鄭州泳潔游泳池水處理設(shè)備有限公司
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游泳嬉水是極好的文體活,游泳館、游泳池、嬉水池、水上樂園遍布全球。隨著社會的發(fā)展,這些建筑與日俱增,在發(fā)達(dá)的美國,已有450萬座,中國的這類建筑,也如雨后春筍,比比皆是,正以迅猛的速度在發(fā)展,許多專家、工程師也都相繼遇到了泳池設(shè)計這一問題。
泳池嬉水工程的投資,少則幾十萬,多則幾千萬。而每年的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用,少則數(shù)十萬,多則數(shù)百萬。它既是耗水大戶、又是耗電大戶和耗熱大戶。隨著能源的日益緊缺,隨著時代的迅速發(fā)展,我們應(yīng)該在理論上深入研究,在設(shè)計上不斷改進(jìn),在這實(shí)踐中認(rèn)真總結(jié),逐步使問題得到解決。
許多國外的理論、實(shí)踐總結(jié)、經(jīng)驗(yàn)公式和各具特色的過濾砂缸,在各自的國度里都曾取得了一定的成功,便在群眾性泳池中使用,始終并不十分盡人意。近些年來,知用于人口眾多的我國的群眾性泳池中,顯得無能為力。
如何簡化設(shè)計、簡化管理,減少基建投資,減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi),如何節(jié)水、節(jié)電、節(jié)熱能、節(jié)藥品、節(jié)人力,如何在任何情況下確保水質(zhì),是本文討論的內(nèi)容。
一、把機(jī)房面積降下來
已建游泳池機(jī)房面積普遍偏大,從123-400m2不等(為便于說明,我們皆以標(biāo)準(zhǔn)為例)機(jī)房造價10-40萬元甚至更高,濾罐數(shù)2-6個都有,罐徑一般2-3m,立式居多,臥式較少,國外的機(jī)房設(shè)計得更是寬大。形成的主要原因是罐數(shù)多,擺開后必然占據(jù)較大的面積。
有的機(jī)房,除了過濾間外,還有加氯間、氯瓶間、加藥間、加熱間、工具間、藥庫、化驗(yàn)室、控制室等。這種照大中型水廠配置的幫法,在任何超大型、任何高檔次的游泳館也是不需
要的。水廠和泳池處理,雖然有共同之處,但卻是兩個完全不同領(lǐng)域的兩碼事。
(1)世界上幾乎幾不到≥1萬m3水的游泳館,而中型水廠的產(chǎn)水量都在幾萬m3以上,水量相差懸殊。
(2)水廠是無限的水,一次性通過;而泳池的水是有限的水,“無限”次通過。
(3)江河湖的原水水質(zhì)可能驟變,而泳池的水質(zhì)不可能驟變,沒有強(qiáng)烈外界因素的直接加入,泳池水質(zhì)的變化是極為緩慢的。
(4)江河湖水常規(guī)處理主要靠投加混凝劑和助凝劑后沉淀和過濾,而泳池水處理要靠過濾、氧化和活化。泳池這幾千噸水的周而復(fù)始處理,當(dāng)路子走對以后,并不困難,沒有必要人為搞得那么復(fù)雜。除了全部電動閥門控制的系統(tǒng)需要設(shè)置控制室外,手動系統(tǒng)和水力自動化系統(tǒng)都無此必要。其它房間更沒有單設(shè)的必要。對水力自動化系統(tǒng)來說,除了主機(jī)房和機(jī)房一角的加氯間外,不需要再設(shè)置任何房間。
水力自動化系統(tǒng)的機(jī)房總面積<50m2,主體是水力自動化曝氣濾機(jī),占地面積不足90m2,它是一種結(jié)構(gòu)緊湊的整體性機(jī)型,當(dāng)前已有60套機(jī)型,日處理水量由100m2~30000m3。
二、把電耗降下來
游泳池水處理的唯一目的是解決水質(zhì)問題。是采用壓有處理,還是采用無壓處理,只是個手段問題。對于0.000來,又回到0.000去的這一特定環(huán)境下的水處理領(lǐng)域,使用什么手段才是合理的呢?很顯然,對于原來沒有壓力要求的系統(tǒng),做成重力系統(tǒng)更合理。
三、把水耗降下來
1、取消自動補(bǔ)水池
在水的系統(tǒng)中,為了保持某一固定液面,補(bǔ)水池、補(bǔ)水箱往往是不可缺少的。除非控制水位的浮球閥或電磁閥已經(jīng)損壞外,一般不會漏水。但對游泳池來說,補(bǔ)水池、補(bǔ)水箱不宜使用。開放中的游泳池是不存在固定的液面的,波動的游泳池液面造成的結(jié)果是,泳者不斷的入水,池水一次次地溢走,泳者不斷的出水,一次次的補(bǔ)水,永不停息,只有閉池時,才算結(jié)束。浪費(fèi)的水超過30m3/h。對全球缺水的今天,應(yīng)杜絕這種做法。
那一次次溢走的水,都是經(jīng)過加熱的溫水,而一次次補(bǔ)進(jìn)的水卻都是冷水,這才是池溫為什么迅速降低的根本原因。由于低溫水無休止的加入,每年多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤超出百噸!
為了堵住這個耗水跑熱大漏洞,30多年來筆者走了一個漫長的全過程,逐漸縮小補(bǔ)水池為補(bǔ)水箱,又把補(bǔ)水箱縮小到只有300L,實(shí)踐證明,浪費(fèi)的水量和熱量與補(bǔ)水池或補(bǔ)水箱的容量大小毫無關(guān)系,與采取何種型式的浮球閥與電磁閥也沒無關(guān)系。直到徹底取消補(bǔ)水箱,這個漏洞才堵注。結(jié)論是:不能依靠泳池波動水面來控制泳池液面。每年我國有上億噸水和幾十萬噸煤,由這里流掉!但取消補(bǔ)水池和補(bǔ)水箱以后,除了每池、每年帶來5~10萬元的效益外,未出理異常。
2、力圖取消平衡水池
一般設(shè)計平衡水池的主要目的是:調(diào)節(jié)泳者占據(jù)的池容。調(diào)節(jié)手段是:用(各種各樣的)浮球閥的補(bǔ)水,來保持固定的液面。實(shí)際上,在國內(nèi)外的許多實(shí)例中,可以看到,平衡水池的水面與泳池水面安全一致,浮球閥也是控制著這個水面。不管它是叫平衡水池,還是叫調(diào)節(jié)水池,實(shí)際都是一個放大了的補(bǔ)水池。因此,它浪費(fèi)的水量和熱量與補(bǔ)水池是完全相同的。這種平衡水池應(yīng)淘汰。
還有一種設(shè)計,平衡水池的水面,或浮球閥控制的水面,明顯低于泳池的水面。開池時泳者擠出的水存入平衡水池,閉池時再打入泳池中。由于波動的泳池水面不會影響浮球閥,該形勢較好。但這種平衡水池補(bǔ)水浮球閥,必須比泳池液面低得多,浮球閥控制水面以上的容量,必須不小于高峰人流的總?cè)萘,通常不小?0m3,以儲存泳者擠出的水,閉池時把水送回泳池采取什么手段,也是麻煩事,國外的作法是把平衡池當(dāng)作水泵吸水池來用,方法是簡單而有效的,可是能量白白浪費(fèi)了不少。
眾所周知,那些平衡池、調(diào)節(jié)水池的容量有的雖然很大,但與泳池的容量相比,卻又是小巫見大巫。因此,如何開發(fā)泳池本身的調(diào)節(jié)作用,才是設(shè)計研究者的課題。
無平衡水池館池的情況:當(dāng)開池前特意把水放滿,通常15個人擠走1m3水,入池極限450人,擠走30m3水,在閉池時,水面下降應(yīng)是30mm,實(shí)際上,由于池水充滿度總是100%,時刻有水溢走,溢走的水近10m3,閉池時測量水位降是30~41mm。這時池水少了40m3,造成池水的水位變化卻很微小,假如不去測量,往往不易發(fā)現(xiàn)。在一次開池時,只要有人入池,便雙失去了平靜的水面,更難發(fā)現(xiàn)這個水位差。隨著入池人員的增多,又一次達(dá)到高峰時,由于池水不再溢滿,溢走的水明顯減少,如此周而復(fù)始,可以達(dá)到一個動態(tài)平衡,也可以看出,開池時水面總是高于停池時的水面。眾所周知游泳池本身不僅有相當(dāng)大的水量,而主要是它的水面很大。即使水量減少了100m3,水面才相差100mm。對于重大的國際比賽平說,只有對池水深度的嚴(yán)格規(guī)定,把泳池設(shè)計成無論什么時候都100%的溢滿,是一種很大的誤解,實(shí)用中并沒有這個必要。
然而,池底進(jìn)水,周邊溢水的設(shè)計,則又心須絕對溢滿,還要絕對溢流,否則,水處理無法進(jìn)行。然而,即使這種型式,同樣可以啟用游泳池本身的調(diào)節(jié)功能,而需設(shè)置平衡水池。具體的做法是:泳池水面、周邊溢水面、溢水溝蓋面示高皆為0.000,溝外側(cè)地面皆為0.040的標(biāo)高,然后四周以1%的坡度坡向溢水溝。
順便提醒一下,池底進(jìn)水,周邊溢水這種設(shè)計對土建施工要求極為嚴(yán)格,要求雙側(cè)共長100m的池邊上頂面,都必須在同一高度上,不行相差+1mm這幾乎是不可能的。常常一個工程要返工3~4次,最后依然有較大差距。在100m長度上, 高程相差1mm就相當(dāng)于增大或縮小了Φ357mm管道的過水?dāng)嗝娣e,高程相差1mm產(chǎn)生的結(jié)果是溢流出水不均勻。為了彌補(bǔ)這一缺陷, 歐美的作法是加大循環(huán)水量,由于浪費(fèi)能量過大,很不適合我國國情。實(shí)際上,國際上這種下進(jìn)上溢式(逆流式)方式。這是一個誤區(qū),應(yīng)立即杜絕這種錯誤方式。
采用這一作法的目的是,使漂流物能夠較快溢出池面。然而在拉水線時,便起不到這個作用。還有人認(rèn)為,這一作法可以減少池底的沉淀物,實(shí)踐證明,沒有這個作用。因?yàn)槌氐走M(jìn)水口面積不到池底面積的1/10000,池水的平均上升速度不到0.07mm/s,除進(jìn)水口的水流是自下而上外,周圍的水流都是自上而下的回流,沉淀照樣進(jìn)行。
結(jié)論:盡量避免使用上升泉式,多用河道式。由土建配合,啟用游泳池本身的自我調(diào)節(jié)功能,力圖避免另設(shè)平衡池。
3、節(jié)約游泳池濾體的沖洗水量
游泳池濾體的沖洗水量,取決于工作周期、沖洗歷時、和沖洗強(qiáng)度三個因素。
濾體的工作周期:筆者曾對國內(nèi)外的大量館池作過普查,了解到各館的工作周期都不一樣,從1天~7天都有,實(shí)質(zhì)都是人為規(guī)定的一種作法、一種自己制訂的沖洗制度。有的水量浪費(fèi)很大。其中也有正確的作法,按濾層阻力增加值實(shí)施沖洗。遺憾的是,它是手動的;當(dāng)水質(zhì)不好時,幾乎都誤認(rèn)為是沖洗不夠造成的,人為提前沖洗和拉長沖洗的時間。國外還有一種輪沖的作法,如5個罐,每天沖1個,5天1個輪回。這種自動輪沖的作法,與我國手動沖洗的作法并沒有本質(zhì)上的區(qū)別,與實(shí)際情況脫節(jié),和水質(zhì)沒有建立起任何關(guān)系。眾所周知,季節(jié)不同,地區(qū)不同,館的性質(zhì)不同,人流量不同,人口素質(zhì)不同,水的污染程度相差不是幾倍,而是百倍!死的(不管是手動的還是電動的)工作制度都不夠理想。國外的資料表明,盡管其人流數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于我國,夏季水質(zhì)變壞也屢有發(fā)生。
我們利用濾層阻力增加,水位自然升高的原理,實(shí)現(xiàn)了水力自動化控制。工作周期是一個變值,它隨季節(jié)、天氣、人流、污染程度的變化而變化。上百個館池的大量數(shù)據(jù)告訴我們,工作周期完全決定于水質(zhì)。極限最短的工作周期和極限最長的工作周期相差百倍!一般冬季難得遇到自動沖洗的機(jī)會。
游泳池濾體的沖洗歷時:總括中外寫在書本上的資料為5~8min,實(shí)際普查結(jié)果為15~30min,個別的竟達(dá)到2h,調(diào)查中竟未見到一處是5~8min,連國外的電動沖洗閥,也設(shè)定為15min。原因是管理或承包者怕沖不干凈影響水質(zhì)?!這是一個很大的浪費(fèi)。按常用的φ2.5m罐計算,每一次沖洗水量,至少比需要的多消耗38m3/每罐次。
沖洗歷時不應(yīng)人為確定,應(yīng)以開始流出清水的時間作為依據(jù)。我們測得的數(shù)據(jù)是2.0min后沖洗水濃度開始減小2.5min后開始變清3.0min以內(nèi)全清。于是,以水力學(xué)原理按此實(shí)測資料制造機(jī)型,實(shí)現(xiàn)水力自動控制,不受人為因素影響,它的沖洗歷時永遠(yuǎn)是150s。
游泳池濾體的沖洗強(qiáng)度:中外公布的沖洗強(qiáng)度為15~20l/s.㎡,根據(jù)我們?yōu)V料情況,在機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計上,把沖洗強(qiáng)度提高為32l/s.㎡,此時全部濾料翻滾攪搓2.5 min內(nèi)已淘洗潔凈。
結(jié)論:只有增大了沖洗強(qiáng)度,才能減少沖洗歷時,還必須依據(jù)水質(zhì)自身規(guī)律實(shí)現(xiàn)自動沖洗,才能做到節(jié)水。
四、把熱耗降下來
在游泳館土建和采暖通風(fēng)設(shè)計正確的情況下,池面蒸發(fā)和池身傳導(dǎo)不是熱耗的主要因素。游泳池水的熱耗主要取決于水耗,尤其在冬季水耗對熱耗的影響極大。調(diào)查的結(jié)果是,我國大部分館每年9、10月就開始加熱,直到次年4、5月份才停熱,熱耗很大。然而,對采用我們作法的我國北方館,由于冬季不補(bǔ)水,不換水,不用自來水消毒,春、秋兩季每月只需補(bǔ)熱l~2h,冬季每月補(bǔ)熱2次,每次1~2h,每年累積補(bǔ)熱時間<40h。結(jié)論:節(jié)熱問題的實(shí)質(zhì)是春、秋、冬季如何節(jié)水的問題。
我國冬季正處人流低谷,壓力系統(tǒng)也應(yīng)該爭取不補(bǔ)水、不換水,可以盡量減少沖洗次數(shù)。
降低的一個很重要的原因是,加藥、消毒都用自來水。每天加進(jìn)冷水約有5~20m3,有的遠(yuǎn)大于20m3,同時擠走的卻是溫水,尤其寒冷冬季低溫水的加入,使池溫迅速下降,幾乎需要每天啟用加熱系統(tǒng),這是一個沉重的負(fù)擔(dān)。我們的作法是取之池水用之池水,既節(jié)約了水,又消除了降低水溫的因素。請大家今后的設(shè)計中應(yīng)避免用自來水加藥、消毒。不要小看這個問題,僅此一項(xiàng),每池每年可節(jié)約成千上萬噸水和千萬大卡的熱量!
另外,在調(diào)查中我們還發(fā)現(xiàn),不少館的池水加熱系統(tǒng)設(shè)計得十分龐大不說,往往還用的是各種各樣的容積式換熱器。泳池本身就有特大容積,沒有必要再用容積式換熱器。容積式體積大,占地多,效率低,普通碳鋼的不能用,不銹鋼的造價又太高。只有不銹鋼板式換熱器(當(dāng)前還沒有使用非金屬換熱的材料和技術(shù))或其它更小型、更經(jīng)濟(jì)、更快捷的措施才適合泳池水的換熱。
對于標(biāo)準(zhǔn)池來說,采用8~15㎡不銹鋼板式換熱器已經(jīng)足夠,實(shí)踐中得出15㎡的 24~30h加熱一池水8㎡的48~60h加熱一池水。水一水、汽一水均可使用。池水加熱不要疏水器,因?yàn)槔涿?(池水)溫度低、流量大、熱媒一蒸汽能迅速冷卻過冷的緣故。
五、游泳池的循環(huán)周期和循環(huán)流量
游泳池的循環(huán)周期和循環(huán)流量是一個問題的兩個方面。循環(huán)周期和循環(huán)流量的確定,是水處理設(shè)計的前提,它決定系統(tǒng)處理能力的大小,總造價的高低,和常年運(yùn)營費(fèi)用的多少,因此,它是游泳池水處理設(shè)計最重要的數(shù)據(jù)。
中外專家在這個問題上的分歧極大,國情不同,理解不同,自然對待也不同。研究問題的角度不同,總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)公式也不相同。拿各國的公式去計算,自然差別很大。綜合國內(nèi)外的各種館池,循環(huán)周期最短者為1小時,最長者為12小時。眾所周知,循環(huán)周期相差1倍,就是耗電量相差1倍,那就是每年相差十幾萬和幾十萬元的問題!
硬性規(guī)定循環(huán)周期是不恰當(dāng)?shù)。只注意到館池性質(zhì)不同,應(yīng)有不同的周期(或循環(huán)流量);而沒有注意到同一池水,不同季節(jié)應(yīng)有不同的周期(或循環(huán)流量)。不同性質(zhì)的池子,人的流量相差懸殊;不同季節(jié),人的流量相差更大,這些差別都能達(dá)到十倍,幾十倍,乃至上百倍!僅考慮到泳池的性質(zhì),不考慮季節(jié)和其它情況,固定一種循環(huán)周期(或循環(huán)流量)是不恰當(dāng)?shù)摹?/P>
循環(huán)周期(或循環(huán)流量)既然取決于人的流量(包括人群素質(zhì)),當(dāng)然是一個未知數(shù),對設(shè)計者來說,永遠(yuǎn)是未知數(shù)。那么怎樣理解和對待這個問題呢?
(1)把重點(diǎn)放在水處理除污能力和確保高質(zhì)量出水上。從中外游泳池,凡開群眾場時,到了夏季人流高峰期,水質(zhì)變壞的事實(shí)看,無論多短的循環(huán)周期,無論多大的循環(huán)流量都無濟(jì)于事,那么,還要再縮短周期多少?再加大循環(huán)流量多少?還要用多大的代價才能使水質(zhì)改善?誠然不是辦法。為何單純砂濾顯得無能為力呢?因?yàn)榭s短循環(huán)周期,加大循環(huán)流量的結(jié)果是,一次次的在密閉容器里穿透,形成無效空轉(zhuǎn)。有人要問,為何不加藥絮凝?眾所周知,這種池水的絮凝效果很難令人滿意。能不能把主攻方向改變一下呢?試想,我們把主攻方向改變?yōu)樵黾映勰芰Γ_保出水質(zhì)量和水的氧化與活化上,情形就會完全不一樣了。大家都有這樣的經(jīng)驗(yàn),在沒有水處理的換水泳池。第一天注入的新鮮水,在人流高峰期的夏季也是不會壞的,第二天也沒有壞,第三天開始才明顯變壞。有水處理設(shè)備的水質(zhì)變壞也不是1~2天的事情,而是多日水處理不達(dá)標(biāo)累積造成的。假如我們天天真正做到都能處理一遍,使這有限的一池水,成為高質(zhì)量的新鮮水,應(yīng)該是沒有問題的。我們試著這樣做了,在上百個館池和水上樂園取得了巨大成功。
(2)下面的問題是如何防止新、舊水的摻合。新舊水不摻合是不可能的,避免過度摻合是可能的,也是有效的,水流的型式和進(jìn)出水口的型式是可以選擇的。水平流式遠(yuǎn)比垂直流式要好,帶擴(kuò)散喇叭的微流速口遠(yuǎn)比小口徑高流速的水口要好。嚴(yán)格杜絕國外高速射流進(jìn)水的錯誤作法。只要設(shè)計選型正確,是可以作到全池均勻推進(jìn)的。我們用水平流式,用N個DN100帶φ300喇叭的進(jìn)水口較好的解決了這一問題,便池水基本可以均勻推進(jìn)。
(3)還可以用變換循環(huán)量的辦法來對應(yīng)。降低功率,減小流量,增加水泵臺數(shù)。一般選泵3~4臺,按最大循環(huán)流量的25~33%選泵,冬天1臺泵轉(zhuǎn),春秋1~2臺泵轉(zhuǎn),夏季2~3或3~4臺泵轉(zhuǎn)。我們基本選3臺泵,已解決了流量的變送問題。
(4)也可以用連續(xù)或間歇循環(huán)的辦法來適應(yīng)。冬季工作8h,春秋工作12~16h,夏季24h。這個問題,在運(yùn)營中很容易解決。
(5)深化水處理的性能,提高設(shè)備的功能,增加處理的水量。新機(jī)型的濾速在0~50m/h的范圍內(nèi)任意工作,出水濁度<0.4mg/l,溶氧量增加,活化性增強(qiáng)。這就沒有必要增加穿過濾層的次數(shù)。現(xiàn)在提出一個不容忽略的重要問題,壓力系統(tǒng)是全密閉的,過多的循環(huán)次數(shù)并改善不了水質(zhì)。我們之所以采用敞開的手段,主要目的是在于曝氣一加氧,使每一份池水,每進(jìn)機(jī)一次,都有2次曝氣加氧過程,使池水增加了活化性,有了去除有機(jī)物質(zhì)的能力。實(shí)踐證明,無論什么性質(zhì)的泳池(包括兒童嬉水池),人流高峰期每天有2次的循環(huán)已足矣。也就相當(dāng)于每天實(shí)實(shí)在在地更換1~2次高質(zhì)量的活化新水。
六、游泳池水的消毒
游泳池水的消毒問題本沒有爭論,因?yàn)橹型庥境氐南編缀醵加玫氖且郝,國際泳聯(lián)的規(guī)定也是檢查池水余氯是否達(dá)標(biāo),各個國家都要檢驗(yàn)余氯含量是否達(dá)標(biāo),我國也是檢驗(yàn)余氯是否滿足0.4-0.6mg/l的含量要求。然而我國近幾年對池水的消毒劑爭論不休,筆者常遇到這樣的事情:當(dāng)?shù)氐男l(wèi)生檢疫部門、體育部門、環(huán)保部門、公安部門或上級管理部門紛紛推薦各種各樣的消毒劑,甚至有的帶有強(qiáng)制性,其理由都是,氯氣有毒危險,能造成人身的傷亡。被推薦的消毒劑一般為:氯水、氯片、漂白粉、漂粉精、二合一、三合一、二氯異氰尿酸納、三氯異氰尿酸納等,被推薦的消毒設(shè)備有:次氯酸鈉發(fā)生器、二氧化氯發(fā)生器、臭氧發(fā)生器、電磁消毒器、紫外線消毒器等。
肯定的說。這些消毒劑都是好的,這些設(shè)備也是好的,但是那各種各樣的場所,大都不宜用做游泳池水的消毒。游泳池水的消毒劑必須具備以下特點(diǎn):①對人身不造成危害,②消毒作用產(chǎn)生要快,③消毒作用持續(xù)要長,④氧化漂白作用要大,⑤水中不遺留色度,⑥水中不產(chǎn)生污泥,⑦有利于自動投加,⑧藥劑容易取得,便于運(yùn)輸、儲存,價錢便宜,⑨投藥設(shè)備安全、耐用、操作簡單、消耗少、造價低。
綜合考慮之后,只有液氯才是最佳選擇。因?yàn)椋孩俪粞跸镜乃⒓赐度氤貢谷梭w中毒,必須用活性炭吸附脫氧才行,然而這時水已失去了消毒作用,必須再投入氯。臭氧消毒在國際上使用的也不多。除德、法稍有使用外,美日都極少采用。我國某館因使用臭氧消毒一項(xiàng),曾經(jīng)每年損失超過30萬元。我國群眾性館池是不可能有經(jīng)濟(jì)實(shí)力去增加活性炭吸附環(huán)節(jié)的。②電磁消毒適用于工業(yè)水處理,紫外線消毒適用于食品、飲料,這種消毒過的水,很容易再受污染,在泳池使用沒有意義。③各種帶氯的溶液、片劑和粉劑,都是氯的制劑,含氯量遠(yuǎn)小于液氯,價錢卻貴數(shù)倍,有的溶解物產(chǎn)生白色乳液和沉淀,不宜用于泳池消毒。④二氯異氰尿酸納、三氯異氰尿酸納或氯水也是氯的制劑,含氯量自然也小于液氯,但它們的價錢比液氯貴5~22倍,只適用于無液氯的邊遠(yuǎn)地區(qū)和海島。⑤二氧化氯發(fā)生器和次氯酸鈉發(fā)生器都是合用的設(shè)備,但造價和經(jīng)常費(fèi)用都比液氯高5倍以上,壽命相對有較短,每天需人工制備,當(dāng)前還難于實(shí)現(xiàn)自動化。
對于液氯要有一個辯證的態(tài)度,因?yàn)樗菑?qiáng)氧化劑,我們在設(shè)計應(yīng)用的時候要重視它,嚴(yán)格按照液氯的規(guī)范行事。此時它又是安全的,從中外的歷史記載中,尚未查到氯瓶爆炸的事故。瓶頭閥、加氯機(jī)、管道接頭泄露,在安裝調(diào)試中,確實(shí)屢見不鮮。筆者切身體會是,在初次安裝調(diào)試時,每每總會發(fā)生。為什么中外泳池領(lǐng)域里,都未發(fā)生過人身傷亡事故?這是因?yàn)橛境氐募勇攘肯鄬^小的緣故,一池水一天用氯總共幾公斤,每小時的加氯量極小,即便全部泄出,只要有正常的通風(fēng),是不會達(dá)到人身傷亡的濃度。何況調(diào)試緊固完成以后,一般很少有泄露。我們在氯瓶通向加氯機(jī)的正壓段,使用高壓紫銅,高壓緊固件,鉛墊片。真空加氯機(jī)通向加氯點(diǎn)的負(fù)壓段,是靠加氯點(diǎn)的水射器造成的負(fù)壓,水射器的水是靠增壓泵抽取池水獲得。如果真空段出現(xiàn)泄露,大氣就會進(jìn)入,加氯機(jī)自動關(guān)閉。由多年的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)看是安全的。
結(jié)論:中外水廠,中外泳池基本都是液氯消毒,凡有液氯供應(yīng)的地區(qū)均應(yīng)首先使用液氯。無液氯的海島、邊遠(yuǎn)地區(qū)的大型泳池,可使用二氧化氯發(fā)生器或次氯酸鈉發(fā)生器。無液氯的小型池可使用二氯異氰尿酸納、三氯異氰尿酸納或氯水。任何時候泳池里都不要使用乳劑和污泥的漂粉類物質(zhì),更不能使用無持續(xù)殺菌的手段,和對人體有毒的手段。
七、游泳池循環(huán)系統(tǒng)的材質(zhì)
池含有余氯0.4~0.6mg/l的時候,水中含有HOC1-、0CI-、CI-、[0],[0]有極強(qiáng)的氧化性,幾乎所有的金屬和合金都被腐蝕,厚4mm的45#鋼板2年腐蝕貫通,我們曾用ICrl8Ni9Ti試驗(yàn),5個月后銹跡斑斑。幾十年來中外作了大量研究,在罐和管的內(nèi)外表面噴、刷、涂、貼各種非金屬耐腐蝕材料,可將使用周期延長4~5年,然后起泡脫落。此時如不抓緊補(bǔ)救,將更易由此腐蝕貫通。重做襯里是相當(dāng)麻煩的,一般需停池半個多月,經(jīng)濟(jì)損失較大。
鄭州泳潔研制了一種塑料水處理系統(tǒng),除主循環(huán)泵和不銹鋼板式換熱器目前尚無法改變外,全部設(shè)備、管道、管件、閥門、進(jìn)出水口、溢水溝蓋等皆為塑料制品。從第1代產(chǎn)品到今天的第13代產(chǎn)品,全部產(chǎn)品依然如新。
八、游泳池的進(jìn)水出水口
研究泳池進(jìn)水與出水口的目的有7個:(1)淘汰圖2的布管型式,簡化對接管的要求,見圖3,把均布流量的任務(wù)交給進(jìn)水口和出水口去完成。(2) 進(jìn)水口布水要均勻,使全池水均勻推進(jìn)。(3)把出水口處的流速減到最低限度,防止池中產(chǎn)生渦流和回流。(4)最大限度減少水頭損失。(5)使出水口起到處理系統(tǒng)格柵網(wǎng)的作用。(6)不腐蝕,不損失,不滲漏。(7)與瓷磚融于一體,美觀大方。
以往≤DN50的小型金屬進(jìn)水口與以上要求相矛盾。應(yīng)采用DN100白色塑料定型產(chǎn)品進(jìn)水口(A件),口部為φ300的喇叭口,見圖4,產(chǎn)品外部有數(shù)道防滲環(huán),直接澆注與池壁混凝土中,口部設(shè)流量調(diào)節(jié)器(B)件,為300×300×25(厚)正方體,與池壁瓷磚同時粘貼。
必須淘汰池底的集水溝和集水坑。實(shí)踐證明,除了回水口本身沒有污泥外,溝和坑里集滿了污泥,時間長了,污泥深層發(fā)生厭氧分解,影響水質(zhì)。溝里和坑里的污泥,泳池不放水幾乎無法清理。
眾所周知,保證能夠排泥的池底坡度是≥60°,泳池的池底和池底集水溝,甚至池底集水坑底一般都不到≥60°,所以不可能自動排泥,要靠清底機(jī)來解決。國際上還沒有一種能夠帶水清理池底排水溝和排水坑的清底機(jī)。所有泳池池底的坡度,只能是在放水以后沖刷池底時才有用。
九、游泳池的溢水溝
河道式泳池水面不高于-0.040時,游泳池的溢出水量是極其微小的,甚至可以忽略不計。設(shè)立溢水溝的主要目的不在于溢水,在于防止四周的臟水流入池中,它的實(shí)際含義是“截水溝”,故不易于寬、大。深。然而常常遇到游泳池的溢水溝又寬又深,這是靠溝底長距離排水所致。當(dāng)溝底坡度只有1%,起端150mm時,終端便有650mm,如由溝中點(diǎn)排水,也有400mm。這樣深的溝,只能加大溝寬才能施工,所以,蓋板寬大,不美觀,造價高,不安全,也不衛(wèi)生。這種作法應(yīng)該淘汰。
正確的作法,全部為平溝,沿溝長每隔4~6m設(shè)地漏排水。溝的寬度和深度都是150mm,歧口寬200mm,歧口高25mm,這種溝在作地坪時同時施工,簡單易行,用現(xiàn)成的塑料卷簾柵蓋,清潔衛(wèi)生,美觀大方。
實(shí)際上河道式泳池是根本沒有必要設(shè)周邊水溝的,和上世紀(jì)中葉的池痰槽一樣有害無利,我們做了大量不設(shè)溝的館池,極受歡迎,美國也興起了大量不設(shè)周邊水溝的泳池。隨著中外實(shí)踐的增多,人們才知道池邊和水中并無痰跡,偌大的水體幾口痰跡,根本無法找到,即使有,也隨水進(jìn)機(jī)被處理掉了。
泳池地面任何地方都不要設(shè)排水溝,它太臟太臭,太難清理,太不安全。靠墻地面設(shè)地漏是最好的辦法。
十、游泳池的充放時間
游泳池充水和放水時間的確定,直接影響進(jìn)水和排水管的直徑大小,影響給水管網(wǎng)和排水管網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。我們常遇到這樣的情況,由于進(jìn)水管設(shè)計得過大,泳池一充水,給水管網(wǎng)的壓力急速下降,立刻影響周圍大面積的正常供水,不得不做微開進(jìn)水閥,或改為每天24:00~4:00進(jìn)水。根據(jù)我國情況,除了直接引入江河湖海原水外,凡取水于給水管網(wǎng)者,一般進(jìn)水管不宜超過 DN100,建議用 DN80。
一般排水管網(wǎng)還是能夠接受泳池的快速排水,也常遇到泳池的放水管徑比受水管的管徑還大,個別的池水無法自排,要靠泵來抽,但泳池的放水管卻有DN250。這就是設(shè)計照抄放空的時間4~10 h的結(jié)果。除了直接引入江河湖海原水的泳池外,今天已經(jīng)淘汰直流式泳池,對循環(huán)水處理的泳池,只要有消毒環(huán)節(jié)就不會形成病菌繁殖,為什么要如此短時間來放空?我國現(xiàn)實(shí)中,遇不到這種要求,另外也找不到必須在4h~10h放掉一池水的理由。并且泳池的放水管不宜>DN150,因?yàn)榉潘蚺盼壑皇菢O個別的情況,閥門的漏水帶來的損失更大,越是大型閥門越是難于啟閉,越容易漏水,當(dāng)前我國尚沒有>DN100的塑料球閥,雖有較大塑料蝶閥,但蝶閥是關(guān)閉不嚴(yán)的。如果分分秒秒都在漏水,倒是一個大問題了。
結(jié)論:泳池的充水管應(yīng)≯DN100,泳池的放水管應(yīng)≯DN150,≮DN100。
十一、游泳池組的設(shè)計
大型的比賽館常有標(biāo)準(zhǔn)池、訓(xùn)練池、跳水池等,大型的水上樂園常有游泳池、沖浪池、嬉水池、水滑梯、兒童池、按摩池、噴泉池、漂流河等,大多數(shù)設(shè)計都是一池一套水處理系統(tǒng)。這種作法是片面的,要作具體分析,要按水溫和水面高程的不同歸納分類。實(shí)際上除了水溫不同不易合并外,水位不同是可以合并的。水位不同,不用水位平衡池,在壓力系統(tǒng)中難于實(shí)現(xiàn)合并。壓力系統(tǒng)的平衡池是將最低的一個池水面作為水泵的吸水池,凡高于它的池水均先放入該池,再用泵抽送至機(jī)房處理。這樣做能量浪費(fèi)很大,也很麻煩。在重力系統(tǒng)中卻是容易達(dá)到的,并作到最大限度節(jié)能。
盡可能多地合并使用一套水處理設(shè)備,使造價成倍節(jié)省,運(yùn)營費(fèi)大幅度下降,還使備池池水互相調(diào)劑。我們作過7個泳池使用1套水處理設(shè)備的工程,已經(jīng)過多年運(yùn)營,實(shí)踐證明效果極佳。曾有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,各池的性質(zhì)不同,污染不同,處理循環(huán)周期也不同,必須各自處理,這只看到問題的一方面。我們知道,無論什么性質(zhì)的池水都必須符合頒布的統(tǒng)一水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),這是問題的實(shí)質(zhì),我們的目的是提供進(jìn)入各池的優(yōu)秀水質(zhì),只要達(dá)到這一目的,使用什么手段都是可以的。哪一辦法好,哪一辦法省,就使用那一種。數(shù)池使用一套處理設(shè)備,與各池不同循環(huán)周期毫無矛盾,各池的循環(huán)水量,可以通過各池的水泵來實(shí)現(xiàn),也可以通過調(diào)節(jié)各池進(jìn)水口、出水口圓滿得到解決。兩個方面同時下手將解決得更好。
十二、游泳池循環(huán)系統(tǒng)的自控
游泳池水處理是有一定復(fù)雜性的,不是人人都可駕馭它,往往設(shè)計者的良好愿望實(shí)現(xiàn)不了,根本原因是操作水平所致。我國手動操作的壓力罐,系統(tǒng)比較繁雜,閥門也比較多,它的水處理效果要靠人的主觀能動性來實(shí)現(xiàn)。
依靠電工二次元件來操作是某些國家的一個趨勢,但有一個致命的弱點(diǎn),它對機(jī)房溫濕度要求苛刻。眾所周知,水處理機(jī)房往往很潮濕,大多達(dá)不到80%,易損壞,易失誤,當(dāng)前的國際水平也根本達(dá)不到長久、準(zhǔn)確、無誤。我國先后曾在個別大型館中引進(jìn)過,但都很快誤報、失效、拆除了。那些依靠人為設(shè)定的數(shù)據(jù),代表了設(shè)定者的認(rèn)識,與真實(shí)情況還是有出入的。我們也是由此起步的,但受潮的電工元件屢屢燒毀,自控元件屢屢失誤,在走途無路時,才走上了水力自控的領(lǐng)域。
水處理領(lǐng)域的得天獨(dú)厚的優(yōu)勢是:只要水泵一啟動,全系統(tǒng)都獲得了能量,它在各個部分會以各種形式出現(xiàn),足夠我們所利用。這種水處理結(jié)構(gòu)的設(shè)計和制造雖然復(fù)雜,但使用中卻非常安全方便。一切都是固定不動的,連一個活動部件也沒有,活動著的是被處理的對象——水。這種用塑料制造的設(shè)備,沒有檢修,沒有失誤, 100%的濕度下也無妨。只要水泵一停,失去了能量,全系統(tǒng)自動停止,依靠水力開啟的部分自動關(guān)閉。水泵再次開啟,系統(tǒng)再一次工作。l臺水泵下可工作,多臺水泵下也可工作,只要不超過額定流量的150%,由0~最大的任何流量都可正常工作。當(dāng)內(nèi)部含污達(dá)到極值,流態(tài)改變,自動實(shí)施沖洗。一出清水,自動改變流向投入工作。它的工作周期是不固定的,人無法掌握,全憑水質(zhì)來決定。我國群眾性場館的基本規(guī)律是,夏季工作周期為數(shù)日,冬季為數(shù)月。這種水力自動化系統(tǒng)無閥門,它的開、關(guān)、停電保護(hù)和流量調(diào)節(jié)。都是在水力作用下自我實(shí)現(xiàn)的。
水力自動化的基本流程是:
(l)機(jī)前泵系統(tǒng)(適用于機(jī)房地面與泳池水面相同或相當(dāng)時)。
(2)機(jī)后泵系統(tǒng)(適用于機(jī)房屋面與泳池水面相同或相當(dāng)時)。
(3)機(jī)前機(jī)后泵系統(tǒng)(適用于機(jī)器頂面高于水面,而機(jī)器的出水面又低于泳池水面時)。
十三、水力自動化處理系統(tǒng)
這種新型游泳池循環(huán)水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)是:(1)高節(jié)能。節(jié)電≥8 0%,節(jié)水≥9 0%,節(jié)熱≥95%,節(jié)混凝劑100%。 (2)全塑。包括:塑料流量調(diào)節(jié)回水口、塑料回水管道、塑料流量自動調(diào)節(jié)與停電自動關(guān)閉器、塑料曝氣濾機(jī)與溶氣槽、塑料曝氣平衡吸水箱、節(jié)能低速密封主泵(含塑料球閥及塑料止回閥)、塑料壓水管、不銹鋼板式換熱器、塑料消毒系統(tǒng)(含射流增壓水泵)、塑料輸水管道、塑料流量調(diào)節(jié)進(jìn)水口。此外還有塑料溢水溝蓋、塑料落水口、塑料排水管等。只有主泵和換熱器為金屬產(chǎn)品。(3)水力自動化。泵是系統(tǒng)的唯一動力,各部分的工作依靠水力學(xué)、水化學(xué)原理自動完成。(4)系統(tǒng)無沖洗水泵,無沖洗水箱,依靠當(dāng)時的自生產(chǎn)水量實(shí)施自沖洗。(5)處理機(jī)體積小,均布荷載,無基礎(chǔ)。(6)塑料設(shè)備無維修。
技術(shù)數(shù)據(jù):曝氣次數(shù):2~3次。濾層:復(fù)合反濾層。濾后排水阻力:<0.01m。系統(tǒng)初始阻力:<0.4m。濾速:0~5 0 m/h。沖洗強(qiáng)度:32I/s?㎡。沖洗歷時:150 s。出水濁度:≤0.4mg/l。初濾水濁度:≤0.7mg/l。工作周期:變量,取決于原水水質(zhì),一般數(shù)天~數(shù)月。