劉曉龍

（普羅名特流體控制（大連）有限公司，遼寧大連 116600）

大連理工大學(xué)體育館游泳池水處理設(shè)計(jì)

劉曉龍

（普羅名特流體控制（大連）有限公司，遼寧大連 116600）

本文介紹了大連理工體育館游泳池循環(huán)水處理系統(tǒng)的改造的特點(diǎn)，包括水處理循環(huán)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)，水處理設(shè)備技術(shù)參數(shù)，水處理循環(huán)過濾系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)參數(shù)并詳述了設(shè)備配置技術(shù)特征。

游泳池；過濾罐；臭氧消毒

1 工程概況

大連理工大學(xué)劉長春體育館于2003年11月落成并投入使用，是以大連理工大學(xué)劉長春教授名字命名的一座現(xiàn)代化綜合體育館，是國內(nèi)高校中功能最全、設(shè)施最先進(jìn)的體育館之一。

游泳館面積2 300m2，設(shè)有50m×25m標(biāo)準(zhǔn)的十泳道淡水游泳池。深水區(qū)水深2.2m，淺水區(qū)水深1.4m。館內(nèi)采用先進(jìn)的水循環(huán)處理系統(tǒng)，采用藥品和臭氧雙重消毒殺菌，建立了現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室，保證水質(zhì)達(dá)到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。游泳館于2005年被大連市評(píng)為“大連市首批A級(jí)游泳館”和“大連市第十屆城市運(yùn)動(dòng)會(huì)優(yōu)秀場館”。由于設(shè)備老化本館2013年進(jìn)行了整體改造，游泳池水處理系統(tǒng)做了重新設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)設(shè)備間布局也做了相應(yīng)的優(yōu)化。

2 游泳池循環(huán)水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

游泳池循環(huán)方式采用逆流式，全部循環(huán)水量由設(shè)在池底的進(jìn)水口送入池內(nèi)，再由設(shè)在池壁外側(cè)的溢流槽內(nèi)溢流回水溝收集，進(jìn)行處理后再送回池內(nèi)繼續(xù)使用。其優(yōu)點(diǎn)：布水均勻，可消除池底沉積；可減小池表污物和水波對(duì)泳者的干擾；可減小游泳池水面波動(dòng)，穩(wěn)定池水水位。水處理消毒方式采用分流臭氧消毒為主，投加藥劑消毒為輔助備用的消毒形式。整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)由現(xiàn)場控制站構(gòu)成，系統(tǒng)的硬件由可編程序控制器（PLC），設(shè)備總線、驅(qū)動(dòng)器件（接觸器、電磁閥等）、現(xiàn)場各種傳感器、變送器、開關(guān)及監(jiān)測信號(hào)組成。

表1 循環(huán)水處理系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

2.1 平衡水箱選取

平衡水箱整體由優(yōu)質(zhì)的FRP水箱板拼裝而成，長（3m）×寬（3m）×高（3m），有效容積為72m3。FRP組裝式鋼水箱有質(zhì)量輕、耐腐蝕、保溫性能好、外形美觀、安裝方便等特點(diǎn)。在地下室設(shè)備間有限空間內(nèi)使用拼裝水箱能有效解決空間不足的限制。平衡水箱配備液位檢測、電動(dòng)閥門等設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水。

2.2 循環(huán)水泵

循環(huán)水泵采用進(jìn)口格蘭富NBG系列臥式循環(huán)泵，該泵有青銅的葉輪、法蘭連接、閉式聯(lián)軸結(jié)構(gòu)、開式防水電機(jī)、機(jī)械式軸密封等特性。電機(jī)極數(shù)4極、額定電壓3×380V、額定功率22kw、額定流量200m3/H、額定揚(yáng)程29米。根據(jù)游泳池水循環(huán)周期確定需要3臺(tái)循環(huán)水泵，兩用一備。

2.3 石英砂過濾系統(tǒng)

游泳池水處理循環(huán)凈化系統(tǒng)中，石英砂過濾罐過濾速度取決于幾個(gè)方面的因素：過濾介質(zhì)、過濾器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、尺寸以及工藝設(shè)計(jì)，當(dāng)然還包括循環(huán)水泵的水量和整個(gè)游泳池水處理系統(tǒng)中的水壓等。在本館游泳池水處理過濾系統(tǒng)的選取，主要依據(jù)國內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范和我國的具體國情，并結(jié)合我公司游泳池的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最終確定石英砂過濾系統(tǒng)中正向過濾速度為30m/h，反洗過濾強(qiáng)度為16L/（m2·s）反洗時(shí)間為5min。

石英砂過濾系統(tǒng)由3臺(tái)介質(zhì)過濾器組成，過濾器直徑2.5m。濾料采用優(yōu)質(zhì)石英砂，按照合理級(jí)配對(duì)原水進(jìn)行接觸絮凝過濾。懸浮物和膠體通過與濾料的碰撞和吸附，被濾料層截留，從而達(dá)到去除懸浮物雜質(zhì)的目的。當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后，由于截留雜質(zhì)增多，過濾器阻力增大，為防止雜質(zhì)穿透濾層，必須進(jìn)行反洗以恢復(fù)石英砂過濾器的性能。石英砂過濾罐選用濱特爾PVS系列直徑為φ2 500立式過濾罐，材質(zhì)全部選擇耐腐蝕FRP材質(zhì)。內(nèi)部設(shè)有上下布水器，保證水流分布均勻性。進(jìn)出水管直徑為DN150,法蘭連接。

2.4 消毒系統(tǒng)

臭氧采用普羅名特公司BONa3D系列臭氧發(fā)生器，臭氧產(chǎn)量為240g/h。該型臭氧為負(fù)壓投加，以空氣為氣源臭氧純度高，產(chǎn)量充足，能耗低。負(fù)壓投加安全可靠，最大限度地避免臭氧發(fā)生泄漏，安全性能高。操作柜在出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)。內(nèi)置臭氧產(chǎn)量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，可以根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生量，在水質(zhì)較好的工況下，調(diào)低臭氧放生量，這樣既可以減少耗電量，又可以延長設(shè)備使用壽命，低碳環(huán)保。

臭氧是氧氣的同素異形體，化學(xué)式為O3，活潑性強(qiáng)，易分解，易溶于水，在常溫下為淡藍(lán)色、具有獨(dú)特的腥臭味的氣體，其密度是空氣的1.6倍，在空氣中易于沉降擴(kuò)散。

臭氧消毒的機(jī)理是基于分解反應(yīng)：O3→O2+[O]，其中[0]具有強(qiáng)氧化能力,起主要的消毒作用。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，密度是2.14g/L。臭氧在水中的溶解度符合亨利定律：C=KH×P,

C-臭氧在水中的溶解度。

P-空氣中臭氧的分壓。

KH-亨利常數(shù)，mg/L·kPa。

當(dāng)水溫在25℃時(shí)，臭氧的溶解度只為3～7mg/l。臭氧在水中的分解速度比在空氣中快的多，當(dāng)水中的臭氧濃度為3mg/L時(shí)，其半衰期為5～30分鐘。臭氧在水中分解速度隨pH值的提高而加快，一般在堿性環(huán)境分解速度快于酸性環(huán)境。本館循環(huán)水量為400m3/h，臭氧分流量為200m3/h，臭氧投加量為1～1.2mg/L。所以總量為1.2mg/l×200m3/h=240g/h。臭氧通過水射器被吸入臭氧分流管路中，經(jīng)混合器充分混合后進(jìn)入臭氧反應(yīng)罐消毒反應(yīng)。反應(yīng)罐選用1臺(tái)濱特爾PVS系列直徑為φ2 500立式過濾罐，上進(jìn)下出逆流設(shè)置，反應(yīng)時(shí)間大于2min，臭氧充分反應(yīng)，殺毒效果強(qiáng)。

由于臭氧為過量投加，經(jīng)反應(yīng)罐處理后的水中含有未反應(yīng)的臭氧。所以水與臭氧反應(yīng)后回到泳池前必須經(jīng)過脫臭裝置，防止剩余的臭氧進(jìn)入池內(nèi)?；钚蕴窟^濾罐吸附殘余臭氧，同時(shí)懸浮物和膠體以及有機(jī)物在合理級(jí)配的活性炭濾層中，通過與濾料的碰撞和吸附，被濾料層截留，從而達(dá)到去除懸浮物雜質(zhì)和部分有機(jī)物以及氧化物的目的?；钚蕴窟^濾罐選用2臺(tái)濱特爾PVS系列直徑為φ2 500立式過濾罐，采用優(yōu)質(zhì)活性炭粒徑為0.9～ 1.6mm，濾床高度為1 000mm。

藥劑投加系統(tǒng)由德國普羅名特Vario系列機(jī)械隔膜計(jì)量泵、PVC溶藥桶、有低液位報(bào)警輸出、手動(dòng)攪拌器、注射閥等組成。投加能力：流量40L/h、壓力10bar。

2.5 熱交換器

恒溫系統(tǒng)選用阿法拉M10-MFM板式熱交換器，并配有比例式溫控閥自動(dòng)調(diào)節(jié)出水溫度，板式熱交換器的水頭損失不超過2m，恒溫?zé)崦綖?5℃熱水。熱負(fù)荷為2 909kW，提供充足換熱能力。

3 設(shè)備間布置說明

圖1 游泳池水處理設(shè)備布置圖

設(shè)備間位于地下室一層，所有游泳池水處理循環(huán)系統(tǒng)的配套設(shè)備機(jī)房均設(shè)置于此設(shè)備間，地面標(biāo)高為-5.4m，凈高層為4.2m；機(jī)房占地面積為1 600m2，設(shè)備布置見圖1。

設(shè)備牢固地固定在混凝土基礎(chǔ)，循環(huán)水泵在進(jìn)出水口加設(shè)了避震喉有效防止震動(dòng)傳遞給其他設(shè)備。獨(dú)立加藥間，有效防止化學(xué)藥品飛濺擴(kuò)散。

臭氧發(fā)生器設(shè)備及電控柜放置在獨(dú)立空間里。臭氧間設(shè)有通風(fēng)口，保證有充足空氣氣源來制備臭氧。同時(shí)臭氧還設(shè)置了空氣干燥機(jī)，保證臭氧間內(nèi)空氣濕度在60%以下防止臭氧發(fā)生器內(nèi)部結(jié)露。臭氧間內(nèi)部還配有普羅名特公司的臭氧泄漏檢查儀器Room Air Monitor，數(shù)字顯示檢測到氣體濃度。警報(bào)器和切換與臭氧裝置聯(lián)鎖，自動(dòng)停止臭氧發(fā)生器的共組，安全性能高。

4 設(shè)計(jì)總結(jié)

改造后的設(shè)備間布置更加合理，增加了石英砂過濾罐和活性炭過濾罐的數(shù)量，解決了原有設(shè)備運(yùn)力不足的問題。臭氧發(fā)生器由原來產(chǎn)量120g/h增加到240g/h，有效減少或者停止使用藥劑消毒。

[1]康忠英，李進(jìn)，方玉妹，等.南京奧林匹克體育中心游泳館水處理設(shè)計(jì).給水排水，2006，32（1）.

[2]張速成.臭氧消毒在游泳池水處理中的應(yīng)用.中國科技信息，2006(5).

劉曉龍，水處理工程師，工作于普羅名特流體控制（大連）有限公司，從事海水淡化、泳池、水族館、干粉投加系統(tǒng)、苦咸水處理等水處理工程設(shè)計(jì)工作。

TU831

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1003-5168(2014)04-0052-02