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摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.Ⅰ
Abstract„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.Ⅱ
第 1 章 概 述................................................6 第 2 章 池体设计.............................................8 2.1 标准游泳池的设计规范...............................8 2.2 水质...............................................8 2.3 水温..............................................10 2.4 水源..............................................10
2.5 学校游泳馆的池体设计及主要设计参数................11 第 3 章 游泳池的水循环系统的选择............................12 3.1 游泳池的池水循环系统..............................12 3.2 游泳池池水循环....................................13 3.2.1 循环周期......................................13 3.2.2 循环流量......................................13 3.2.3 循环水泵的选择................................14 3.2.4 循环管道......................................15
3.2.5 平衡水池和均衡水池............................16 3.2.6 补水和充水...................................17 3.2.7 池底布水口计算................................18 3.3 游泳池水的加热....................................18 3.3.1 加热方式和加热时间............................18 3.3.2 热量计算......................................18 3.3.3 加热设备......................................20
第 4 章 设备介绍............................................22 4.1 过滤设备介绍.......................................22 4.1.1 毛发过滤器...................................22 4.1.2 过滤器........................................22 4.1.3 过滤器反冲洗..................................24
4.1.4 计量泵、人工可调计量装置、溶解槽、溶液槽和管道 24 4.1.5 东北某大学游泳馆过滤设备的选择................24 4.2 消毒设备以及消毒剂的介绍..........................25 4.2.1 如何选用消毒剂................................25 4.2.2 臭氧消毒......................................26 4.2.3 氯消毒........................................29 www.daodoc.com
4.2.4 瓶装氯气消毒..................................29 4.2.5 氯片消毒......................................30
4.3 池水加药的介绍....................................30 4.3.1 一般规定......................................30 4.3.2 投加方式和投加量.............................30 4.3.3 投加装置和管材
...............................31 4.3.4 水质平衡......................................31 4.3.5 某大学游泳馆的消毒............................32第1章
项目概述
东北某大学位于松花江畔,地理条件优美,该学校所处地属温带湿润气候,年平均气温 2 摄氏度,最高气温 31 摄氏度,最低气温零下 25摄氏度,最高月平均气温 29.2 摄氏度,最低月平均气温零下 19 摄氏度。日照时速 1250 小时,无霜期 150 天左右,有暴雪冰雹、暴雨、干旱等灾害气候影响。气候湿润温和,四季分明。为满足广大同学需要和丰富同学们的业余文化生活,东北某大学基建办决定投资建设游泳馆,游泳馆位置选择在大学校园内,本设计内容主要为游泳馆循环水处理系统。游泳池部分由比赛区和大众游泳区两部分组成。结合东北某大学所处的地理位置和气候条件,因为位于松花江畔,为方便取水,游泳馆场址选择在大学校园内,建成室内游泳馆,设采暖和光照系统。
东北某大学游泳馆的建设规划根据在校学生人数 21000 人,其中体育学院人数 2000 人,要求水处理设备生产能力满足学生上课使用及对外开放要求。游泳池的水处理效果应满足三个因素,第一要有一个设计先进合理的水处理工艺流程,第二要有一套水处理设备,第三要有一套科学的操作运行管理措施。
东北某大学游泳馆采用逆流式循环方式,用臭氧进行消毒,游泳馆的水处理分为两个部分,即游泳池的溢流回水部分和循环水处理部分,整个水处理部分的工艺流程如下:
游泳池—→溢水槽—→蓄水池—→混凝—→毛发过滤器—→砂滤罐—→臭氧混合罐—→反应罐—→活性炭滤灌—→自动投药—→游泳池
具体流程为:需净化的游泳池水,首先在管道内预先加入混凝剂,水与混凝剂充分混合反应,将池中微小悬浮物凝聚,产生“矾花”,然后水进入机房内的毛发聚集器(高分子乙烯碳钢复合材料制成),将池水中含有的毛发、大的悬浮物截留,以免毛发缠绕泵的叶轮,影响后继设备运行。后经石英砂过滤罐(高分子乙烯碳钢复合材料制成)过滤截留。再经活性炭罐过滤。后经热媒交换器,将池水加热并加入消毒剂,以杀灭水中的大肠杆菌等有害细菌,同时保持国家水质规范要求的余氯量 0.4—0.6mg/l。为保证水体内不产生藻类植物使池水发绿,应加入除藻剂,并对水中 PH 值均衡及余氯量进行自动监测。达到标准后,经池 底布水口重新注入游泳池。
同时,本课题还包括游泳馆厂址的选择,给排水设计的系统选择,参数设计,设备选型,游泳馆建筑面积,人员配备等内容。
第 2 章 池体设计
2.1 标准游泳池的设计规范
比赛游泳池的长度指两端电子触板之间的距离, 一般为12.5 米的整数倍,分为 50m 和 25m 两种,设计时应将触板厚度(9~10mm)计算在内。长度 50m 池的误差允许为+0.03m, 25m 池的允许误差为+0.02m。两端池壁自水面上 0.3m 至水下 0.8m 必须符合此要求。游泳池的宽度由泳道的数量决定,每条泳道的宽度一般为 2.0—2.5 米,边道另加 0.25—0.5米。深度一般为1.8—2.2 米。
比赛池规格(长×宽×深)(m)池岸宽(m)
等级
游泳池
跳水池
池侧
池端
两池间
特级,甲级 50×25×2
21×25×5.25
≥10
乙级
50×21×2
16×21×5.25
≥8
丙级
50×21×1.3
公共游泳池的平面形状宜采用矩形,池长应采用 50 米或 25 米,池宽按 2.0—2.2 米的倍数设计。池深可分为深水区和浅水区,浅水区水深 1.0—1.4米,深水区水深应大于1.4 米。东北某大学游泳池建成比赛游泳池和公共游泳池两部分,参数选取按 2.5 设定。
2.2 水质
水质卫生标准是游泳池建设的重要指标,游泳馆建设的水质卫生标准,应按表 2-1 [1]、表 2-2 [1]设定。
表 2-1 池池水水质卫生标准
序号
项目
水质卫生标准
备注
温度
26±1℃
PH 值
7.2~7.6
(电阻值 10.13~10.14Ω)
宜使用电子测量
浑浊度
0.10FTU
滤后入池前测定值
游离性余氯
0.3 ~0.6mg/L
DPD 液体
化合性余氯
≤0.4 mg/L 27±0.5℃:100 个/ mL 24h、48 h、78 h 6
菌落* 37±0.5℃:100 个/ mL 24 h、48 h 大肠埃希氏杆菌*
37±0.5℃:100 个/ mLh、48 h 8
绿脓杆菌*
37±0.5℃:100 个/ mLh、48 h 9
氧化还原电位
≥700V
电阻值为10.13~10.14Ω
清晰度
能清晰看见整个游泳池底
20℃时的测定值
密度 高锰酸钾消耗量
池水中最大总量 100 mg/L 其他水量大于 3 mg/L 13 THM(三卤甲烷)
宜小于20μg/L 室内泳池的空气温度
至少比池水温度高 2℃
由于建筑原因
* 菌的测试应使用膜滤。过滤后,将滤膜在 37℃温度下在胰蛋白酶蛋白 大豆琼脂中保存 2~4 h,然后将滤膜放入隔离的培养基中。
表 2-2 人工游泳池池水水质卫生标准
序号
项目
标准
水温~26℃
PH 值
6.5~8.5 3
浑浊度
≤5(NTU)
尿素
≤3.5 mg/L 5
游离性余氯
≤0.3~0.5 mg/L 6
细菌总数
≤1000 个/ mL 7
大肠菌数
≤18 个/L 2.3 水温
游泳池的池水设计温度,应根据池子类型按表 2-3 采用:
表 2-3 室内游泳池和水上游乐池的池水设计温度
序号
池子类型
池水设计温度
竞赛游泳池
25~27℃ 2
训练游泳池、宾馆内游泳池
26~28℃
公共游泳池
26~28℃
跳水池
26~28℃
造浪池、环流池
28~29℃
滑道池、休闲池
28~29℃
蹼泳池
不低于 23℃
儿童池、戏水池
28~29℃
按摩池
不超过 40℃
露天游泳池和水上游乐池的池水温度,宜符表 2-4的要求:
表 2-4 露天游泳池的池水设计温度
序号
类型
池水设计温度
有加热装置
26~28℃
无加热装置
22~23℃
东北某大学游泳馆建设的水质水温参数,参照 2.5 节设定。
2.3 水源
竞赛用游泳池的初次充水、重新换水和正常使用过程中的补充水,应采用城市生活饮用水。公共游泳池的初次充水、换水和补充水,当采用城市生活引用水,如有困难或不经济时,可根据建设地点情况采用井水(含地热水)、泉水(含温泉水)或水库水。
由于东北某大学坐落在松花江畔,供水充足,而且游泳馆内比赛池和公共游泳池连在一起,共用一套水处理设备,所以可以采用城市生活饮用水。
2.5 学校游泳馆的池体设计及主要设计参数
该学校游泳馆泳池分两部分组成,公共游泳池和比赛池,两个池共用一套水处理系统,可同时对两个池进行水处理。公共游泳池为25×21×1.2 的矩形池体,比赛池为 8 条泳道的 50×21×2 的矩形标准竞赛游泳池,两个池子相连接。两个池子的总水量为2900 立方米。
(1)池水水质卫生标准采用《人工游泳池池水水质卫生标准》。
(2)根据表 2-1 和表 2-2 池水设计温度选用 26℃;池水使用温度 为(26±1)℃。
(3)初次充水时间取48h。
(4)池水的循环周期,设计中考虑该池的主要用途和运行成本,根据表 3.2.1,选用循环周期T=8 h,循环次数 4 次 /d。
(5)游泳池的补充水量定为 5%,游泳池分为比赛池和公共游泳池两部分,比赛池的有效尺寸:50×21×2,公共游泳池的有效尺寸: 25×21×1.2,水容积V=2900m3,补充水量 2900×5% =140 m3 /d。
(6)循环流量:根据公式 3-1,q c = αad·Vp / T p =1.1×2900/8小时 = 398.75 m3 /h。其中 αad 为管道和过滤净化设备的水熔剂附加系数,αad 取 1.1。
(7)循环管道流速:循环水泵吸水管内采用 1~1.2 m/s,出水管道内采用 1.5~2 m/s;循环给水管道内流速不大于 1.5 m/s,循环回水管内采用 0.7~1.0 m/s。
第 3 章 游泳池的水循环系统的选择
3.1 游泳池的池水循环系统
游泳池水的循环供水方式是保证池水水质卫生的重要因素,对循环水方式应满足以下基本要求:配水均匀,不出现短流、涡流、和死水水域以防止局部水水质恶化。有利于池水的全部更新;有利于施工安装、运行管理和卫生保持。目前游泳池循环水处理主要采用顺流式循环、逆流式循环和混合式循环三种循环方式:
1.顺流式循环:经净化处理的清水从游泳池的浅水端上部进入游泳池,到深水区池底回水口,回到毛发聚集器,经循环水泵抽到过滤系统过滤,加药,消毒,后再进入游泳池。使游泳池保持清晰透明,卫生安全;这种循环方式是传统的循环方式,对布水方式,进水和回水口的设置有较高的要求。如布置不合理会造成死水区,短流,涡流等不良现象,影响净化处理效果,池底容易产生沉淀。一般室外游泳池采用这种循环方式,造价较低。
2.逆流式循环:经净化处理的清水从游泳池池底均匀布水进入游泳池,向上溢流从两侧溢水沟回流到均衡池,再经毛发聚集器循环水泵到过滤系统过滤,加药,消毒处理后再送到游泳池,这种循环方式布水均匀,没死水,涡流,短流现象,使游泳池表面易污染的水得到充分循环净化处理,效果显著,池底沉淀少,是目前国内外大型标准游泳馆广泛采用的先进工艺流程。但存在基建投资费用较高的缺点。
3.混合式循环:经净化处理的清水从游泳池池底部和两端进水,向上溢流从两侧溢水沟回流到均衡池,再经毛发聚集器循环水泵到过滤系统过滤,加药,消毒处理后再送到游泳池,这种循环方式具有水流较均匀,池底沉积物少和利于表面排污的优点。
东北某大学游泳馆泳池循环方式应根据池子形状、池子是否架空、池水深度、池水容积、使用性质、池内设施和技术经济等因素综合比较后确定。东北某大学游泳馆通过对多家游泳馆的深入了解,经过各方面综合比较后,由于顺流式普遍存在布水不均匀,造成水温水流不均匀,池底的沉淀物不均,景观不雅的缺陷,所以采用逆流式循环方式,逆流式循环方式是通过游客的压力作用把池水溢流入溢水槽,这样可以把水池上的一层脏物如:人油,毛发等压入水循环系统进行处理。处理后的水从池底均匀布水。逆流式循环方式用在东北某大学游泳馆循环水处理中的主要优势在让使用者感觉水不断的往外流,水质很干净,且布水很均匀,水质水温稳定,池底的沉淀物很少。
池水采用逆流式循环时,应符合下列规定:
1.从池子水表面溢流的回水量,宜按循环水量的 60%确定;
2.从池底回水口的回水量,不宜大于循环水量的 40%。3.2 游泳池池水循环 3.2.1 循环周期
游泳池水的循环周期,应按表 3-1选择:
3.2.2 循环流量
游泳池的循环流量是选用净化处理设备的重要依据,一般应按下式计算:
qc = αad·Vp / Tp
(3-1)
式中:qc
—— 游泳池水的循环流量(m3 / h);
αad —— 管道和过滤设备水容积附加系数,一般为1.1~1.2;
Vp
—— 游泳池的水容积(m3)
T p —— 游泳池水的循环周期,应根据游泳池的使用性质、游泳人数、池水容积、水面面积和池水净化设备运行时间等因素确定。一般可按表 3.2.1 选用。如游泳池采用间歇式循环时应按游泳池开放前后将全部池水各循环一次计算。
根据上式,某大学游泳馆循环流量的设定为 qc = αad·Vp / T p =1.1×2900m3/8 小时 = 398.75 m3 /h。其中αad 为管道和过滤净化设备的水熔剂附加系数,αad 取 1.1。表 3-1 游泳池水的循环周期
序号
游泳池类别
循环周期 T(h)循环次数 N(次/d)
比赛池、训练池~10
4~2.4
跳水池、私用游泳池
8~12
3~2
公共池
6~8
4~3
跳水、游泳合用池~10
3~2.4
儿童池
4~6
6~4 6
幼儿戏水池
1~2
24~12
俱乐部、宾馆内游泳池
6~8
4~3
环流河
2~4
12~6
造浪池
气泡休闲池
2~4
12~6 11 水力按摩池
公用池 0.3~0.5
80~48 专用 0.5~1.0
48~24
滑道池
探险池
教学池
大学校游泳池
6~8
4~3
家庭游泳池~10
3~2.4 注:池水的循环次数按每日使用时间与循环周期的比值确定。
根据表 3-1,东北某大学游泳馆池水循环周期定为 T=8 h,循环次数 3 次/d。3.2.3 循环水泵的选择
循环水泵可采用各种类型的离心清水泵,选择时应符合下述要求:
(1)对用途不同的游泳池的循环水泵宜单独设置,以避免各池在不同使用时造成管理困难。
(2)水泵出水流量按下面的公式计算,备用水泵宜按过滤设备反冲洗时,工作泵与备用泵并联运行确定备用泵的容量。
(3)备用水泵按过滤设备反冲洗时,工作泵与备用泵并联运行确定备用泵的容量。
(4)设计扬程应根据管路、过滤设备、加热设备等的阻力和安装高度差计算确定。
(5)循环水泵应尽量靠近游泳池,水泵的吸水管内的水流速度采用 1.0~1.2m/s;出水管内的水流速度宜采用 1.5 m/s;水泵机组的设置和管道的设置要考虑减震和降低噪音措施。循环水泵的流量根据循环流量,东北某大学游泳馆选用 4 台循环水泵,水泵出水量为qb = q c / 4 = 398.75/4 =100m3/h.水泵的 出水量应满足反冲洗时的要求,反冲洗所需流量为38L/s,取 q b =140 m3/h。
在给水管网的计算中,一般只考虑管线沿程的水头损失。如果有必要时,可将沿程水头损失乘以 1.05~1.10 的系数,计配件和附件的局部水头损失。水泵的扬程考虑了几何高程和管道、设备、附配件等水头损失和流出水头之和,计算结果为 H = 20 m。循环泵选用 4 套 JT-BYL-150-06型预净化水泵机组,Q = 140 m3/h,H=21m 不锈钢叶轮和泵体。
3.2.4 循环管道
循环给水管道内的水流速度,一般采用 1.2 ~1.5m/s;循环回水管道内的水流速度一般采用 0.7~1.0 m/s。循环水泵系统的管道宜采用给水铸铁管或塑料管;如采用钢管时,管内、外壁应考虑防腐措施。管道宜敷设在沿游泳池周边设置的管廊或管沟内。埋地敷设的循环管道应采用给水铸铁管。3.2.5 平衡水池和均衡水池
(1)在下列情况下,宜设置平衡水池:
顺流式循环系统的游泳池,当循环水泵从池底直接吸水,吸水管过长影响水泵吸水高度时,应设置均衡水池;
逆流式循环系统的游泳池,应设置均衡水池。
(2)均衡水池的有效容积可按下式计算:
V b = V pd + V s + Vad
(3-2)
Vad = As·
t o
(3-3)式中:V b —— 均衡水池的有效容积(m3);
V pd —— 循环系统管道的水容积和过滤器反洗用水量(m3);
V s —— 循环系统设备(如毛发过滤器、加热器、混合器等)内的水容积(m3);
Vad —— 溢流回水时附加的水容积(m3);
As
—— 游泳池的池水表面面积(m3);
to —— 溢流回水时的溢流水层厚度(m),可取 0.005~0.10 m。
(3)平衡池水的有效容积应不小于循环水净化系统管道和设备(如过滤器、加热器等)内的水容积之和,且不应小于循环水泵 5min 的出水量。(4)平衡水池的设计应符合下列要求:
水池的最高水面与泳池水面一致;
水池内底表面应低于最低回水管以下400~700 mm;
游泳池的补充水管应接入该池,且补充水管控制阀门出水口应高于最高水面 100 mm,并装设倒流防止器;
水池应设检修入孔、溢水管、泄水管和水泵吸水坑; 水池应采用耐腐蚀、不污染水质的材料建造。
(5)均衡水池的设计应符合下列要求:
水池内的最高水表面应低于溢流回水水管管底300~600 mm;
游泳池补充水管控制阀门的出水口应高于池内溢流水面 100mm,并装设倒流防止器;
水池应设检修入孔、溢水管、泄水管和水泵吸水坑;
水池应采用不变形和不透水材料建造。池内壁应涂刷或内衬不污染水质的防腐涂料或材料。
根据公式(3-2)、(3-3),V b = V pd + V s + A s· to,计算东北某大学游泳馆均衡水池的有效容积,V pd为循环管道水容积和过滤器反冲洗水量,经计算为 30 m3,V s 为循环系统设备容积;为 21 m3,As为池水表面面积 As·
t o=(50×21+25×21)×0.01=15.75 m3,V b =56.75 m3,取 67 m3。池内用瓷砖贴面。
3.2.6
补水和充水
游泳池的初次充水时间,应根据使用性质、城市给水条件等因素确定,宜采用 24~48 h。根据东北某大学的自然条件及游泳池使用性质,东北某大学游泳馆的初次充水时间取48h。在运行过程中,由于游泳池的排污过滤设备的反冲洗,池水表面蒸发以及游泳者身体带出的水等原因,使池水不断损失。其中蒸发和人体带走的水量较小,而排污损失的水量比反冲洗损失的水量要大,游泳池设置补水箱的主要目的是间接连续不断的向池中补水,使游泳池有一个稳定的水位。游泳池和水上运行过程中每日需补充的水量,应根据池水的表面蒸发、池子排污、游泳者或游乐者带出池外和过滤设备冲洗(如用池水反洗时)等所损耗的水量确定,可按 3-2 确定:
表 3-2 游泳池的补充水量
序号
游泳池名称
每日补充水量占游泳池水容积的百分数(%)1
竞赛池
室内
3~5
训练池
跳水池
露天
5~10 多功能池
室内
5~10
游乐池
公共泳池
露天
10~15 3
按摩池
公用
10~15 4
儿童池
室内
不小于 15 幼儿戏水池
露天
不小于 20 5
环流河
10~15 6
家庭游泳池
室内
露天根据上表,游泳池的补充水量定为 5%,东北某大学游泳池分为比赛池和公共游泳池两部分,比赛池的有效尺寸:50×21×2,公共游泳池的有效尺寸:25×21×1.2,水容积V=2900m3,所以补充水量 290m3×5% =140 m3。
所以如果采用补水箱,那么补水箱的最小容积应为140 m3。3.2.7 池底布水口计算
池体体积V=50×21×2+25×21×1.2=2900m3, 根据布水口的参数:共选择 80 个布水口,满足要求。
3.3 游泳池水的加热
3.3.1 加热方式和加热时间
国内外现今大多采用分流式加热系统,即将池水的一部分循环水加热,然后与未加热的那部分混合,达到规定的水温。其优点是,可充分利用市场上的成品加热设备,既能减小设备体积,又能节约能源。
首先确定游泳池池水的水温,根据游泳池的使用性质以及东北某大学游泳池使用性质,游泳池水温设定为28 ℃。
游泳池水加热所需要的热量,应为以下各项耗热量的总和:
1.游泳池水表面蒸发损失的热量;
2.游泳池水池壁和池底传导损失的热量;
3.补充新鲜水加热所需要的热量。
游泳池水的初次加热时间,应根据当地热源条件,热负荷和使用要求等因素确定初次充水加热时间宜采用24~28h。3.3.2 热量计算
池水加热主要是为了保持池水水温。
1.池水表面蒸发损失的热量,可按下式计算:
(3-4)
式中
QS——游泳池水表面政法损失的热量(KJ/h);
β——压力换算系数,取133.32Pa;
ρ——水的密度(kg/L);
γ——与游泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发气化潜热(KJ/h);
pb——与游泳池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力(Pa);
pq——游泳池的环境空气的水蒸汽分压力(Pa);
As——游泳池的环境空气的水蒸汽分压力(Pa);
B——标准大气压(Pa);
B’——当地的大气压(Pa)。
2.游泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量,应按游泳池水表面蒸发损失热量的20%计算确定。
3.游泳池补充新鲜水加热所需的热量,应按下式计算:
(3-5)式中
Qf——游泳池补充新鲜水加热所需的热量(KJ/h);
α——热量换算系数,取4.1868KJ/kcal;
ρ——水的密度(kg/L);
V f——游泳池新鲜水的补充量(L/d);
T d——游泳池的池水设计温度(℃);
T f——游泳池补充新鲜水的温度(℃);
T h——加热时间(h)。
设计中经计算,Q S=1.54×106kJ/h,Qt取20%Qs为0.31×106kJ/h,池水加热所需热量为2.26×106kJ/h。
根据东北某大学游泳馆设计的自然条件及锅炉房提供的80℃的热水系统条件,选择加热方式为采用冷,热水直接混合加热,冷、热水混合后水温为28℃。所需的冷、热水量的计算如下:
Kr=[(th –tl)/(tr –tl)]×100% 式中
Kr--热水量占混水量的百分比。
th—混合温度,th=28℃;tl—冷水温度,tl=5℃;tr--热水温度,tr=80℃。
所需冷水量占混合水量的百分数:Kl=1-Kr 根据公式,Kr=[(28℃-5℃)/(80℃30 % = 70 %。
初次充水时间一般按 24—48 小时计,根据设备情况设计出次充水时间定为 24 小时。因游泳池容积为 2900 m3,则充水流量为 37.9 m3/h。3.3.3 加热设备
加热设备的设置应符合下列要求:不同用途游泳池的加热设备宜分开设置。当必须合用加热设备时,不同池子和不同水温要求的池子,应设独立给水管道和温控装置;大型游泳池、中型游泳池和水上游乐池的加热设备数量,按不少于2 台同时工作选定;每台加热设备应装设温度自动调节装置。
循环水量采用部分加热方式时,宜符合下列要求:被加热的循环水量不少于全部循环水量的20%~25%;被加热的循环水温度,不宜超过40℃;被加热的水与未被加热的水,应有充分混合均匀的有效措施。
加热设备的进水管口与出水管口的水温差,应按下式计算:
(3-6)
式中
Th——加热设备进水管口与出水管口的水温差(℃);
Qs——游泳池水表面蒸发损失的热量(kJ/h);
Qt——游泳池或水上游乐池的水表面、池底、池壁、管道和设备传导损失的热量(kJ/h);
Qf——游泳池或水上游乐池补充新鲜水加热所需的热量(kJ/h);
α ——热量换算系数,α =4.1868kJ/kcal ;
qc——游泳池或水上游乐池的循环流量(m/h);
ρ ——水的密度(kg/L)。
根据公式,东北某大学游泳馆加热设备的进水管口与出水管口的水 温差
(3-7)
= =1.35371℃
由于在选择加热设备时,采用板式换热器的为多,东北某大学的设计中预采用 2 台半容积式的换热器(其中一台为淋浴用的换热器),主要原因是:池水的循环利用,使池水硬度和水中的尿素等含量会逐渐提高,加热过程易结垢,而板式换热器结垢后,热效率下降较大,板和板间隙较小,易堵塞。再者为了能设计成和淋浴用的换热器互为备用,初次池水加热时可利用淋浴用的换热器,以减少投资。在正常工作后,淋浴用的换热器与另一台通过阀门完全分开。每台换热器均设进口的温控阀,使出水温度定在 32℃,采用 25%的循环水加热,被加热水和未加热水采用混合器充分混合,使混合后的水温为 28℃。热媒(高温热水)循环水泵采用变流恒压泵或变频泵,以便调节和出水的稳定。
第 4 章 设备介绍
4.1 过滤设备介绍
毛发过滤器
使用过的游泳池池水,在进行过滤净化之前,应先经过毛发过滤器对池水进行预净化。
毛发过滤器的构造应符合下列要求:
(1)构造应简单,方便装卸;
(2)外壳应为耐压的耐腐蚀材料,当为碳钢金属材质时,应进行防锈蚀处理;
(3)过滤筒(网)孔(网)眼的总面积,不应小于连接管道截面面积的 2.0 倍;
(4)过滤筒的孔眼直径宜采用 3~4 mm,过滤网眼宜采用 10~15目;
(5)过滤筒(网)应采用耐腐蚀的铜、不锈钢和塑料等材料制造。毛发过滤器的设置应装设在循环水泵的吸水管上,过滤筒(网)应经常清洗或更换,如为两台循环水泵,应交替运行。4.1.2 过滤器
游泳池的水过滤器,应根据池子的使用性质、规模、人员负荷、管理条件和材料情况确定,并应符合体积小、功率高、功能稳定、能耗小、保证出水水质及操作简单、安装方便、管理费用低、有利于循环水净化系统的自动控制的要求。
过滤器内的滤料应符合下列要求:
(1)比表面积大、孔隙率高、截污能力强、使用周期长;
(2)不含杂物和污泥,不含有毒和有害物质;
(3)化学稳定性能好;
(4)机械强度高,耐磨损,抗压性能好。游泳池的石英砂压力过滤器的过滤速度,宜按下列规定选用:
(1)竞赛池、公共池、教学池、水上游乐池等,宜采用中速过滤;
(2)家庭池、宾馆池、按摩池等,可采用高速过滤。
过滤器的设置应符合下列要求:
(1)不同用途的游泳池和水上游乐池,水过滤器应分开设置;
(2)压力过滤器宜采用立式,但直径大于2.6 m 时应采用卧式;
(3)重力式过滤器应有防止池水溢流事故的措施。
过滤器的数量,应根据循环水量、运行维护条件等,经技术经济比较确定,但每座池子不宜少于 2 台。
压力过滤器应设置下列附件:
(1)布水均匀的布水设置;
(2)集水(反洗配水)均匀的集水装置;
(3)检修孔、进水管、出水管、泄水管、放水管、差压管、观察孔、取样管、流量计、及各类切换阀;
(4)必要时,还应设置空气反洗管、表面冲洗装置;
(5)冲洗排水管应设可观察冲洗排水清澈度的透明管段或其他装置。
池水采用全流量臭氧消毒时,应设置多余臭氧吸附过滤脱除装置,并应符合下列要求:
(1)吸附过滤器的滤料应采用活性炭;
(2)活性炭的粒径应为 0.9~1.6 mm,比表面积不宜小于 900m2/g;
(3)活性炭吸附过滤器的过滤速度宜为30~35 m/h;
(4)活性炭吸附过滤器的罐体或内衬应为耐臭氧腐蚀材料。
过滤器应采用耐腐蚀、不透水、不污染水质和不变形的材料制造,并应符合下列要求:
(1)压力过滤器罐体承受的压力不宜小于0.6Mpa;
(2)当采用不锈钢罐体时,应采用防氯离子腐蚀的不锈钢;
(3)当采用碳钢罐体时,其内壁应采用无毒防腐内衬或防腐涂料;
(4)当采用重力式过滤器时,罐体形状及罐体承受的压力应由设备制造厂商计算确定,并确保安全。
滤料层的厚度:当滤速为低速时,国内经验是不小于 700mm;当滤速为高速时,不小于 800mm。如果砂粒直径加大,还应增加厚度,粒径比为 2︰1。应留出一定的富裕量,出现高负荷时可以开启备用循环水泵。严格他讲,厚度还与滤料种类、粒径有关,应经试验确定。4.1.3 过滤器反冲洗
反冲洗过滤器可清除滤料面上的污物,保证过滤效果。过滤器应采用水进行反冲洗。有条件时,宜采用气、水组合进行反冲洗。
过滤器宜采用池水进行反冲洗,当采用城市生活饮用水反冲洗时,应设隔断水箱。选择利用池水作反冲洗水源冲洗过滤器,这样既能节约能源,又能增加补充水量,有利于稀释池水盐类,也能达到使过滤器去污的目的。
压力过滤器的冲洗周期应根据池水水质检测结果确定。当按过滤器的水头损失确定时,滤料为石英砂、无烟煤和沸石时,过滤器的水头损失不超过0.06 Mpa。4.1.4 计量泵、人工可调计量装置、溶解槽、溶液槽和管道
计量泵、人工可调计量装置、溶解槽、溶液槽和管道,均应采用耐腐蚀材质的制品。计量泵的吸液管道宜采用透明型乙烯塑料管。4.1.5 东北某大学游泳馆过滤设备的选择
设计中池水回水经毛发过滤器过滤,循环泵加压,采用单层石英砂过滤罐净化,再用换热器加热,消毒后回流游泳池。在选择毛发过滤器时,主要考虑了其材质和外壳的构造是否便于清洗,且要校核过滤空眼的总面积能否符合规范要求。选用了四套 JT-MK-150-03 型不锈钢毛发过滤器。在选则滤罐时,主要考虑罐体的材质、滤料的材料和组成。根据该池的使用性质,采用中速过滤的立式压力过滤器。设计中采用了三套 JT-GLB-2.2-01,φ2200×2690(h),过滤速度采用 30m/h,反冲洗时可以通过自动控制来实现,如采用手动控制电磁阀改用碟阀。发现多个游泳馆设有较大排水沟和集水井,还设有大功率的排水泵,其实反冲洗水可利用反冲洗的余压来直接排放室外,机房内设普通的排渗漏水的地沟和排水设施就可以。
4.2 消毒设备以及消毒剂的介绍
4.2.1 如何选用消毒剂
游泳池和水上游乐池的池水,必须进行消毒杀菌处理。消毒是一个非常重要的问题,如果解决不好,游泳池便可能成为传播疾病的场所。游泳池中水温相宜,是伤寒、副伤寒、痢疾、肝炎、急性结膜炎、脓疱病等致病菌的适宜生长环境,肝炎病毒、脑炎病毒往往是通过水的途径来传播疾病。
消毒剂的选择应符合下列要求:
1.杀菌消毒能力强,并有持续杀菌的功能;
2.不造成水和环境污染,不改变池水水质;
3.对人体无刺激或刺激性很小;
4.对建筑结构、设备和管道无腐蚀或仅有轻微腐蚀;
5.费用低,且能就地取材。
游泳池和水上游乐池的消毒剂和消毒方式,应根据使用性质确定:
1.世界级和国家级竞赛和训练游泳池、宾馆和会所附设游泳池、室内休闲池及有特殊要求的其他游泳池,宜采用臭氧消毒;
2.公共游泳池、滑道池、造浪池、环流河、气泡休闲池、公共水力按摩池等,宜采用氯消毒;
3.家庭游泳池和家庭及宾馆客房按摩池,宜采用氯片消毒; 4.露天游泳池亦可采用二氯异氰尿酸或三氯异氰尿酸消毒。
消毒设备的选择,应符合下列要求:设备简单、安全可靠、操作和维修简便;计量装置的计量准确,且灵活可调;投加系统能自动控制,且安全可靠; 4 建设费和经常运行费低 4.2.2 臭氧消毒
1.臭氧发生器:
它为消毒生成臭氧,臭氧发生器主要有原料进气系统、干燥系统、遍压变频系统、放电系统、冷却系统和控制系统组成原料气经干燥后进入放电室,放电室中有五组20根放电管,400V、50H的输入电压经升压变频后变为4000V、900Hz的输出电压送至放电管,原料气中的氧经高压中频放电后电离为臭氧。放电管为内腔的复合管道,内管有非玻璃放电棒与接地不锈钢内壳组成,用于进出气体和放电,外管为不锈钢管,用于通冷却水而带走放电后产生的大量热量。
2.接触塔:
顶部有一个气体收集装置,它能够将未反应的尾气收集起来,并排入臭氧消毒器。反应器的作用是使臭氧和水充分发生反应并杀菌,要保证反应时间不小于1.5min,从而使臭氧能够起到充分的消毒作用。接触塔亦称反应罐,是03 消毒的主要完成阶段。这个装置流出的水应该是无菌的。3.水泵与水射器:
由于只有溶解于水中的0 3才是有效的,因此,在系统没计中应采用措施将03气体注到水中,使气水充分而紧密的混合,以利于03溶解。一般设置一个加压水泵和水射器。
4.尾气处理
空气中的臭氧浓度达到1.0mg/L时,对人的健康会产生危害,所以需要对尾气进行处理。
采用臭氧消毒时,应符合下列要求:
1.臭氧应采用负压投加;
2.臭氧应投加在经过过滤器之后的循环给水管道中。臭氧投加量宜为0.6~1.0mg/h,池水水面上空气中臭氧含量不得超过0.10mg/L;
3.应设置臭氧与水充分混合、接触反应的混合器和反应罐;
4.臭氧与水接触反应的时间,应满足下式的规定:
C
t ≥1.6
(4-1)
式中
C ——臭氧投加量(mg/L);
t ——臭氧与水接触反应所需要的时间(min)。
5.全流量臭氧投加系统应设剩余臭氧吸附装置;
6.应设臭氧尾气处理装置;
7.应辅以氯消毒,氯投加量按允许余氯量计算确定;
8.臭氧投加系统应采用全自动控制,并与循环水泵联锁。
臭氧发生设备宜安装在通风良好、环境温度不高于35℃的单独房间内,房间内应设紧急切断电源、环境臭氧监测和报警装置。
输送臭氧气体和臭氧溶液的管道应采用耐腐蚀管材,并有与其他管道不同的标志。
按下式确定臭氧发生器的大小
臭氧发生器产量(g/h)= 循环水流量(m3/h)× 臭氧投加浓度(g/m3)。
循环水量为 398.75m3/h ,臭氧投加浓度为 1.0,则臭氧发生器产量为 398.75g/h。
臭氧反应罐的容积按下式确定:
反应罐容积(m3)= 循环水流量(m3/h)× 旁流水百分比(%)× 反应时间(h)。
旁流水流量可设定在 15%--25%之间,在这里设定为 25% 臭氧与水反应的时间这里设定为6min。
反应罐容积(m3)=398.75×25%×0.1=9.96875 m3,取10 m3。
臭氧投加系统应根据游泳池的用途和使用要求,按下列情况确定:
1.世界级、国家级竞赛游泳池及池水卫生要求很高、人数负荷高的游泳池和水上游乐池,宜采用循环水过滤与残余臭氧吸附过滤分开设置的循环水全部进行消毒的全流量臭氧消毒系统(图4-1);人数负荷较高,池水卫生要求较高的游泳池,宜采用循环水过滤与残余臭氧吸附过滤合并的循环水全部进行消毒的全流量臭氧消毒系统(图4-2)。现有游泳池增建臭氧消毒系统时,宜采用(图4-3)所示的分流量臭氧消毒系统。分流量臭氧消毒的分流量应为循环水流量的25%。注:人数负荷一般,且人员较稳定的新建游泳池和水上游乐池,也可采用分流量臭氧消毒系统。4.2.3 氯消毒
用于游泳池和水上游乐他的氯消毒剂宜优先选用次氯酸钠消毒剂。采用次氯酸钠消毒时,应符合下列要求:
1.投加量(以有效氯计)宜按1~3mg/L 设计,并按池水中的余氯量自动或手动调整投加量;
2.采用湿式投加,次氯酸钠溶液的配制浓度宜为1~3mg/L;
3.投加位置应根据池水循环净化处理系统的自动化程度确定:
4.1)压力式投加时应采用负压投加。投加在过滤器之后送往游泳池或水上游乐池的循环给水管道内,并使次氯酸钠与循环水充分混合;
2)重力式投加时,应投加在循环水泵的吸水管内。
5.采用成品次氯酸钠溶液时应符合下列要求:
l)应避光运输和贮存,贮存时间不宜超过5d; 2)投加量应考虑因光、热等因素的影响而降低溶液中有效氯的含量。
6.应设置池水pH 值监测装置,根据数据及时投加盐酸,保持池水pH 值符合表2-1的要求;
7.现场制取次氯酸钠时,应符合下列要求:
1)制取次氯酸钠溶液的设备应效率高、含有效氯稳定;
2)制取次氯酸钠溶液的设备不应少于2台;
3)安装次氯酸钠溶液设备的房间应通风良好,并设置防火、防爆等安全设施;
4)制取次氯酸钠溶液设备的氢气管应引到室外。4.2.4 瓶装氯气消毒
1.氯投加量宜按1~3mg/L设计;
2.氯气必须采用负压自动投加方式,严禁将氯直接注入游泳池水中;
3.加氯设备应设置备用机组;
4.供给加氯设备的水源应压力稳定,且不得间断;
5.氯气瓶应设自动切换装置和称重装置;
6.加氯系统应与循环水泵联锁;
7.应设置池水pH值监测装置;
8.加氯设备和氯气瓶应设在地面层相邻的两个独立房间内;
9.加氯间应设置防毒、防火和防爆装置,并符合国家现行有关标准的规定。
4.2.5 氯片消毒
1.应采用湿式投加方式。
2.小型游泳池、家庭游泳池和宾馆、家庭用水力按摩池,宜采用有流量调节阀门的自动投药器投加;
3.氯片应置于专用的水溶解器内充分溶解,并配制成含氯浓度为1~3mg/L 的氯消毒液;
4.3 池水加药的介绍
4.3.1 一般规定
游泳池和水上游乐池的循环水,在进行净化处理过程中,应向循环水中投加下列药剂:
1.循环水送人过滤器之前投加混凝剂;
2.根据消毒剂品种,宜在消毒之前投加pH 值调整剂;
3.根据气候条件和池水水质变化情况,在输入游泳池的水中不定期投加除藻剂。
药剂品种应根据水源水质和所选用药剂类型,结合当地药品供应情况,按下列原则确定:
1.混凝剂宜采用氯化铝或精制硫酸铝、明矾;
2.pH值调整剂宜采用碳酸钠、碳酸氢钠或盐酸;
3.除藻剂宜采用硫酸铜。
注意各种药品不得直接干洒入池水中。
4.3.2 投加方式和投加量
药剂应湿式投加,且不同品种的药剂应有各自独立的投加系统,并应符合下列要求:
1.药剂溶液的配制浓度宜为5%~10%。但采用盐酸时,配制溶液浓度宜为3%;
2.药剂溶液宜按每日的使用量一次配制完成。当有困难时,可将每一场次的使用量一次调配完成;
3.投加系统应设置或采取使药剂溶液与循环水充分混合接触的装置或措施。
混凝剂宜采用连续定比自动投加,并应符合下列要求:
1.投加量应按絮凝试验资料确定。当缺乏絮凝试验资料时,设计投加量可采用3~5mg/L;
2.重力式投加时,应投加在循环水泵的吸水管内;
3.压力式投加时,宜投加在过滤器之前的循环水泵出水管内。
pH值调整剂宜采用pH值传感器控制投加量,并应符合下列要求:
1.设计投加量宜采用1~5mg/L ;
2.重力式投加时,应投加在循环水泵的吸水管内;
3.压力式投加时,宜投加在消毒之前的循环水泵出水管内。
除藻剂应根据池水水质变化情况间断投加,并应符合下列要求:
1.设计投加量不得超过1mg/L
2.投加时间和间隔时间,应根据池水透明度和气候条件确定。
4.3.3 投加装置和管材
压力式投加药剂溶液时,计量泵宜按最大投药量选定,并应设置根据探测器反馈数据自动调整投加量的装置。
重力式投加药剂溶液时,应设置能人工调整投加量的计量装置。药剂的溶解宜采用水力或机械等搅拌方式。
计量泵、人工可调计量装置、溶解槽、溶液槽和管道,均应采用耐腐蚀材质的制品。计量泵的吸液管道宜采用透明型聚乙烯塑料管。
4.3.4 水质平衡
游泳池和水上游乐池的水质监测参数超过下列规定时,宜对池水进行水质平衡处理:
1.池水的pH 值应符合本规程表2-1 的规定;
2.池水的总碱度控制在75~250mg/L 范围;
3.池水的钙硬度控制在75~500mg/L 范围;
4.池水的总溶解固体控制在150~1500mg/L 范围。
水质平衡的方法和使用的药剂品种,应符合下列规定:
1.pH值低于 7.2时,应向池水内投加碳酸钠;pH值高于7.6时,应向池水中投加盐酸或碳酸氢钠;
2.总碱度小于75mg/L 时,应向池水内投加碳酸氢钠;总碱度大于250mg/L 时,应采用增加新鲜水补充量的方式降低总碱度;
3.钙硬度小于 75mg/L 时,应向池水内投加氯化钙;钙硬度大于500mg/L 时,应采用增加新鲜水补充量的方式降低钙硬度;
4.总溶解固体小于 150mg/L 时,应向池水内投加次氯酸钠;总溶解固体大于1500mg/L时,应采用增加新鲜水补充量的方式降低总溶解固体。
4.3.5 某大学游泳馆的消毒
消毒剂的选择,直接关系到消毒效果和运行成本。要找到绝对的池水消毒方法是比较困难的,经多方案比较,臭氧的消毒效果好,所以拟采用臭氧消毒法。但臭氧消毒的缺点是虽然消毒效果好但造价高,占地大,设备多,技术、管理水平要求较高。
加药装置采用计量泵自动向过滤前的水中投加混凝剂、PH值调整剂和除藻剂。消毒剂采用次氯酸钠,次氯酸钠是强氧进行消毒,其消毒效果好,安全方便。反应式如下:
NaCl + H2O → NaOCl + H2↑
消毒选用WL-IV次氯酸钠发生器,整套设备化程度高,使用方便。用计量泵自动投加在过滤后的水中。投加量为3~5mg/L,运行中按池水游离余氯量为0.4~0.6mg/L调整投加量,连续投加。
混凝剂采用Al2(SO4)·18H 2O精致硫酸铝,投加量为5~10mg/L,投加于毛发聚集器前。
PH值调整剂采用纯碱,投加量3~5mg/L,间断投加,使池水PH值控制在6.5~7.5范围内。选用φ800mm,H=1200mm药剂投加装置。除藻剂选用硫酸铜,当池水呈黄绿色或PH值过低出现铁离子时投加,投加量不大于1mg/L,加药装置与PH调整剂投加装置合用。
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