凈水廠常用進口臭氧發生器設備選型對比

黃會靜 許 釗

（深圳市深水龍華水務有限公司，廣東 深圳518000）

1 概述

目前，大部分自來水廠采用混凝- 沉淀- 過濾- 消毒的常規制水工藝，主要去除原水中的濁度和微生物，對有機物和氨氮的去除能力有限。近年來，隨著工業的不斷發展，環境污染逐步加重，自來水廠的原水水質也逐漸惡化，主要表現為耗氧量（即有機物）的增加。因此，為了滿足《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006），許多自來水廠都對處理工藝進行了提標改造，主要采用的是臭氧- 活性炭工藝[1]。

臭氧- 活性炭工藝就是把臭氧氧化和生物活性炭吸附降解工藝組合使用，它包括臭氧氧化、活性炭的吸附和生物降解作用。臭氧的作用是使水中大分子有機物氧化降解為小分子有機物，以便后續生物活性炭的吸附降解[2]。

2 常用臭氧發生器

2.1 工作原理

2.1.1 Ozonia 臭氧發生器

Ozonia 自20 世紀90 年代開發非玻璃介電體技術（非玻璃，非搪瓷），利用噴涂燒結方法與薄壁金屬管組合成高壓介電體組件，4 只串連成一個放電單元。其材料的tgδ（損失角正切值）值為4×10-3，小于玻璃、搪瓷材料。其結構如下圖：

圖1 Ozonia 臭氧發生器工作原理

2.1.2 Wedeco 臭氧發生器

Wedeco 采用玻璃管雙間隙放電技術，其放電管采用雙層放電空間，由玻璃介質管分隔出2 個氣隙，內氣隙用不銹鋼絲網置于高壓電極與玻璃管之間。外氣隙為體積電暈放電（VD），內氣隙接近沿面放電（SD），降低了放電電壓。主放電間隙獲得良好的冷卻，提高了臭氧濃度。此種結構的介質玻璃管比傳統內覆電極金屬膜的玻璃管省去了金屬電極鍍膜工藝，成本較低。

圖2 Wedeco 臭氧發生器工作原理

2.1.3 DNO 臭氧發生器

DNO 采用了先進的XTLTM電介質，原料氣流經絕緣介質與高壓電極之間以及絕緣介質層和臭氧發生器罐體接地極之間的狹小間隙，兩個環狀間隙之間的高壓電場雙面放電，將通過的氧氣轉化為臭氧。每個電極均設有獨立的安全保險，確保任一電極損壞后，臭氧發生器仍能正常運行。

圖3 DNO 臭氧發生器工作原理

2.2 性能比較

上述三個品牌的臭氧發生器性能比較如下：

表1 臭氧發生器性能比較

表2 CFV-30 臭氧發生器主要指標

2.3 經濟分析

按深度處理規模30 萬m3/d 設計，臭氧投加量2.5mg/L（即2.5g/t），采購兩臺20kg/h 的臭氧發生器，互為軟備用。液氧站隨設備一并購置建設，液氧單價費用1000 元/噸，電費0.6 元/度，暫不考慮維護費。下面對Ozonia（奧宗尼亞）、Wedeco（威德高）、DNO（迪諾拉）三個品牌的投資和運行成本進行比較。

2.3.1 Ozonia 臭氧發生器

采集系統中的項目環評審批以及驗收申報系統主要是面向全國范圍進行對信息位置采集、對資料填寫和上傳以及對項目申報信息提交和審批查閱。而建設項目環境影響登記備案系統是面向全國范圍內的環評相關單位進行線上登記備案，用戶可以運用系統生成的表格進行打印并且由負責人進行相關內容的填寫。采集系統中的項目環評審批以及驗收申報系統和項目環境影響登記備案系統切實保障了環評相關數據的真實性和確切性，并且，兩種系統的連接為環評事業提供了相當大的數據支持[2]。

Ozonia 臭氧發生器型號：CFV-30，設備總價約為1380 萬元。

每噸水耗氧成本：2.5g×6.99 m3/kg×1.429g/L×1000 元/噸=0.02497 元/噸；

每噸水耗電成本：2.5 g×10kw/kg×0.6 元/kw=0.01500 元/噸；

其每噸水總成本：0.01873+0.01500=0.0400 元/噸。

2.3.2 Wedeco 臭氧發生器

Wedeco 臭氧發生器型號：SMOevo910，設備總價約為1480萬元（如表3）。

每噸水耗氧成本：2.5g×6.76m3/kg×1.429g/L×1000 元/ 噸=0.02415 元/噸；

每噸水耗電成本：2.5 g×9.7kw/kg×0.6 元/kw=0.01455 元/噸；

其每噸水總成本：0.01812+0.01455=0.0387 元/噸。

2.3.3 DNO 臭氧發生器

DNO 臭氧發生器型號：DTPF158，設備總價約為141 萬元（如表4）。

表3 SMOevo910 臭氧發生器主要指標

表4 DTPF158 臭氧發生器主要指標

表5 臭氧發生器經濟比較

每噸水耗氧成本：2.5 g×6.77m3/kg×1.429g/L×1000 元/噸=0.02419 元/噸;

每噸水耗電成本：2.5 g×9.5 kw/kg×0.6 元/kw=0.01425 元/噸;

其每噸水總成本：0.02047+0.01050=0.0384 元/噸（如表5）。

3 結論及建議

目前，越來越多的自來水廠開始使用臭氧- 活性炭深度處理工藝。Ozonia 和Wedeco 的市場占有率合計約80%，Ozonia 市場占有率稍高于Wedeco, DNO 進入國內市場時間較短，市場占有率尚比較低。

從使用性能來看，三家廠家的核心放電管在使用過程中產量比較穩定，不會出現大的故障。Ozonia 和DNO 放電單元均設有獨立保險絲，任意一根放電管的損壞，不會對臭氧產量造成較大影響，Wedeco 通過控制操作電壓，確保了放電管運行穩定，損壞率低。供電單元方面，三家均采用先進的IGBT 變頻技術，均能實現在10%-100%額定功率之間連續可調，其中Ozonia產品承諾的功率因數略高，可達0.99。

從售后服務來看，三家均在在中國都有辦事處，其中Ozonia在華北、華東和華南有三個總代，每個總代負責其片區的售后服務工作。此外，Ozonia 在天津有工廠可以實現在國內組裝安裝，且在工廠內備有常用的配件，服務比較及時。Wedeco 在國內的銷售采用商務代理項目授權模式，Wedeco 在上海的中國區總部負責所有項目的售后技術服務。Wedeco 在沈陽有工廠可以實現在國內組裝安裝，在南京倉庫內備有常用的配件，服務比較及時。DNO 進入中國市場時間相對較短，其服務機構設在上海，售后服務相對及時。

從經濟角度分析，在只計算電耗、氧耗的情況下，三家運行成本相差不大，其中Ozonia 每噸水的運行成本略高，為0.0400元，Wedeco 和DNO 每噸水的運行成本比較接近，分別為0.0387元和0.0384 元。設備購置費用方面，Ozonia 和DNO 的設備購置費用相對較低，Wedeco 設備購置費用略高。從維護成本角度分析，三家臭氧發生器運行均較為穩定，且質保期內均提供備件免費更換服務，核心部件方面，Ozonia 的放電管更換費用較高。