水廠臭氧系統(tǒng)在施工中應注意的問題

　　水廠O3系統(tǒng)的施工首先必須遵守各項常規(guī)構（建）筑物的施工原則。但是由于Ｏ3系統(tǒng)中原料O2作為一種活躍的助燃劑，存在爆炸的危險，產物O3具有強腐蝕性和對人的生理毒性，所以O3系統(tǒng)在施工安裝中有許多不同于常規(guī)構（建）筑物施工之處，需引起注意。以下僅就此不同之處進行說明。

1、水廠臭氧系統(tǒng)的土建施工
　　水廠O3系統(tǒng)土建施工的重點在于O3接觸池。由于O3的強腐蝕性和毒性，在澆注、養(yǎng)護砼時應特別注意防止形成空鼓和出現(xiàn)裂縫，以防O3泄漏和腐蝕鋼筋。出于同樣原因，普通構（建）筑物鋼筋保護層厚度為25mm，而O3接觸池則要求50mm。
　　O3接觸池所有預埋件均要采用316L不銹鋼。為滿足安裝的密封要求，預埋件安裝的水平度和垂直度要嚴格按設計要求執(zhí)行。所有預埋件均要帶有翼環(huán)，以防在預埋件處氣、水滲漏。由于預埋件為不銹鋼材質，固定時要注意材質不同而形成的電化學腐蝕問題。接觸池人孔預埋件安裝不同于普通構筑物，最好采用成品法蘭密封面。如滿足不了要求而需自行加工時，應采用機械加工，保證接觸面密封，利于人孔蓋板安裝后的氣密性。
    接觸池主體砼澆注完成后，在用水泥砂漿抹面前，除應按常規(guī)構筑物進行滿水試驗外，還要進行氣體密封性試驗。由于國內目前沒有專門針對臭氧接觸池的氣密性試驗標準，我們在施工中參照了GBJ141-90《給水排水構筑物施工及驗收規(guī)范》中消化池的氣密性試驗標準執(zhí)行。
2、臭氧系統(tǒng)管道、設備的安裝
　　O3系統(tǒng)的管道、設備都采用奧氏體不銹鋼，所接觸的介質是空氣、O2、O3，屬于要求較高的工業(yè)管道、設備，應按相應的標準、規(guī)范來施工和驗收。O3系統(tǒng)中由于O2和O3的危險性，在生產運行中要求管道和設備既不能有任何泄漏，也不能含有任何顆粒、纖維、油脂，所以臭氧系統(tǒng)管道、設備安裝的最基本要求就是嚴格的密封和清潔。而要達到這一目的就必須在管道的焊接、清洗、吹掃、檢查上嚴格把關。
　　2.1焊接
　　O3系統(tǒng)管道的連接最好采用焊接。在施工中發(fā)現(xiàn)采用焊接和法蘭連接幾乎都沒有泄漏情況，而管徑12mm以下的不銹鋼管和儀表連接管多采用絲口連接，出現(xiàn)了普遍的漏氣現(xiàn)象，要經過反復調整才能解決這一問題。
　　O3系統(tǒng)管道焊接不同于普通碳鋼管道的焊接，它采用惰性氣體保護手工鎢極氬弧焊。由于O3系統(tǒng)的管道工作壓力大于0.1Mpa，且輸送的介質為易爆、有毒、氧化性很強的氣體，故管道的施工必須嚴格遵照《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》、GB50236-98《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》中的相關條款進行。
　　施工安裝單位必須持有勞動行政部門頒發(fā)的壓力管道安裝許可證。施焊人員必須持有有效的《鍋爐壓力容器焊工合格證》，其中要含有奧氏體不銹鋼氬弧焊合格項目，沒有上述兩證的不得進行操作。
　　在焊接過程中要注意如下兩個容易忽視的問題。（1）焊絲應符合GB4242《焊接用不銹鋼》，對不同材質的不銹鋼應采用相應的不銹鋼焊絲。一般說來，不銹鋼焊絲比母體不銹鋼要高一個等級。（2）焊接過程中要求不斷向管內充氬氣保護，所采用的氬氣應符合GB4842《氬氣》的規(guī)定，純度不低于99.96%，并要保證有一定的通氣量，否則會出現(xiàn)焊縫表面發(fā)黑，內部則發(fā)生晶間腐蝕。
　　對焊縫的檢查，設計說明要求的是10%X射線探傷?？紤]到實際情況，在施工中我們要求對所有焊縫（100%）實行X射線探傷。由具有資質的檢測部門出具焊縫探傷報告，對Ⅲ級、Ⅳ級焊縫必須返工，任何焊縫的返工不得超過兩次。
　　2.2清洗、吹掃
　　管道清洗、吹掃往往在同一個工序中進行，但要注意在整個系統(tǒng)安裝完成后還要分單元進行一次吹掃。
在安裝過程中，管道內所有污物，包括油、脂、碳水化合物、水分、塵土、焊接飛濺物、油漆等必須全部清除。因為如果管道中油脂沒有清洗干凈，任何細小顆粒在高速氣流帶動下與管壁摩擦所產生的能量足以點燃管內的油脂殘留物，導致管道爆炸。因此，清洗、吹掃工作必須引起高度重視。
　　管道的清洗、吹掃工作應在干凈、通風的室內場地中進行。清潔劑要采用99.8%的乙醇，不能使用氯化物清洗，因為氯化物的殘留物將影響發(fā)生器的工作。管道所有部分均要清洗、吹掃，不能留有任何死區(qū)。
　　在施工中我們總結出清洗、吹掃工作按如下程序執(zhí)行效果良好。
　　（1）對焊接好的管道分段清洗，封住管道一端倒入乙醇，灌滿后浸泡約15分鐘，等油脂完全溶解后倒出清潔劑。
　　（2）用鋼絲纏緊不起毛的白布，蘸上乙醇通入管道后，反復擦拭管壁直至干凈為止。
　　（3）使用無油壓縮機將壓縮空氣吹入管道，直至除去溶劑和固體顆粒。
　　（4）采用不起毛的白布擦拭管壁后，用紫外光（波長320-380nm）進行檢查，不能出現(xiàn)碳氫化合物熒光。
　　（5）將已清洗的管道兩端封住，做好標記，擺放在清潔、干燥的房間里。
　　為便于管道的清洗，管道上應留有一定的預留口，必須特別注意在焊接預留口時，不能對已清洗的管道造成污染。
　　2.3檢查
　　管道、設備安裝完成后，必須做壓力試驗和密封性試驗進行檢查。壓力試驗又稱之為強度試驗。
　　壓力試驗時，用空壓機壓入無油空氣（或惰性氣體），緩慢增加壓力至設計壓力的1.15倍，然后用發(fā)泡劑檢查所有接口，不泄漏為合格。
　　根據(jù)設計要求，密封性試驗按如下進行。壓入無油空氣（或惰性氣體） 至系統(tǒng)操作壓力，穩(wěn)壓30分鐘，記下管道中的壓力p1和溫度t1,12小時后記下此時的p2和t2。分別換算成絕對壓力P1、P2和絕對溫度T1、T2。因為試驗所用儀表精確度為±1%，所以P1/T1與P2/T2之間的差值在1%以內為合格。
　　2.4需注意的其它事項
　　(1)不銹鋼和碳鋼必須分開作業(yè)，嚴禁在放有不銹鋼管道和設備的地方加工、焊接碳鋼構件；所使用的工具也要嚴格區(qū)分。
　　(2)管道中由不銹鋼和碳鋼制作的構件之間，以及不同材質的法蘭與閥門之間必須要有絕緣層。正確的隔離方法是在螺栓外套上塑料墊片和套筒。
　　(3)與O3接觸的材料（如法蘭墊片等）要能防臭氧腐蝕。PTFE(聚四氟乙烯)、EDPM(乙烯丙烯二烯單體)、Viton（含氟橡膠）均能滿足上述要求。
　　(4)搬運已清洗干凈的管道時只能觸摸管子外壁，若需接觸內壁時，則必須戴上干凈的手套。
　　(5)預O3加壓泵的進出水管不宜采用水泥砂漿內防腐，以防水泥砂漿脫落。水廠所有構筑物和管道設備施工完成后，要特別注意做好清渣工作，以防堵塞擴散器。
3、臭氧系統(tǒng)的性能測試和工藝驗證
　　1、性能測試
　　東湖水廠O3系統(tǒng)安裝、調試工作已全部結束，并在供貨商的參與下進行了性能測試，主要測試指標是O3發(fā)生器的O3產量和單位能耗。測試結果如下：在O3重量濃度比為11%的情況下，單臺O3發(fā)生器的O3產量≥8kg/h，O3的單位能耗≤9.8Kwh/kgO3，符合供貨合同技術性能要求。
　　2、工藝驗證
　　采用預O3工藝后，為證明預O3工藝作用和對水質的改善程度以及O3產生的副產物，確立針對深圳水源的合適預O3化技術參數(shù)和預O3化后的常規(guī)處理工藝參數(shù)，盡可能以較低的生產成本，最大限度地保證優(yōu)質、高效、安全供水，公司在東湖水廠臭氧系統(tǒng)投入運行后，對預O3工藝進行了驗證。工藝驗證的主要內容如下：（1）臭氧系統(tǒng)的性能測試。（2）預臭氧化工藝對凈水效果的影響。（3）預臭氧化對水廠運行的影響。（4）預臭氧化的工藝特性。
　　工藝驗證主要是從不同臭氧投加量對比和預臭氧與預氯化對比兩個方面進行的。得出的結論如下：
　　(1)不同臭氧投加量對比
　增加臭氧投加量可改善出廠水水質，臭氧投加量1.5mgO3/L的出廠水水質和工藝運行參數(shù)優(yōu)于1.0mgO3/L,具體如下：
　?、偎母泄傩誀睿呵罢邼岫?、嗅閾值去除率為90.9%、88.8%，分別比后者高4%和5%色度去除率均為78%；
　?、谙到y(tǒng)去除有機污染的能力：前者CODMN去除率為42%，比后者高5%；
　?、巯到y(tǒng)的除藻效能：前者除藻率為95.2%，比后者高5%；
　?、芟到y(tǒng)去除NH4+-N、NO2—N的效能：前者NH4+-N、NO2—N去除率分別為42.0%、83.6%，分別比后者高24%、15%；
　?、輧烧叱鰪S水的甲醛含量均低于40μg/L；
　?、匏畯S工藝運行參數(shù)：前者濾池平均運行周期達40.4小時，后者為35.6小時。適當提高臭氧投加量還可減少石灰、礬、氯耗；
　?、哚槍δ壳皷|湖水廠原水的適宜臭氧投加量為1.5mgO3/L左右，當原水水質惡化時臭氧投加量還需增大。
　　(2)預臭氧化與預氯化對比
　　采用1.5mgO3/L、3-4mgCl2/L進行預氧化時，預臭氧化工藝出廠水嗅閾值、氯化消毒副產物量、致突變性和水廠的工藝運行參數(shù)優(yōu)于預氯化。具體如下：
　?、兕A臭氧化工藝嗅閾值的系統(tǒng)去除率比預氯化高31%；
　　②預臭化工藝出廠水三氯甲烷平均為3.06μg/L，預氯化工藝出廠水三氯甲烷平均為6.08μg/L；
　?、跘mes試驗，在最大試驗劑量2L/P下，采用不同菌株TA98-S9、TA98+S9、TA100-S9、TA100+S9時，預臭氧工藝出廠水比原水MR值分別上升41.6%、0.5%、-11.6%、3.5%；預氯化工藝出廠水比原水MR值分別上升69.3%、96.2%、49.6%、40.1%；
　?、茴A臭氧化工藝濾池平均運行周期40.4小時，預氯化工藝濾池平均運行周期37.6小時。預臭氧化比預氯化可節(jié)約氯耗20%以上。對混凝沉淀效果的改善，預臭氧化優(yōu)于預氯化。