水处理臭氧设备间设计探讨

臭氧及臭氧催化氧化工艺在给水、市政污水、工业废水处理过程中应用比较广泛，对于臭氧设备间（或者臭氧发生间）的设计我们需要注意些什么呢？本篇文章就主要介绍和探讨一下相关内容，具体如下。

一、制备臭氧介绍

制备臭氧的气源主要包括氧气源、空气源和富氧源三种。气源中的碳氧化合物、颗粒物、氮以及氟等物质的含量要满足臭氧发生器的要求。

氧气源臭氧发生器为液氧经过汽化器变为气体后作为原料气。运行费用低，应充分考虑的影响因素包括氧气罐租赁、氧气源来源和价格的稳定性，氧气罐的高度是否违反工程限高和安全的要求，氧气源不适用于地下污水厂以及氧气罐与附近设施的距离未达到安全距离要求的情况。一般用于20kg/h以上的设备。液氧储罐供氧装置的液氧储存量应根据场地条件和当地的液氧供应条件综合考虑确定，一般不宜少于最大口供氧量的3天用量。

空气源臭氧发生器将压缩空气经过冷却、干燥、过滤处理后作为原料气，常用于10kg/h以下的设备。

富氧源臭氧发生器将无油压缩空气经过冷干和过滤处理后送入制氧机，将氧气收集作为原料气，特点是运行费用较低。主要包括空压机、空气储罐、冷干机、除油过滤、除尘过滤、制氧机、氧气储罐、臭氧发生器和水泵板换组件，多用于10~20kg/h的设备。制氧机供氧装置应设有备用液氧储罐，其备用液氧的储存量应满足制氧设备停运维护或故障检修时的氧气供应量，不应少于2天的用量。

臭氧发生装置的组成主要包括臭氧发生器、臭氧电源柜、供电及控制设备、冷却设备气源系统、投加系统、尾气系统、配套检测仪器和仪表(臭氧和氧气泄漏探测及报警设备)等。要求气源含油量小于 0.01mg/m3，粉尘颗粒度小于0.01~1μm。主要参数包括臭氧产量、浓度、功率、出口压力、出气/进气体积比等。设计中要向供货商提供详细的设备参数。

二、工艺设计要求介绍

供应氧气的气源装置应紧邻臭氧发生装置，其设置位置及输送气管道的敷设必须满足现行国家标准《氧气站设计规范》(GB50030)的有关规定。以空气或制氧机为气源的气源装置应设在室内;以液氧储罐为气源的气源装置宜设置在露天，但对产生噪声的设备应有降噪措施。臭氧发生装置应尽可能设置在离臭氧接触池(用气量较大的位置)较近的位置。

设计设备的平面布置图先从各供货商提供的图纸开始着手。臭氧设备应根据不同的功能分开布置，主要包括5个功能区:a空气压缩、空气处理和储存部分(或纯氧部分):b制氧机和氧气储罐(如有):c臭氧制造部分;d供电部分;e臭氧接触反应部分。每部分应设单独的房间，尺寸根据设备尺寸和通道维护空间需要确定。

臭氧发生器的两端应留出检修空间(约1.8m，考虑放电管需抽出检修所需距离)，臭氧发生器与其他设备(空压机、鼓风机和水泵)之间的主要通道宽度净空不宜小于1.5m。当机器的宽度与高度均小于800mm时，则通道宽度净空可减少到不小于0.8m。相邻机组间的距离参见《给水排水设计手册》。

电动机容量<55kW时：相邻机组间距不得小于0.8m。

电动机容量>55kW时：相邻机组间距不得小于1.2m。

在保证设备布置的前提下宜尽量减小臭氧设备间的尺寸，节约造价。平面布置按照流程顺序布置，如果环境条件允许，臭氧接触反应池可在室外。平面布置确定后，根据设备的外形图确定连接管道的标高。

三、其他设计要求介绍

各个房间应完全用独立的供暖、通风和空调以及单独的室外出入口，对于可能被臭氧泄漏污染的封闭空间两分钟换气一次。并设置臭氧泄漏报警仪(报警浓度为0.1x10^-6)与换气装置和臭氧发生器联动。

配电柜要与臭氧发生器距离近些，注意留足配电柜开门方向需要的尺寸。电源柜最好单独一个房间，如果和臭氧发生器放在一个房间。则需要做防爆处理。电源柜防护等级不应低于IP44，并符合GB4208的规定。

臭氧发生器的冷却系统包括外循环冷却水和内循环冷却水系统两部分。每台臭发生器可以配1台板式换热器和内循环冷却水泵，也可以多台臭氧发生器共用几台板式换热器，但内循环冷却水泵要和臭氧发生器数量一致，一一对应。臭氧发生器的冷却水出水管路上宜安装流量开关和温度变送器，当冷却水的流量不足或温度超过设定值时报警。冷却水管道不宜沿地面铺设，可设在管沟内，管沟底设坡度坡向末端集水坑。冷却水管道附近要设集水沟，绘制循环冷却水系统图。系统图应尽量详尽。

直接冷却臭氧发生器的冷却水应满足以下条件：pH值不小于6.5且不大于8.5，氯化物含量不高于250mg/L，总硬度（以 CaCO3计）不高于 450mg/L，浑浊度不高于1NTU。

抽吸臭氧气体水射器的动力水不宜采用原水。

臭氧设备间与变配电间的距离应满足规范要求的25m的要求，与其他建筑的距离要满足10m以上的要求。臭氧设备间的设计要满足建筑防火规范、制氧站规范和通风要求。

臭氧设备间的管道材质主要为：臭氧管道不锈钢SS316L;氧气管道不锈钢SS304;空气管道为碳钢管（GB 50013-2006）。空中管道要设支架或者吊架。高度不能妨碍人和设备的通行。

根据流量计应用的位置宜使用不同类型的臭氧流量计，主要计量位置有两个。

①臭氧发生室的进气端可选用玻璃转子流量计、金属浮子流量计、孔板流量计或质量流量计，以原料气(空气或氧气)标定，可准确测量进人臭氧发生室的原料气的体积流量，经温度压力修正后的流量值可按测得的出气端臭氧浓度换算为臭氧化气的体积流量，用于臭氧产量计算。

②臭氧发生室的出气端可选用的流量计有容积式流量计、涡街流量计、超声流量计,需要对温度和压力按照规范修正。臭氧发生器出气端常用涡街流量计。当臭氧输送管道分配到不同的臭氧投加点时，应在各分支管路上安装玻璃转子流量计和压力表，应安装阀门(通常为 316L材质，闸阀)用于调节流量和检修，各支路的管道尺寸应根据分支点与投加点的距离进计算。

四、规范标准设计要求介绍