大连理工大学体育馆游泳池水处理设计

2014-07-01刘晓龙

河南科技 2014年4期

关键词：石英砂普罗游泳池

刘晓龙

（普罗名特流体控制（大连）有限公司，辽宁大连 116600）

大连理工大学体育馆游泳池水处理设计

刘晓龙

（普罗名特流体控制（大连）有限公司，辽宁大连 116600）

本文介绍了大连理工体育馆游泳池循环水处理系统的改造的特点，包括水处理循环系统技术参数，水处理设备技术参数，水处理循环过滤系统设备技术参数并详述了设备配置技术特征。

游泳池；过滤罐；臭氧消毒

1 工程概况

大连理工大学刘长春体育馆于2003年11月落成并投入使用，是以大连理工大学刘长春教授名字命名的一座现代化综合体育馆，是国内高校中功能最全、设施最先进的体育馆之一。

游泳馆面积2 300m2，设有50m×25m标准的十泳道淡水游泳池。深水区水深2.2m，浅水区水深1.4m。馆内采用先进的水循环处理系统，采用药品和臭氧双重消毒杀菌，建立了现代化实验室，保证水质达到国家卫生标准。游泳馆于2005年被大连市评为“大连市首批A级游泳馆”和“大连市第十届城市运动会优秀场馆”。由于设备老化本馆2013年进行了整体改造，游泳池水处理系统做了重新设计，同时对设备间布局也做了相应的优化。

2 游泳池循环水处理系统设计特点

游泳池循环方式采用逆流式，全部循环水量由设在池底的进水口送入池内，再由设在池壁外侧的溢流槽内溢流回水沟收集，进行处理后再送回池内继续使用。其优点：布水均匀，可消除池底沉积；可减小池表污物和水波对泳者的干扰；可减小游泳池水面波动，稳定池水水位。水处理消毒方式采用分流臭氧消毒为主，投加药剂消毒为辅助备用的消毒形式。整个自动控制系统由现场控制站构成，系统的硬件由可编程序控制器（PLC），设备总线、驱动器件（接触器、电磁阀等）、现场各种传感器、变送器、开关及监测信号组成。

表1 循环水处理系统技术参数

2.1 平衡水箱选取

平衡水箱整体由优质的FRP水箱板拼装而成，长（3m）×宽（3m）×高（3m），有效容积为72m3。FRP组装式钢水箱有质量轻、耐腐蚀、保温性能好、外形美观、安装方便等特点。在地下室设备间有限空间内使用拼装水箱能有效解决空间不足的限制。平衡水箱配备液位检测、电动阀门等设备，能够实现自动补水。

2.2 循环水泵

循环水泵采用进口格兰富NBG系列卧式循环泵，该泵有青铜的叶轮、法兰连接、闭式联轴结构、开式防水电机、机械式轴密封等特性。电机极数4极、额定电压3×380V、额定功率22kw、额定流量200m3/H、额定扬程29米。根据游泳池水循环周期确定需要3台循环水泵，两用一备。

2.3 石英砂过滤系统

游泳池水处理循环净化系统中，石英砂过滤罐过滤速度取决于几个方面的因素：过滤介质、过滤器的内部结构、尺寸以及工艺设计，当然还包括循环水泵的水量和整个游泳池水处理系统中的水压等。在本馆游泳池水处理过滤系统的选取，主要依据国内现行规范和我国的具体国情，并结合我公司游泳池的实际运行经验，最终确定石英砂过滤系统中正向过滤速度为30m/h，反洗过滤强度为16L/（m2·s）反洗时间为5min。

石英砂过滤系统由3台介质过滤器组成，过滤器直径2.5m。滤料采用优质石英砂，按照合理级配对原水进行接触絮凝过滤。悬浮物和胶体通过与滤料的碰撞和吸附，被滤料层截留，从而达到去除悬浮物杂质的目的。当运行一段时间后，由于截留杂质增多，过滤器阻力增大，为防止杂质穿透滤层，必须进行反洗以恢复石英砂过滤器的性能。石英砂过滤罐选用滨特尔PVS系列直径为φ2 500立式过滤罐，材质全部选择耐腐蚀FRP材质。内部设有上下布水器，保证水流分布均匀性。进出水管直径为DN150,法兰连接。

2.4 消毒系统

臭氧采用普罗名特公司BONa3D系列臭氧发生器，臭氧产量为240g/h。该型臭氧为负压投加，以空气为气源臭氧纯度高，产量充足，能耗低。负压投加安全可靠，最大限度地避免臭氧发生泄漏，安全性能高。操作柜在出现危险时自动关闭系统。内置臭氧产量自动调节装置，可以根据需要自动调节臭氧发生量，在水质较好的工况下，调低臭氧放生量，这样既可以减少耗电量，又可以延长设备使用寿命，低碳环保。

臭氧是氧气的同素异形体，化学式为O3，活泼性强，易分解，易溶于水，在常温下为淡蓝色、具有独特的腥臭味的气体，其密度是空气的1.6倍，在空气中易于沉降扩散。

臭氧消毒的机理是基于分解反应：O3→O2+[O]，其中[0]具有强氧化能力,起主要的消毒作用。在标准状态下，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-空气中臭氧的分压。

KH-亨利常数，mg/L·kPa。

当水温在25℃时，臭氧的溶解度只为3～7mg/l。臭氧在水中的分解速度比在空气中快的多，当水中的臭氧浓度为3mg/L时，其半衰期为5～30分钟。臭氧在水中分解速度随pH值的提高而加快，一般在碱性环境分解速度快于酸性环境。本馆循环水量为400m3/h，臭氧分流量为200m3/h，臭氧投加量为1～1.2mg/L。所以总量为1.2mg/l×200m3/h=240g/h。臭氧通过水射器被吸入臭氧分流管路中，经混合器充分混合后进入臭氧反应罐消毒反应。反应罐选用1台滨特尔PVS系列直径为φ2 500立式过滤罐，上进下出逆流设置，反应时间大于2min，臭氧充分反应，杀毒效果强。

由于臭氧为过量投加，经反应罐处理后的水中含有未反应的臭氧。所以水与臭氧反应后回到泳池前必须经过脱臭装置，防止剩余的臭氧进入池内。活性炭过滤罐吸附残余臭氧，同时悬浮物和胶体以及有机物在合理级配的活性炭滤层中，通过与滤料的碰撞和吸附，被滤料层截留，从而达到去除悬浮物杂质和部分有机物以及氧化物的目的。活性炭过滤罐选用2台滨特尔PVS系列直径为φ2 500立式过滤罐，采用优质活性炭粒径为0.9～ 1.6mm，滤床高度为1 000mm。

药剂投加系统由德国普罗名特Vario系列机械隔膜计量泵、PVC溶药桶、有低液位报警输出、手动搅拌器、注射阀等组成。投加能力：流量40L/h、压力10bar。

2.5 热交换器

恒温系统选用阿法拉M10-MFM板式热交换器，并配有比例式温控阀自动调节出水温度，板式热交换器的水头损失不超过2m，恒温热媒为95℃热水。热负荷为2 909kW，提供充足换热能力。

3 设备间布置说明

图1 游泳池水处理设备布置图

设备间位于地下室一层，所有游泳池水处理循环系统的配套设备机房均设置于此设备间，地面标高为-5.4m，净高层为4.2m；机房占地面积为1 600m2，设备布置见图1。

设备牢固地固定在混凝土基础，循环水泵在进出水口加设了避震喉有效防止震动传递给其他设备。独立加药间，有效防止化学药品飞溅扩散。

臭氧发生器设备及电控柜放置在独立空间里。臭氧间设有通风口，保证有充足空气气源来制备臭氧。同时臭氧还设置了空气干燥机，保证臭氧间内空气湿度在60%以下防止臭氧发生器内部结露。臭氧间内部还配有普罗名特公司的臭氧泄漏检查仪器Room Air Monitor，数字显示检测到气体浓度。警报器和切换与臭氧装置联锁，自动停止臭氧发生器的共组，安全性能高。