T-CUWA 10104-2023 臭氧水处理工程技术规程

Technicalspecificationfo中国城镇供水排水协会团体标准中国城镇供水排水协会公告中水协标字〔2023〕第3号现批准《臭氧水处理工程技术规程》为团体标准，编号T/CUWA10104—2023,自2023年7月1日起实施。本标准由中国城镇供水排水协会组织中国计划出版社出版中国城镇供水排水协会2023年3月27日根据中国城镇供水排水协会《关于印发<2021年中国城镇供本规程由中国城镇供水排水协会标准化工作委员会归口管本规程主编单位：太通建设有限公司本规程参编单位：中国市政工程中南设计研究总院有限公司林德(中国)投资有限公司青岛水务集团环境能源有限公司北京科胜美科技有限公司青岛爱康环保科技有限公司大连宇都环境工程技术有限公司浙江天行健水务有限公司北京万诺生态科技有限公司宋天远谢益佳万年红雷培树任伯敏王存峰刘德民宋布杰林翌栋欧阳吉庭程斌权伍哲王磊周有何伟军王传山靳江涛陈明如马可可本规程主要审查人员：张德跃崔福义郄燕秋厉彦松马小蕾赵乐军刘丽君 2术语和符号 2 2 43臭氧氧化工艺设施设计 5 5 5 7 4臭氧氧化组合工艺设计 5施工与验收 6运行管理与维护 7安全管理 本规程用词说明 引用标准名录 1 2 2 4 5 5 5 7 4Ozoneoxidation 6Operationmanagementandmaintenance 24Explanationofwordinginthisspec Listofquotedstandards Addition:Explanationofprovisions 2.1.1臭氧氧化工艺设施ozoneoxi为臭氧发生器提供纯度不低于90%的氧气气体的装置。自臭氧接触池顶部尾气管排出的含有少量臭氧(其中还含有通过一定的方法降低臭氧尾气中臭氧的含量，以达到既定排放浓度的装置。2.1.11臭氧氧化组合工艺ozoneoxidationcombinationp臭氧氧化与其他相关工艺协同或串联所组成的处理工艺。2.1.12臭氧氧化-生物活性炭组合工艺ozonation-biologicalactivatedcarboncombined利用臭氧氧化和颗粒活性炭吸附及生物降解所组成的处理工艺。2.1.13臭氧溶气气浮工艺dissolvedozonefloatationprocess同步利用臭氧氧化及臭氧和氧气混合气体进行溶气、释放、浮选组成的处理工艺。2.1.14臭氧氧化-生物滤池组合工艺ozonation-biologicalfilter利用臭氧氧化和生物滤池所组成的处理工艺。2.1.15臭氧/过氧化氢高级氧化工艺ozone/hydrogenperoxide同时投加臭氧和过氧化氢的高级氧化处理工艺。2.1.16臭氧溶气气浮液面负荷surfaceloadofdissolvedo-单位时间内臭氧溶气气浮池分离区单位表面积的产水量。2.1.17生物接触氧化滤池biologicalcontactoxidationfilter将生物接触氧化和过滤相结合，在非直接曝气但在进水有氧水获得净化的滤池。在好氧及最佳的反应条件下，活性污泥微生物以污水中有机2.1.19臭氧尾气回收利用utilizationofoff-gasozone将经臭氧尾气消除装置处理后的富氧气体收集污水处理厂生物处理好氧池或其他需要充氧的工艺单元，并采用相应曝气设备进行利用。m——臭氧设计产量；Q——设计水量；△CODc——去除CODc,(化学需氧量)的绝对量。3.1.1臭氧水处理工艺应根据水源水质、处理目标、场地条件等3.1.2臭氧氧化工艺设施应包括气源装置、臭氧发生装置、臭氧3.2.1臭氧发生器气源可采用空气气源或富氧气源。3.2.3富氧气源装置分为外购氧气装置和现场制氧装置，其中外购氧气装置组成宜包括液氧储罐、减压气化设备、调压设备、过滤3.2.4气源的选择宜对下列因素进行经济技术比选后确定：1臭氧工艺单元的综合运行成本；2臭氧的需求量，可依据处理水量、针对性试验及工艺目标要求等予以确认；3设备运行的稳定性与管理要求；4项目用地条件。3.2.5当采用空气气源装置时，应符合下列规定：1产气臭氧的浓度宜为2wt%～3wt%;2空气气源宜采用空压机或离心鼓风机的形式；3应参考项目当地的空气指标，在气源管路中配置过滤、除3.2.6当采用富氧气源装置时，应符合下列规定：1产气臭氧的浓度可在8wt%～16wt%之间调节，设计产气臭氧的浓度宜为10wt%;2外购氧气气源质量应满足臭氧发生器进气要求，并应符合表3.2.6-1的规定；限值氧气的浓度(体积分数)(%)氧气露点(1个标准大气压下)(C)氧气设计压力[MPa(g)]氧气送出温度(℃)氧气中颗粒尺寸(gm)氧气中总碳氢化合物(ppm)无油3外购氧气作为气源的，应设置独立的氧气站，氧气站设计4现场制氧的氧气气源质量应满足臭氧发生器进气要求，并应符合表3.2.6-2的规定；限值氧气的浓度(体积分数)(%)氧气露点(1个标准大气压下)(C)氧气设计压力[MPa(g)]氧气送出温度(℃)氧气中颗粒尺寸(gm)续表3.2.6-2限值氧气中总碳氢化合物(ppm)无油5现场制氧装置可根据项目大小选择采用变压吸附(PSA)、真空变压吸附(VPSA)、真空解吸(VSA)等成熟的现场制氧工艺；6现场制氧装置应配置精密过滤器、干燥器、氧气储气罐。3.3臭氧发生装置3.3.1臭氧发生装置应包括臭氧发生器、臭氧发生间内的氧气调备等。3.3.2臭氧发生器应符合下列规定：1臭氧发生器应包括臭氧发生罐体、供电及控制设备。2臭氧发生器的能力应满足最大臭氧投加量的要求。臭氧发生器的设计产量宜按下式计算：Q——设计水量(m³/h);q——臭氧投加量(mg/L)。3臭氧发生器可不设置硬备用设备，但宜具有一定的软备用能力。软备用工况下，产气臭氧的浓度宜大于或等于8wt%。4臭氧产量的调节范围应为设备额定产量的10%～100%。5臭氧产量不大于20kg/h的臭氧发生器宜采用一体撬装的结构，即供电单元与臭氧发生罐体集中布置。3.3.3采用管式臭氧发生器时，应符合下列规定：1管式臭氧发生器可选用立式或卧式。臭氧产量不小于10kg/h的臭氧发生器宜选用卧式。2放电管宜采用陶瓷或硼硅玻璃材质。3放电管数量宜留有2%～5%的余量。4放电管应有必要的保险隔离措施。5臭氧发生器与臭氧接触的部分，应采用022Cr17Ni12Mo2不锈钢材料等耐臭氧腐蚀的材料制造。6臭氧发生器采用水冷形式进行冷却，宜采用双循环间接闭式冷却。循环冷却水泵应设置硬备用。内循环冷却水宜采用纯净水或去离子水。外循环冷却水采用再生水时，应结合再生水的运行情况，防止再生水运行故障时对换热器的污染。外循环冷却水水质宜符合表3.3.3限值回水水温(C)氯化物(以Cl-计)(mg/L)总悬浮物(mg/L)颗粒粒径(mm)总硬度(以CaCO₃计)(mg/L)8采用外购氧气作为臭氧发生器气源的，在氧气进气管路中应加入1wt%～3wt%的氮气或净化后的压缩空气，投加的氮气流量应能根据臭氧的产量自动调节。9添加的空气应纯净，颗粒杂质、露点应满足臭氧发生器工作的基本要求。氮气补充设备由空气压缩机、冷干机、吸附式干燥3宜留有5%的设计余量，每50kg臭氧产量宜备用一个臭4单个放电室应设置可隔离故障臭氧放电室的高压保险隔5臭氧发生器冷却水条件应符合本规程第3.3.3条的规定。1臭氧发生装置应设置在室内。臭氧发生间宜靠近臭氧接GB50013的有关规定，宜控制在30℃以内或按设备厂家提供的于工业区废水厂，应经过针对性试验或参照同类工程相似经验2臭氧接触反应时间应根据不同工艺目的和待处理水的水镇污水厂或再生水厂，臭氧接触池反应时间宜为45min～60min;3接触池出水宜设计臭氧脱气室，脱气时间宜为5min~15min。臭氧接触池宜采用薄壁堰跌水出流，跌水高度不宜大4臭氧接触池尾气收集管可设置在臭氧脱气室池顶或臭氧6臭氧接触池设计水深宜为5m～9m。3.4.2臭氧投加装置分为微孔曝气装置和辐流喷射装置。微孔7臭氧投加量和增压水的气水比可为0.7kg/m³~1.2kg/m³,选用高温加热型；臭氧总投加量小于或等于100kg/h时，宜选用2反应腔体温度不应小于350℃;臭氧尾气在反应腔体内的停留时间不应小于2s;3.6.4预臭氧接触池出水端，应设置水中余臭氧浓度检测取样3.6.6臭氧投加主管道上应设置臭氧质量流量自动计量和调节3.6.7采用加热催化型的尾气消除装置时，应检测臭氧尾气浓2液氧、氧气、臭氧和尾气的管道，应预先进行脱油脱脂等应采用022Cr17Ni12Mo2不锈钢或以上的耐臭氧4当臭氧接触池原水进水氯离子浓度高于800mg/L时，与臭氧和原水接触部分的材料应选用022Cr23Ni5Mo3N不锈钢等4.1.1臭氧氧化组合工艺设计应根据设计水量、进水水质及特4.1.2给水臭氧处理工艺可选择臭氧氧化-生物活性炭组合4.2.1臭氧氧化-生物活性炭组合工艺可应用于微污染原水的4.2.2臭氧氧化-生物活性炭组合工艺系统应包括：臭氧接触4.2.4臭氧氧化-生物活性炭组合工艺设计参数，应符合下列12m³/(m²·h),空床接触时间宜为6min～10min;下向流颗粒活性炭吸附池空床流速负荷宜为7m³/(m²·h)~20m³/(m²·h),空床接触时间宜为6min～20min。4颗粒活性炭粒径及粒度组成应根据颗粒活性炭吸附池的作用、过流方式等按国家现行标准《室外给水设计标准》GB选用8目×30目、12目×40目或试验确定的规格，上向流的颗粒活性炭的规格宜选用30目×60目或试验确定的规格。5上向流颗粒活性炭吸附池炭层厚度宜为1.0m～2.0m,下向流颗粒活性炭吸附池炭层厚度宜为1.0m～2.5m。度宜采用55m²/(m²·h)～65m²/(m²·h),历时宜为3min～5min;水冲洗强度宜采用25m³/(m²·h)~45m²/(m²·h),历时宜为4.2.5颗粒活性炭吸附池配水配气系统宜采用适用于气水冲洗4絮凝池水力停留时间宜为5min～20min。5气浮池接触区水流上升流速宜为10mm/s～20mm/s。7矩形气浮池的有效水深宜为3.0m～4.0m,池中水力停留时间宜为10min～30min,矩形气浮池配水方向单格池宽不宜超过15m,沿水流方向的单格池长不宜超过6m。8臭氧溶气罐压力宜为0.3MPa～0.6MPa,水力停留时间宜为0.5min～1.0min。调。排渣周期宜为2h～6h,排渣前的浮渣厚度宜为50mm~100mm,每次排渣时间宜为3min～5min。4.3.5臭氧氧化-生物滤池组合工艺可应用于城镇污水、再生要去除的有机物总量和处理水质要求，选择不同的滤池形式和宜取1:1～2:1;2用于城镇污水、再生水处理时，去除有机物总量宜为3去除有机物总量为15mg/L～40mg/L时，宜选择臭氧氧化-生物接触氧化滤池组合工艺；去除有机物总量大于40mg/L时，用于城镇污水或再生水处理的臭氧投加量可按(1.5～3.0)kgO₃/kg△CODc₁设计；用于工业区废水处理的臭氧投加量可按(以下简称“B/C”,其中BODs为五日生化需氧量)最高点时的臭6生物滤池水力负荷宜为(3～12)m²/(m²·h),滤料有效粒径可为1.25mm～6mm,均匀系数不宜超过1.5,滤料厚度宜为1.5m～3.0m;8生物滤池经常性冲洗周期宜采用12h～36h;气冲洗强度宜为(55～100)m²/(m²·h),历时宜为6min～20min;水冲洗强度宜为(15～30)m²/(m²·h),历时宜为7min~40min;按(0.3～0.4)kgH₂O₂/kgO₃考虑，过氧化氢浓度宜为27.5%～50%;3臭氧/过氧化氢接触池应设有1个或2个反应室，有效接触反应时间宜为15min～45min;4臭氧/过氧化氢的投加方式，宜采用辐流喷射装置；5臭氧和过氧化氢应按比例投加，并应根据进水流量及进水有机物浓度调节。4.4臭氧尾气回收利用4.4.2臭氧发生器采用富氧气源时，臭氧实际用量在20kg/h及以上连续稳定投加的污水厂，经技术经济比较后，宜回收利用臭氧尾气。臭氧用量较低的污水厂，可根据臭氧尾气量和生化池需氧量进行经济性测算比较后确定是否回收利用尾气。宜按现行国家标准《氧气站设计规范》GB50030的有关规定进行设计选型。4.4.4回收利用的尾气宜接至生化系统好氧池的进水端。4.4.5采用的曝气设备，宜符合下列规定：1曝气设备宜考虑与原有空气曝气设备的兼容性；2曝气设备宜选用充氧效率高的形式，可选用浮筒式、射流4每套氧气曝气设备宜能自动分配和调节气量。5.0.2臭氧氧化工艺设备的安装及验收，应符合现行国家标准 业管道第5部分：检验与试验》GB/T20801.5和《工业金属管6.0.1臭氧氧化工艺设施的运行与维护，应遵守所在城镇给水、污水、再生水及工业区废水厂相应的规定。6.0.2臭氧氧化工艺设施的运行与维护应建立健全相关运行管理体系及规章制度。6.0.3运行管理、操作人员应具备合格的运行管理技能、操作技能、必要的电气知识、安全生产知识，掌握紧急救护和触电急救方6.0.4应根据实际处理水质、水量和臭氧的需求量，科学合理确定和控制系统电耗。6.0.5应确保臭氧尾气消除装置正常运行，排入环境的气体应满足国家和当地的环保要求。6.0.6对计量、检测装置应做好维护和保养，应至少每年1次校准环境监测仪、报警仪等仪表，保证环境安全。当用于监测臭氧的6.0.7应做好日常检查及维护记录、运行数据整理，健全相关运行记录档案。6.0.9内循环冷却水等消耗品应按需补充。内循环冷却水水质应符合表6.0.9的规定。限值浊度(散射浑浊度单位)(NTU)续表6.0.9限值总铁(mg/L)总硬度(以CaCO₃计)(mg/L)溶解性总固体(mg/L)氯化物(以Cl-计)(mg/L)7.0.1臭氧氧化工艺设施的安全运行应执行所在城镇给水、污7.0.4应对臭氧发生间室内空气中臭氧及氧气含量进行连续监1臭氧浓度宜设置两级报警：预报(0.15mg/m³),警报2氧气浓度宜设置两级报警：预报[22%(体积分数)],警报[24%(体积分数)]。本规程用词说明1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：引用标准名录《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264《工业设备及管道防腐蚀工程施工规范》GB50726《工业设备及管道防腐蚀工程施工质量验收规范》GB50727《煤质颗粒活性炭净化水用煤质颗粒活性炭》GB/T7701.2《生活饮用水净水厂用煤质活性炭》CJ/T345《危险化学品储罐区作业安全通则》AQ3018《化学品生产单位设备检修作业安全规范》AQ3026《化学品作业场所安全警示标志规范》AQ3047中国城镇供水排水协会团体标准城镇供水排水协会2023年3月27日以第3号公告批准、发布。 3臭氧氧化工艺设施设计 343.2气源装置 343.3臭氧发生装置 3.4臭氧接触池 343.5臭氧尾气消除装置 3.6检测与控制 364臭氧氧化组合工艺设计 4.4臭氧尾气回收利用 1.0.1本条阐明了编制本规程的宗旨。随着我国饮用水水质标3.2.5由于空气气源制取臭氧的产能效率较低，设备投资大，电耗高，故建议用于外购氧气成本较高、无现场制氧条件的项目或通过经济技术比较确定。3.3臭氧发生装置3.3.3本条对管式臭氧发生器选型做出了规定。4臭氧发生器属于重要的工艺设备，应具有保障连续稳定运行的能力。臭氧发生器中，两个高压电极之间的间隙非常小。设备运行过程中，由于细小杂质的进入，容易导致放电管被高压电场击穿。当此放电管击穿情况发生时，臭氧发生器中被损坏的放电管应具备保险隔离措施，以保证设备安全，并保障装置其余部分仍能正常运行。这种情况一般由不可预见的气源污染造成，因此设备选型时放电管数量宜留有2%～5%的设计余量。臭氧产量不小于10kg/h的臭氧发生器宜选用卧式，方便检修维护。9外购氧气中通常没有足够的氮气来实现安全操作和性能优化，因此需要添加氮气(或非侵蚀性环境的压缩无油空气)以保证安全操作和臭氧发生器性能优化。3.4臭氧接触池3.4.1本条对臭氧接触池做出了规定。1臭氧用于城镇给水厂时，可以参照现行国家标准《室外给水设计标准》GB50013的相关要求。根据实际工程经验和调研结果，部分水源水质较好的饮用水厂主臭氧投加量为0.5mg/L,而投加量为3.0mg/L;用于城镇污水厂或再生水厂时，臭氧投加量可按(1.5～3.0)kgO₃/kg△CODc,考虑。对于采用非均相催化氧2臭氧接触反应时间包含臭氧接触室和臭氧反应室的水力臭氧脱气室主要作用是将水体中未与有机物反应的臭氧释放出底相连的导流隔板底部设置连通孔是为了清洗接触池时便于放3.5.3进入催化反应室的水汽可能引起催化剂的中毒和缩短催3.6检测与控制3.6.4预臭氧接触池中有机物较多，臭氧消耗较快，通常难以测量出有效的水中余臭氧数据。因此，可不设水中余臭氧浓度的自动仪表。3.6.5根据不同测量仪表的要求，部分余臭氧检测仪表在测量时需要一定的压力。如水位高差无法提供足够的测量压力时，建议设置取样泵。3.6.6臭氧流量自动计量和调节设备应设置在臭氧接触池的投加主管道上，以准确实时控制投加入臭氧接触池的真实臭氧量。臭氧流量自动计量和调节设备在臭氧发生间内可不重复设置。I臭氧溶气气浮工艺4.3.1臭氧溶气气浮工艺在国内外污水处理领域已有成功应用，应用优势。根据调研，在韩国，臭氧溶气气浮工艺在城镇污水、工业废水、畜牧养殖业废水等领域已有10多个应用案例。例如，韩国庆尚南道梁山市污水厂深度回用处理项目采用了臭氧溶气气浮工艺。该污