敦煌市游泳池水處理設備
敦煌市游泳池水處理設備
許多國外的理論、實踐總結、經驗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。
敦煌市游泳池水處理設備如何簡化設計、簡化管理，減少基建投資，減少運轉費、維修費，如何節水、節電、節熱能、節藥品、節人力，如何在任何情況下確保水質，是本文討論的內容。
一、把機房面積降下來
已建游泳池機房面積普遍偏大，從123-400m2不等（為便于說明，我們皆以標準為例）機房造價10-40萬元甚至更，濾罐數2-6個都有，罐徑一般2-3m，立式居多，臥式較少，國外的機房設計得更是寬大。形成的主要原因是罐數多，擺開后必然占據較大的面積。
有的機房，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*不同領域的兩碼事。
（1）上幾乎幾不到≥1萬m3水的游泳館，而中型水廠的產水量都在幾萬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）江河湖的原水水質可能驟變，而泳池的水質不可能驟變，沒有強烈外界因素的直接加入，泳池水質的變化是極為緩慢的。
（4）江河湖水常規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始處理，當路子走對以后，并不困難，沒有必要人為搞得那么復雜。除了全部電動閥門控制的系統需要設置控制室外，手動系統和水力自動化系統都無此必要。其它房間更沒有單設的必要。對水力自動化系統來說，除了主機房和機房一角的加氯間外，不需要再設置任何房間。
水力自動化系統的機房總面積<50m2，主體是水力自動化曝氣濾機，占地面積不足90m2，它是一種結構緊湊的整體性機型，當前已有60套機型，日處理水量由100m2～30000m3。
二、把電耗降下來
游泳池水處理的*目的是解決水質問題。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去的這一特定環境下的水處理領域，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，做成重力系統更合理。
三、把水耗降下來
1、取消自動補水池
在水的系統中，為了保持某一固定液面，補水池、補水箱往往是*的。除非控制水位的浮球閥或電磁閥已經損壞外，一般不會漏水。但對游泳池來說，補水池、補水箱不宜使用。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，一次次的補水，*停息，只有閉池時，才算結束。浪費的水超過30m3/h。對缺水的今天，應杜絕這種做法。
那一次次溢走的水，都是經過加熱的溫水，而一次次補進的水卻都是冷水，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，每年多消耗標準煤超出百噸！
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，逐漸縮小補水池為補水箱，又把補水箱縮小到只有300L，實踐證明，浪費的水量和熱量與補水池或補水箱的容量大小毫無關系，與采取何種型式的浮球閥與電磁閥也沒無關系。直到取消補水箱，這個漏洞才堵注。結論是：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！但取消補水池和補水箱以后，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
一般設計平衡水池的主要目的是：調節泳者占據的池容。調節手段是：用（各種各樣的）浮球閥的補水，來保持固定的液面。實際上，在國內外的許多實例中，可以看到，平衡水池的水面與泳池水面安全*，浮球閥也是控制著這個水面。不管它是叫平衡水池，還是叫調節水池，實際都是一個放大了的補水池。因此，它浪費的水量和熱量與補水池是*相同的。這種平衡水池應淘汰。
還有一種設計，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，必須不小于峰人流的總容量，通常不小于30m3，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，可是能量白白浪費了不少。
*，那些平衡池、調節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，如何開發泳池本身的調節作用，才是設計研究者的課題。
無平衡水池館池的情況：當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，水面下降應是30mm，實際上，由于池水充滿度總是98%，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，往往不易發現。在一次開池時，只要有人入池，便雙失去了平靜的水面，更難發現這個水位差。隨著入池人員的增多，又一次達到峰時，由于池水不再溢滿，溢走的水明顯減少，如此周而復始，可以達到一個動態平衡，也可以看出，開池時水面總是于停池時的水面。*游泳池本身不僅有相當大的水量，而主要是它的水面很大。即使水量減少了100m3，水面才相差100mm。對于重大的比賽平說，只有對池水深度的嚴格規定，把泳池設計成無論什么時候都98%的溢滿，是一種很大的誤解，實用中并沒有這個必要。
然而，池底進水，周邊溢水的設計，則又心須溢滿，還要溢流，否則，水處理無法進行。然而，即使這種型式，同樣可以啟用游泳池本身的調節功能，而需設置平衡水池。具體的做法是：泳池水面、周邊溢水面、溢水溝蓋面示皆為0.000，溝外側地面皆為0.040的標，然后四周以1%的坡度坡向溢水溝。
順便提醒一下，池底進水，周邊溢水這種設計對土建施工要求極為嚴格，要求雙側共長100m的池邊上頂面，都必須在同一度上，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，zui后依然有較大差距。在100m長度上， 程相差1mm就相當于增大或縮小了Φ357mm管道的過水斷面積，程相差1mm產生的結果是溢流出水不均勻。為了彌補這一缺陷， 歐美的作法是加大循環水量，由于浪費能量過大，很不適合我國國情。實際上，上這種下進上溢式（逆流式）方式。這是一個誤區，應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。還有人認為，這一作法可以減少池底的沉淀物，實踐證明，沒有這個作用。因為池底進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，沉淀照樣進行。
結論：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節功能，力圖避免另設平衡池。
3、節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、和沖洗強度三個因素。
濾體的工作周期：筆者曾對國內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，實質都是人為規定的一種作法、一種自己制訂的沖洗制度。有的水量浪費很大。其中也有正確的作法，按濾層阻力增加值實施沖洗。遺憾的是，它是手動的；當水質不好時，幾乎都誤認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上的區別，與實際情況脫節，和水質沒有建立起任何關系。*，季節不同，地區不同，館的性質不同，人流量不同，人口素質不同，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，盡管其人流數量遠遠少于我國，夏季水質變壞也屢有發生。
我們利用濾層阻力增加，水位自然升的原理，實現了水力自動化控制。工作周期是一個變值，它隨季節、天氣、人流、污染程度的變化而變化。上百個館池的大量數據告訴我們，工作周期*決定于水質。極限zui短的工作周期和極限zui長的工作周期相差百倍！一般冬季難得遇到自動沖洗的機會。
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，實際普查結果為15～30min，個別的竟達到2h，調查中竟未見到一處是5～8min，連國外的電動沖洗閥，也設定為15min。原因是管理或承包者怕沖不干凈影響水質？！這是一個很大的浪費。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。
沖洗歷時不應人為確定，應以開始流出清水的時間作為依據。我們測得的數據是2.0min后沖洗水濃度開始減小2.5min后開始變清3.0min以內全清。于是，以水力學原理按此實測資料制造機型，實現水力自動控制，不受人為因素影響，它的沖洗歷時永遠是150s。
游泳池濾體的沖洗強度：中外公布的沖洗強度為15～20l/s.㎡，根據我們濾料情況，在機體的結構設計上，把沖洗強度提為32l/s.㎡，此時全部濾料翻滾攪搓2.5 min內已淘洗潔凈。
結論：只有增大了沖洗強度，才能減少沖洗歷時，還必須依據水質自身規律實現自動沖洗，才能做到節水。
四、把熱耗降下來
在游泳館土建和采暖通風設計正確的情況下，池面蒸發和池身傳導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。調查的結果是，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，由于冬季不補水，不換水，不用自來水消毒，春、秋兩季每月只需補熱l～2h，冬季每月補熱2次，每次1～2h，每年累積補熱時間＜40h。結論：節熱問題的實質是春、秋、冬季如何節水的問題。
我國冬季正處人流低谷，壓力系統也應該爭取不補水、不換水，可以盡量減少沖洗次數。
降低的一個很重要的原因是，加藥、消毒都用自來水。每天加進冷水約有5～20m3，有的遠大于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，這是一個沉重的負擔。我們的作法是取之池水用之池水，既節約了水，又消除了降低水溫的因素。請大家今后的設計中應避免用自來水加藥、消毒。不要小看這個問題，*一項，每池每年可節約成千上萬噸水和千萬大卡的熱量！
另外，在調查中我們還發現，不少館的池水加熱系統設計得十分龐大不說，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。只有不銹鋼板式換熱器（當前還沒有使用非金屬換熱的材料和技術）或其它更小型、更經濟、更快捷的措施才適合泳池水的換熱。
對于標準池來說，采用8～15㎡不銹鋼板式換熱器已經足夠，實踐中得出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，因為冷媒 （池水）溫度低、流量大、熱媒一蒸汽能迅速冷卻過冷的緣故。
五、游泳池的循環周期和循環流量
游泳池的循環周期和循環流量是一個問題的兩個方面。循環周期和循環流量的確定，是水處理設計的前提，它決定系統處理能力的大小，總造價的低，和常年運營費用的多少，因此，它是游泳池水處理設計zui重要的數據。
中外專家在這個問題上的分歧，國情不同，理解不同，自然對待也不同。研究問題的角度不同，總結出的經驗公式也不相同。拿各國的公式去計算，自然差別很大。綜合國內外的各種館池，循環周期zui短者為1小時，zui長者為12小時。*，循環周期相差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！
硬性規定循環周期是不恰當的。只注意到館池性質不同，應有不同的周期（或循環流量）；而沒有注意到同一池水，不同季節應有不同的周期（或循環流量）。不同性質的池子，人的流量相差懸殊；不同季節，人的流量相差更大，這些差別都能達到十倍，幾十倍，乃百倍！僅考慮到泳池的性質，不考慮季節和其它情況，固定一種循環周期（或循環流量）是不恰當的。
循環周期（或循環流量）既然取決于人的流量（包括人群素質），當然是一個未知數，對設計者來說，永遠是未知數。那么怎樣理解和對待這個問題呢？
（1）把重點放在水處理除污能力和確保質量出水上。從中外游泳池，凡開群眾場時，到了夏季人流峰期，水質變壞的事實看，無論多短的循環周期，無論多大的循環流量都無濟于事，那么，還要再縮短周期多少？再加大循環流量多少？還要用多大的代價才能使水質改善？誠然不是辦法。為何單純砂濾顯得無能為力呢？因為縮短循環周期，加大循環流量的結果是，一次次的在密閉容器里穿透，形成無效空轉。有人要問，為何不加藥絮凝？*，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為增加除污能力，確保出水質量和水的氧化與活化上，情形就會*不一樣了。大家都有這樣的經驗，在沒有水處理的換水泳池。*天注入的新鮮水，在人流峰期的夏季也是不會壞的，二天也沒有壞，三天開始才明顯變壞。有水處理設備的水質變壞也不是1～2天的事情，而是多日水處理不達標累積造成的。假如我們天天真正做到都能處理一遍，使這有限的一池水，成為質量的新鮮水，應該是沒有問題的。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，水流的型式和進出水口的型式是可以選擇的。水平流式遠比垂直流式要好，帶擴散喇叭的微流速口遠比小口徑流速的水口要好。嚴格杜絕國外速射流進水的錯誤作法。只要設計選型正確，是可以作到全池均勻推進的。我們用水平流式，用N個DN100帶φ300喇叭的進水口較好的解決了這一問題，便池水基本可以均勻推進。
（3）還可以用變換循環量的辦法來對應。降低功率，減小流量，增加水泵臺數。一般選泵3～4臺，按zui大循環流量的25～33％選泵，冬天1臺泵轉，春秋1～2臺泵轉，夏季2～3或3～4臺泵轉。我們基本選3臺泵，已解決了流量的變送問題。
（4）也可以用連續或間歇循環的辦法來適應。冬季工作8h，春秋工作12～16h，夏季24h。這個問題，在運營中很容易解決。
（5）深化水處理的性能，提設備的功能，增加處理的水量。新機型的濾速在0～50m/h的范圍內任意工作，出水濁度＜0.4mg／l，溶氧量增加，活化性增強。這就沒有必要增加穿過濾層的次數。現在提出一個不容忽略的重要問題，壓力系統是全密閉的，過多的循環次數并改善不了水質。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，每進機一次，都有2次曝氣加氧過程，使池水增加了活化性，有了去除有機物質的能力。實踐證明，無論什么性質的泳池（包括兒童嬉水池），人流峰期每天有2次的循環已足矣。也就相當于每天實實在在地更換1~2次質量的活化新水。
