臭氧在美国水厂的应用情况

　　美国对使用臭氧处理的市政水厂，按其设计意图对臭氧的处理性能作了对比，总的来说，所得的结论一致，即臭氧解决了所提出的问题，无论臭氧是用在控制三卤甲烷、味、嗅、色度、有机物，使用混凝剂改善滤池性能，降低浊度与运行费用诸方面，都能够满足给水企业的各项要求。
　　近来美国与加拿大的几家使用臭氧处理的水厂对臭氧处理性能与发展趋势作了研究与分析。
　　臭氧是一种强氧化剂，它可以解决消毒问题，以及消毒副产物（DBPS），味、嗅、色度、农药、铁和锰等水质问题，而不形成氯化副产物。
　　美国有17家水厂已恢复使用臭氧，给水企业为满足《地表水处理法》（SWTR）以及即将出台的《消毒副产物法》（DBR），上述数字预计还将增大。截至1994年，美国臭氧处理水厂的数字预期将超过40多家。
　　正在使用或安装臭氧装置的大部分水厂是以地表水为水源，使用臭氧是为了解决消毒、消毒副产物、味、嗅和农药等问题，而这些问题常伴随着地表水而存在。
　　少数以地下水为水源而使用臭氧的水厂，是为了控制消毒副产物，色，味及其他有机物，为清除地下水色度，一些水厂对臭氧的应用在增长，这样可避免形成氯化消毒副产物。目前仅有两个使用臭氧处理的地下水水厂中，一个是为了去除挥发性有机物，另一个是为了除色。
　　臭氧的投加位置各水厂不尽相同。大部分将臭氧投加在预处理阶段；其余投加点有沉淀后的和滤后的。
　　有一半水厂由于原水水质良好而仅在预处理中设唯一的臭氧投加点，假如原水浊度，总有机碳及大肠菌效低，那么臭氧在预处理中的投加量，与在处理工艺的下游投加时，两者的投加量将不会有多大差异。
　　因此预处理中投加臭氧可能对臭氧的氧化能力有利（消毒及消毒副产物、味、嗅的控制）同时还能加强随后的混凝、絮凝以及过滤等工艺。有时可把臭氧看作具微絮凝作用。这种作用有利于降低混凝剂投量、延长过滤周期、提高滤速，并且/或者降低滤后水浊度。
　　目前已注意到在一些零部件上出现了腐蚀，包括干燥器、发生器以及支撑接触器中扩散装置的管子。
　　在温暖的季节时，有经验的使用者建议在进气装置上加用一台致冷干燥器和水冷却系统，为了有助于防止灰尘进入臭氧发生器，还建议在进气装置的脱水干燥器后面安装一台过滤器。
　　用户认为使用臭氧工艺主要的是培训操作人员和维修人员。
　　近来随着有关人员对现有臭氧处理水厂性能、可靠性、初步设计的关心，预期臭氧将成为可选用的工艺，特别是在现行的SWTR和即将执行的DBR标准要求下，一旦DBR定案，大概会有更多的臭氧安装需要计划、设计和建造。臭氧的使用为不产生消毒副产物创造了条件。这些严格的规定，特别是EPA对三卤甲烷的有关规定，希望能促使更多的水厂在2000年前使用臭氧工艺。
　　臭氧发生装置的各部件有多种选择，包括进气、发生器、接触器和废气自行消除（见图）。有些设备具有通用性，所以已形成工业标准。
　　各种进气装置与发生器价格相差不多，因此诸如运行与维修简便因素就成为选择的关键因素。

　　臭氧是不稳定气体，因此必须现场发生，发生臭氧的气源可以是空气或氧气。大部分水处理厂以空气做为原料气体，氧气次之，或者二者混合使用。然而这一统计数字并不准确，因为在较新水厂中有使用氧气、空气各半的趋向，这可能是由于某些地区液态氧的价格较低的缘故。
　　使用或装有以空气作为原料的大部分水厂都用低压供气系统（10-30PSI）（译注：1PSI=214.8PA）。大部分装置中气源的制备是通过致冷和干燥的。空气压缩机主要作用是使液体循环（离心式），其后是转动的螺旋和转动的叶瓣。
　　多重干燥机
　　典型的现行水厂的设计包括多重干燥机和空气滤清器。因为不够干燥的空气会导致美国臭氧水厂早期发生过的一些问题，包括冷凝问题。冷凝损坏发生器并减少臭氧的发生量。
　　大部分水厂用的是中频发生器，少数用低频发生器， 一些较小的水厂则使用高频发生器。中频发生器在一些新装水厂使用较普遍。
　　接触器选用上/下挡板槽式、螺旋式、组装式、涡沦式、深U型管、外部混合器等等。
　　EPA根据示踪试验中10%的示踪物穿透，规定了有效接触时间，有些公司已对照接触器的理论性能对其接触器的实际性能作了测定。根据颁布的SWTR，强调了对贾弟虫和其他病毒的消毒或称钝化作用，这是根据剩余浓度及水中停留时间来确定正确消毒方法，臭氧的保持浓度和接触时间（CT）已暴露出了问题。
　　从臭氧接触器处理废气的臭氧消除装置最常用的是热力式或催化式消除装置，该装置已在美国制订了标准，与欧洲相比，更多的用户还是相信热力消除装置。

摘译