艺刚刚起步，03-BAC工艺对NH3-N , CODMn、的去除效果还没有完全显现，目前NH,-N去除率与常规处理相比较平均可提高27.9%，去除率最高可达77.2%，且去除效果随着气温的上升呈现提高的趋势;COD、去除率与常规处理相比较平均可提高32.8%，去除率最高可达74.6% ，出水感3.0mg/L，已达到卫生部规范和建设部标准的要求，经过臭氧活性炭处理后，出水色度、嗅和味等感官指标也有大幅度的改善，嗅和味基本没有、口感明显改善。
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