ITT WEDECO臭氧技術在昆山深度處理中的應用
作為世界上最主要的臭氧系統制造商，WEDECO有幸參與了昆山市深度處理工程的投標工作并一舉奪標。經過專家小組的評定，WEDECO的臭氧發生器具有操作簡單，運行可靠，斜電量1 ，臭氧濃度高，占地面積協等特點；而且和其它臭氧制造商相比，WEDECO在中國水處理行業占有絕對優勢的市場份額，并且安裝經驗豐富，還可以提供國內的技術服務；在此基礎上WEDECO的價格優勢也比其它廠家明顯。
昆山東靠上海，西鄰蘇州，自改革開放以來，經濟發展迅速。在國家統計局公布的全國百強縣(市)排名中，昆山位列第一。隨著人民生活水平的提高，廣大老百姓更加關注于自身的健康，對飲用水水質的要求也越來越高。昆山市政府和昆山自來水公司在保護水源(傀儡湖)的同時，決定投人大量資金上深度處理工程，也就是采用科學的臭氧加生物活性炭工藝。臭氧深度處理工藝的原理，就是利用臭氧的強氧化能力，對水中溶解性有機物，鹵代甲烷前驅物，以及產生異味物質(水中土霉味物質、2-MIB等)的氧化去除，微生物的消毒殺菌等的深度凈化處理。(見圖1)
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昆山徑河水廠的生產能力為600,000m3/d，前臭氧的設計投加量為1mg/l，后臭氧的設計投加量為2mg/l，最大臭氧需求量為75kg/h。WEDECO提供四臺單機產量為20kg/h的臭氧發生器及配套的前后臭氧系統，并負責安裝和調試。
昆山第三水廠(二期)的生產能力為400 , 000m3/d，前臭氧的設計投加量為1 mg/1，后臭氧的設計投加量為2mg/1，最大臭氧需求量為50kg/h。WEDECO提供三臺單機產量為20kg/h的臭氧發生器及配套的前后臭氧系統，并負責安裝和和調試。
為了保證昆山的老百姓在2007年春節前能喝上優質的深度處理的水此項目的特點是:投人大，工期緊。從臭氧發生系統的合同簽定到正式投產只有9個月的時間。
一般來講，同等規模的項目，臭氧發生器的供貨周期為6—-8個月，海運還需1個月。現場安裝每個水廠需要約3個月，兩個水廠大概需要半年的時間。為了能夠達到在春節前供水的目的，WEDECO和昆山自來水公司行多次商討，一方面德國方面加緊生產，盡可能的縮短制造期;另一方面德國工程師在項目開始之前多次到設計院和現場進行技術交流，一經發現土建中有問題存在，施工單位馬上進行改進;在安裝過程中，采取兩個水廠同時進行的原則;并在項目最后的沖刺階段，德國方面又派來了另外一位德國工程師以確保項目能按期完成。經過雙方共同的努力和相互的支持，雖然任務艱巨，但最后完成的結果還是令雙方非常滿意(見圖2)。
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中國自來水廠應用臭氧處理技術開始于上世紀八十年代中期。但大規模的發展還是在衛生部《生活飲用水衛生規范》正式把化學污染物作為飲用水控制指標后。近幾年，廣東、浙江、上海等地陸續新建、改建了臭氧處理工藝水廠，安裝臭氧設備發生量達幾百公斤，其中包括由WEDECO提供臭氧發生系統及技術的深圳海林水廠，浙江的桐鄉、海鹽、嘉善、平湖、乍浦、海寧、杭州濱江地面水廠.以及上海的浦東臨江水廠等。
昆山深度處理工程是我國江蘇省的第一個深度處理工程，也是目前為止國內最大的深度處理工程。
下面以徑河水廠為例，介紹一下WEDECO的臭氧發生系統的組成(見圖3)。
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1. 氣源供應
VPSA/PSA車間提供濃度大于90%，常壓露點低于一65℃，壓力將下降壓力在1.8bar(g) ±0.1的氧氣。
如果液氧太純，在超過99.6%的情況下，混入少量的空氣(加氮)到原料氣是必要的，以預防臭氧產生量的不足.壓縮空氣由水廠提供，WEDECO提供干燥機對壓縮空氣進行干燥。加氮系統的加氮量通過針閥來調節，通過流量計從視覺上來控制。原料氣的露點通過一個露點傳感器來監測。其它的控制參數有入口壓力，入口溫度和流量等，微粒過濾器能夠防止微粒進人臭氧發生器。
2.臭氧生產
臭氧發生器的最大入口壓力由雙聯壓力開關來控制。如果此壓力超過一定的極限值，臭氧生產線馬上緊急停止運行，隔離閥將立刻自動關閉。
臭氧系統的核心部分是WEDECO EFFIZON HP電極。制造臭氧的原料氣穿過電極管與絕緣介質管之間的很小的環形空間，以及絕緣介質管和不銹鋼管之間的環行空間。
在臭氧產生過程中，部分電能轉換成熱能。這些熱能被流過不銹鋼管的冷卻水帶走。
氣體流量計安裝在臭氧發生器出口處，測量實際流量。PLC需要此值，然后和臭氧分析儀一起來計算臭氧的產量。平衡通過各個臭氧發生器的氣流也需要流量計。
3.儀表
每一臺臭氧發生器裝備一臺高濃度臭氧濃度分析儀，被測氣體中的臭氧成分將被分析儀自帶的催化破壞器分解破壞掉。
臭氧產量的計算公式為:
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在臭氧車間分別裝有一個臭氧泄露探頭和一個氧氣泄漏探頭。如果發生泄漏，超過預定值，臭氧的生產馬上停止。所有的開關閥門進入安全位置。閃光信號燈、報警器和排氣扇被自動驅動。
4.臭氧的投加和擴散系統
臭氧氣體被用在預臭氧接觸池和后臭氧接觸池。操作人員必須預先設定預臭氧接觸池和后臭氧接觸池的臭氧的投加量。接合外來的水流量信號,PLC將自動計算必要的臭氧量，并使用氣體調節閥分配氣體到前后臭氧。
一共有四個預臭氧接觸池。到每一個接觸池的氣流的分配可以用閥門手動調節，由流量計從視覺上來控制。另外還配有止回閥，防止水倒流回臭氧發生器。 在水射器里，升壓泵產生強大的水流通過水射器，使氣體一側處于岌壓狀態。
臭氧氣體被吸進水射器，在那里同水完全混合。總共安裝六個升壓泵，一個泵對應一個水射器。二號泵和四號泵是備用泵。氣體/水混合物送到噴射嘴，噴射嘴的設計能有效地使含臭氧的旁水流和主水流在預臭氧接觸池內充分混合。
總共有六個后臭氧接觸池。分配到每一個接觸池的每一格的氣流可以由閥門來人工調節，通過流量計從視覺上來控制。
在后臭氧采用曝氣頭的投加方式。一般情況下，投加50%的氣體到第一格，25%到第二格，25%到第三格。 每個接觸池都裝有雙向安全閥。安全閥在負壓或過壓25mbar的情況下打開。
5.尾氣臭氧破壞系統
離開接觸池的尾氣首先通過一個除霧器，阻止水汽進入臭氧破壞器。 尾氣臭氧破壞系統包括一個鼓風機和一個催化臭氧破壞器。
鼓風機在接觸池內創造一個負壓，防止臭氧通過泄漏逃離接觸池，比如在人孔蓋位置，創造必要的負壓使氣流流過破壞器。
催化劑在常溫下就可反應，但是為了防止冷凝和冷凝水在破壞器里聚集，進人破壞器的氣流被加熱到40-600C。
在破壞器的底部裝有一個泄放閥，用來排除冷凝水。每個接觸池布置裝有兩個破壞器，其中一個處于備用狀態。
6.臭氧發生器的冷卻系統
冷卻水系統采取閉環式冷卻水系統，兩臺臭氧發生器共用一臺熱交換器。
在臭氧產生的過程中，一部分能量轉化成熱能。冷卻水的溫度對臭氧生產的效率有很大的影響。因此重要的是，發生器要用規定的冷卻水。冷卻水的水質要達到下面的質量，防止對臭氧發生器內部腐蝕:不含鐵銹或者鐵渣;不含非溶解的或者腐蝕性的成份；
鐵<0.2mg/l；
錳小于<0.05 mg/I；
懸浮顆粒<0.1mg/l ；
氯化物<100mg/l；
到臭氧發生器的冷卻水流可以用閥門來調節，流量計從視覺上來控制。 在臭氧發生器的輸出管安裝雙聯溫度開關，對冷卻水的溫度進行監控。變頻器系統也需要用冷卻水進行冷卻。冷卻水流由流量計和電磁閥來控制。
徑河水廠深度處理工藝自2007年1月29日運行，2月23日開始正常運行。投加量從1.6mg/L到2.0mg/L不等，投加量控制主要是將炭池進水余廷氧濃度控制在0.02mg/L左右。砂濾池出水經臭氧活性炭后COD去除率明顯上升，該工藝對COD的去除有一定的優勢。另外隨著時間的推移(天氣轉暖，溫度升高)，活性炭去除氨氮的優勢也漸漸顯現。水中加入的臭氧分解為氧氣后，增加了水中溶解氧的濃度。主臭氧的出水溶解氧首先明顯上升，之后逐步下降。這表明，活性炭濾池進水具有較高的溶解氧濃度，加上臭氧氧化有機物后水中可生物利用有機物增加，有利于活性炭上微生物的生長，因此活性炭變為生物活性炭，利用活性炭上微生物對有機物的降解作用,提高了對殼機物的去除效率和活性炭的使用周期。
比較深度處理工藝運行前和運行后，水廠出廠水水質的各項指標，結果見表1。深度處理工藝剛剛起步，03-BAC工藝對NH3-N , CODMn、的去除效果還沒有完全顯現，目前NH,-N去除率與常規處理相比較平均可提高27.9%，去除率最高可達77.2%，且去除效果隨著氣溫的上升呈現提高的趨勢;COD、去除率與常規處理相比較平均可提高32.8%，去除率最高可達74.6% ，出水感3.0mg/L，已達到衛生部規范和建設部標準的要求，經過臭氧活性炭處理后，出水色度、嗅和味等感官指標也有大幅度的改善，嗅和味基本沒有、口感明顯改善。
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