这些科技手段保证泳池水质安全
低压电解处理游泳池水中的尿素
除了余氯外,泳池水中的尿素也是让游泳馆头疼的一个问题。“尤其到了夏季,随着人流量的增加,泳池水中的尿素会大幅超标。”崔俊峰称,泳池水中的尿素是由游泳的人带进去的,主要来源于人体的汗液。
尿素是细菌及藻类生长所必需的营养物质。泳池水中尿素含量的增加会促进水中细菌及藻类的生长,加速水质恶化,造成杀菌灭藻困难。
当泳池水中的尿素超标,就会导致氯胺类有害物质的大量积累。在这样的水质环境中游泳,会产生过敏反应,出现刺痒、流眼泪、打喷嚏等症状。“尿素的化学性质比较稳定,过去只能通过补充新水稀释。”陈安平教授解释,按照一个长50米、宽25米、深1.8米的标准池来计算,要防止泳池水中尿素等有机物超标,每年补充的水量需达到4万吨至8万吨。“但补充大量新水会造成泳池水温大幅降低,在注入泳池前,需要把10℃左右的自来水提升至28℃。这个过程又会增加能源成本。”陈安平教授说。
为了有效降低泳池水内的尿素含量,2005年起,陈安平带领8人的研发团队,开始研究利用低压电流激发催化的方法处理含氯游泳池水中尿素的技术。“我们在降解罐内安装了低压直流电源的电解装置,并在电解装置的阳极极板和阴极极板之间填充降解尿素的催化剂。利用管道将泳池中过滤后的循环水打入降解罐内,经过电解和催化剂降解处理后,送回游泳池中。”陈安平教授说,在利用低压电解的同时,加入活性催化剂,很好地解决了现有技术降解尿素时间长、效率低的问题,而且在降解尿素的同时,也降解了氯胺类有害有机物。2018年7月,此催化降解装置获得一项实用新型和一项发明专利的授权。
泳池水中尿素含量增多,不仅会导致氯胺类有害物质的大量积累,还会同泳池中投加的药品释放出的活性氯结合,产生一种叫氰尿酸的副产物。陈安平教授介绍,氰尿酸在泳池中不会自动分解,随着其不断累积,还会影响水质,对人体健康带来不利影响。
一般来讲,可供游泳池选择投加的药品有次氯酸钠、二氯异氰脲酸钠、三氯异氰脲酸等,后两者有效氯可达60%—90%,且易于运输与储存,受到大部分游泳馆的青睐。数据显示,平均一个游泳馆每年使用消毒药2吨—3吨。
消毒药的大量使用,大大增加了泳池水中的氰尿酸含量。处理氰尿酸,就显得格外重要。目前,泳池水质处理的几种主要方式,对消除氰尿酸效果甚微,只能通过换水来解决。为此,研发团队再次用低压电流激发催化方法,同时加入可以消除氰尿酸的催化剂,成功解决了这个问题。陈安平教授说,目前,山西大学游泳馆一直在使用这种方法降低氰尿酸浓度,效果特别好。
负载型抗菌材料再加工后可重复使用
除此之外,研发团队还研发出了一种泳池水处理的长效抗菌材料——负载型抗菌材料。“负载型抗菌材料包括载体和活性组分。这种材料具有用量少、无毒、长效、无刺激性、广谱抗菌、再加工后可重复使用的特点。”陈安平教授说,将本材料加入游泳池循环水处理装置中,加入量为游泳池水重量的2‰—6‰,抗菌率可大大提高,其中金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的灭杀率超过99%、白色念球菌灭杀率超过98%。
如今,山西大学游泳馆采用了自己团队研发的游泳池水深度处理技术,每年节省水2万—4万吨,节约天然气3万—5万立方米,节省了消毒剂费用2万—4万元,减少二氧化碳排放量20吨—30吨。
每年,太原市卫生健康综合执法队都会对太原市的游泳场馆进行游泳池水卫生检测。采样检测指标包括池水温度、氰尿酸、浑浊度、游离性余氯、化合性余氯、pH值、尿素、氧化还原电位(ORP)、菌落总数、大肠菌群、臭氧等十一项。这些指标,过去的几年,山西大学游泳馆都达标了。
即便如此,他们依然在水质安全和场馆的节能环保方面,做着各种努力。“这是兴趣,更是责任。尽管在攻破一项项难题时,也会出现新的‘拦路虎’,但我们不畏,只管迎难而上。”陈安平教授笑称。
记者 乔静涛 文/摄