大連理工大學體育館游泳池水處理設計

劉曉龍

（普羅名特流體控制（大連）有限公司，遼寧大連 116600）

大連理工大學體育館游泳池水處理設計

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水處理系統的改造的特點，包括水處理循環系統技術參數，水處理設備技術參數，水處理循環過濾系統設備技術參數并詳述了設備配置技術特征。

游泳池；過濾罐；臭氧消毒

1 工程概況

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

游泳館面積2 300m2，設有50m×25m標準的十泳道淡水游泳池。深水區水深2.2m，淺水區水深1.4m。館內采用先進的水循環處理系統，采用藥品和臭氧雙重消毒殺菌，建立了現代化實驗室，保證水質達到國家衛生標準。游泳館于2005年被大連市評為“大連市首批A級游泳館”和“大連市第十屆城市運動會優秀場館”。由于設備老化本館2013年進行了整體改造，游泳池水處理系統做了重新設計，同時對設備間布局也做了相應的優化。

2 游泳池循環水處理系統設計特點

游泳池循環方式采用逆流式，全部循環水量由設在池底的進水口送入池內，再由設在池壁外側的溢流槽內溢流回水溝收集，進行處理后再送回池內繼續使用。其優點：布水均勻，可消除池底沉積；可減小池表污物和水波對泳者的干擾；可減小游泳池水面波動，穩定池水水位。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。整個自動控制系統由現場控制站構成，系統的硬件由可編程序控制器（PLC），設備總線、驅動器件（接觸器、電磁閥等）、現場各種傳感器、變送器、開關及監測信號組成。

表1 循環水處理系統技術參數

2.1 平衡水箱選取

平衡水箱整體由優質的FRP水箱板拼裝而成，長（3m）×寬（3m）×高（3m），有效容積為72m3。FRP組裝式鋼水箱有質量輕、耐腐蝕、保溫性能好、外形美觀、安裝方便等特點。在地下室設備間有限空間內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、電動閥門等設備，能夠實現自動補水。

2.2 循環水泵

循環水泵采用進口格蘭富NBG系列臥式循環泵，該泵有青銅的葉輪、法蘭連接、閉式聯軸結構、開式防水電機、機械式軸密封等特性。電機極數4極、額定電壓3×380V、額定功率22kw、額定流量200m3/H、額定揚程29米。根據游泳池水循環周期確定需要3臺循環水泵，兩用一備。

2.3 石英砂過濾系統

游泳池水處理循環凈化系統中，石英砂過濾罐過濾速度取決于幾個方面的因素：過濾介質、過濾器的內部結構、尺寸以及工藝設計，當然還包括循環水泵的水量和整個游泳池水處理系統中的水壓等。在本館游泳池水處理過濾系統的選取，主要依據國內現行規范和我國的具體國情，并結合我公司游泳池的實際運行經驗，最終確定石英砂過濾系統中正向過濾速度為30m/h，反洗過濾強度為16L/（m2·s）反洗時間為5min。

石英砂過濾系統由3臺介質過濾器組成，過濾器直徑2.5m。濾料采用優質石英砂，按照合理級配對原水進行接觸絮凝過濾。懸浮物和膠體通過與濾料的碰撞和吸附，被濾料層截留，從而達到去除懸浮物雜質的目的。當運行一段時間后，由于截留雜質增多，過濾器阻力增大，為防止雜質穿透濾層，必須進行反洗以恢復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，材質全部選擇耐腐蝕FRP材質。內部設有上下布水器，保證水流分布均勻性。進出水管直徑為DN150,法蘭連接。

2.4 消毒系統

臭氧采用普羅名特公司BONa3D系列臭氧發生器，臭氧產量為240g/h。該型臭氧為負壓投加，以空氣為氣源臭氧純度高，產量充足，能耗低。負壓投加安全可靠，最大限度地避免臭氧發生泄漏，安全性能高。操作柜在出現危險時自動關閉系統。內置臭氧產量自動調節裝置，可以根據需要自動調節臭氧發生量，在水質較好的工況下，調低臭氧放生量，這樣既可以減少耗電量，又可以延長設備使用壽命，低碳環保。

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

臭氧消毒的機理是基于分解反應：O3→O2+[O]，其中[0]具有強氧化能力,起主要的消毒作用。在標準狀態下，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，mg/L·kPa。

當水溫在25℃時，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，當水中的臭氧濃度為3mg/L時，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，一般在堿性環境分解速度快于酸性環境。本館循環水量為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，經混合器充分混合后進入臭氧反應罐消毒反應。反應罐選用1臺濱特爾PVS系列直徑為φ2 500立式過濾罐，上進下出逆流設置，反應時間大于2min，臭氧充分反應，殺毒效果強。

由于臭氧為過量投加，經反應罐處理后的水中含有未反應的臭氧。所以水與臭氧反應后回到泳池前必須經過脫臭裝置，防止剩余的臭氧進入池內。活性炭過濾罐吸附殘余臭氧，同時懸浮物和膠體以及有機物在合理級配的活性炭濾層中，通過與濾料的碰撞和吸附，被濾料層截留，從而達到去除懸浮物雜質和部分有機物以及氧化物的目的。活性炭過濾罐選用2臺濱特爾PVS系列直徑為φ2 500立式過濾罐，采用優質活性炭粒徑為0.9～ 1.6mm，濾床高度為1 000mm。

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

2.5 熱交換器

恒溫系統選用阿法拉M10-MFM板式熱交換器，并配有比例式溫控閥自動調節出水溫度，板式熱交換器的水頭損失不超過2m，恒溫熱媒為95℃熱水。熱負荷為2 909kW，提供充足換熱能力。

3 設備間布置說明

圖1 游泳池水處理設備布置圖

設備間位于地下室一層，所有游泳池水處理循環系統的配套設備機房均設置于此設備間，地面標高為-5.4m，凈高層為4.2m；機房占地面積為1 600m2，設備布置見圖1。

設備牢固地固定在混凝土基礎，循環水泵在進出水口加設了避震喉有效防止震動傳遞給其他設備。獨立加藥間，有效防止化學藥品飛濺擴散。

臭氧發生器設備及電控柜放置在獨立空間里。臭氧間設有通風口，保證有充足空氣氣源來制備臭氧。同時臭氧還設置了空氣干燥機，保證臭氧間內空氣濕度在60%以下防止臭氧發生器內部結露。臭氧間內部還配有普羅名特公司的臭氧泄漏檢查儀器Room Air Monitor，數字顯示檢測到氣體濃度。警報器和切換與臭氧裝置聯鎖，自動停止臭氧發生器的共組，安全性能高。

4 設計總結

改造后的設備間布置更加合理，增加了石英砂過濾罐和活性炭過濾罐的數量，解決了原有設備運力不足的問題。臭氧發生器由原來產量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，方玉妹，等.南京奧林匹克體育中心游泳館水處理設計.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、苦咸水處理等水處理工程設計工作。

TU831

A

1003-5168(2014)04-0052-02