游泳馆池设计中存在的问题.doc

游泳馆池设计中存在的问题及解决措施王清熙北京市沃奇新德水处理开发公司前 言“游泳馆池设计中存在的问题及解决措施”一文发表于一九九八年全国水处理大会，一九九八年第3期“给水排水技术动态”，一九九八年第8期、第9期“给水排水”。受到了中外水处理界的高度重视，受到国家有关部门的高度重视，已收录入“中国建设科技文库”和“中国改革开发的理论与实践”。本文对全国设计者有重要的指导意义。 至于1989年12月26日工程建设标准化协会“游泳池给水排水设计规范”，尽管并非法规，只是“为了满足设计需要”，“推荐给有关工程建设设计单位使用”(摘自它的前言)。但十年来竟被设计单位误认为是“规范”，造成极大的损失。该小册子是十年前人们的一种认识，与实际情况有极大的差异，又仅只谈到一种金属压力罐的使用，而金属压力罐被引入泳池水处理领域，一个世纪来，证明并不适宜，请全国设计者务必慎用。一、把机房面积降下来八、游泳池的进水出水口二、把电耗降下来九、游泳池的溢水沟三、把水耗降下来十、游泳池的充放水时间四、把热耗降下来十一、游泳池组的设计五、游泳池的循环周期和循环流量十二、游泳池循环系统的自控六、游泳池水的消毒十三、水力自动化处理系统七、游泳池循环系统的材质游泳馆设计中存在的问题及解决措施：把机房面积降下来 游泳嬉水是极好的文体活动，游泳馆、游泳池、嬉水池、水上乐园遍布全球。随着社会的发展，这些建筑与日俱增，在发达的美国，已有450万座，中国的这类建筑，也如雨后春笋，比比皆是，正以迅猛的速度在发展。许多专家、工程师也都相继遇到了泳池设计这一问题。 泳池嬉水工程的投资，少则几十万，多则几千万。而每年的运转费用，少则数十万，多则数百万。它既是耗水大户、又是耗电大户和耗热大户。随着能源的日益紧缺，随着时代的迅速发展，我们应该在理论上深入研究，在设计上不断改进，在实践中认真总结，逐步使问题得到解决。 许多国外的理论、实践总结、经验公式和各具特色的过滤砂缸，在各自的国度里都曾取得了一定的成功，但在群众性泳池中使用，始终并不十分尽人意。近些年来，适用于人口众多的我国的群众性泳池中，显得无能为力。 如何简化设计、简化管理，减少基建投资，减少运转费、维修费，如何节水、节点、节热能、节药品、节人力，如何在任何情况下确保水质，是本文讨论的内容。一、 把机房面积降下来 已建游泳池机房面积普遍偏大，从120400m2不等（为便于说明，本文皆以标准池为例），机房造价1040万元或更高，滤罐数26个都有，罐径一般23m，立式居多，卧式较少，国外的机房设计得更是宽大。形成的主要原因是罐数多，摆开后必然占据较大面积。 有的机房，除了过滤间外，还有加氯间、氯瓶间、加药间、加热间、工具间、药库、化验室、控制室等。这种照搬大中型水厂配置的做法，在任何超大型、任何高档次的游泳馆也是不需要的。水厂和泳池处理，虽然有共同之处，但却是两个完全不同领域的两码事。1）世界上几乎见不到1万m3水的游泳馆，而中型水厂的产水量都在几万m3 以上，水量相差悬殊。2）水厂是“无限”次通过。3）江河湖的原水水质可能聚变，而泳池的水质不可能聚变，没有强烈外界因素的直接加入，泳池水质的变化是极为缓慢的。4）江河湖水常规处理主要靠投加混凝剂和助凝剂，而泳池水处理主要靠过滤、氧化和活化。泳池这几千m3 水的周而复始处理，当路子走对以后，并不困难，没有必要人为搞的那么复杂。除了全部电动阀门控制的系统需要设置控制室外，手动系统和水利自动化系统都无此必要。其它房间更没有单设的必要。对水力自动化系统来说，除了主机房和机房一角的加氯间外，不需要在设置任何房间。 水力自动化系统的机房总面积50m2，主体是水力自动化曝气滤机，占地面积不足9m2，它是一种结构紧凑的整体性机型，当前已有60套机型，日出利税粮由100m3 30000m3 。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 把电耗降下来游泳池水处理的唯一目的是解决水质问题，是采用有压处理，还是采用无压处理，只是个手段问题。对于由0.000来，又回到0.000去的这一特定环境下的水处理领域，使用什么手段才是合理的呢？很显然，对于原本没有压力要求的系统，做成重力系统更为合理。请看公式1当处理流量Q相同的情况下，周功率N与扬程H成正比。一、综合国内外压力系统的设计水头为：H1=1535m。二、无压系统的设计水头H21.水处理机房与泳池在同层，H2=35m.2.水处理机房在泳池下层。H2=46m.注：无压循环水处理系统，初始水头损失0.4m,终止水头损失2.2 m，正常运转所需水头3 m6 m。这个数值主要取决于机房地面与泳池水面个相对关系。换句话说，同层、地面、半地下式机房，取决于处理机顶高于泳池水面的高度;下层、地下式机房，取决于水面高于机房地面的高度。因此，水处理设计与土建设计的配合是关键。 可以看出，在相同的处理水量情况下，压力系统的电耗是无压系统的2.5倍以上。上百座馆池的大量运行经验告诉我们，仅电量一项，每年可节约1558万元。游泳馆设计中存在的问题及解决措施：把水耗降下来1、 取消自动不水池 在水的系统中，为了保持某一固定液面，补水池、补水箱往往是不可缺少的。除非控制水位的浮球阀或电磁阀已经损坏外，一般不会漏水。但对游泳池来说。补水池、补水箱不宜使用。开放中的游泳池是不存在固定液面的，波动的游泳池液面造成的结果是，泳者不断的入水，池水一次次地溢走，泳这不断的出水，一次次地补水，永不停息，只有闭池时，才算结束。浪费的水超过30m3 /h。对全球缺水的今天，以杜绝这种做法。 那一次次溢走的水，都是经过加热的温水，而一次次补进的水却都是冷水，这才是池温为什么迅速降低的根本原因。由于低温水无休止的加入，每年多消耗标准煤超出百吨! 为了堵住这个耗水跑热大漏洞，30多年来笔者走了一个漫长的全过程，逐渐缩小补水池为补水箱，又把补水箱缩小到只有300l，实践证明，浪费的水量和热量与补水池或补水箱的容量大小毫无关系，与采取何种型式的浮球阀与电磁阀也无关系。直到彻底取消补水箱，这个漏洞才赌注。结论是：不能依靠泳池波动水面来控制泳池液面。每年我国有上亿吨水和几十万吨煤，由这里流掉！但取消补水池和补水箱以后，除了每池、每年带来510万元的效益外，未出现异常。2.改变设计，力图取消平衡水池 一般设计平衡水池的主要目的是：调节泳者占据的池容。调节手段是：用(各种各样的)浮球阀的补水，来保持固定的液面。实际上，在国内外的许多实例中，可以看到，平衡水池的水面与泳池水面完全一致，浮球阀也是控制着这个水面。不管它是叫平衡水池，还是叫调节水池，实际都是一个放大了的补水池。因此，它浪费的水量和热量与补水池是完全相同的。这种平衡水池应淘汰。 还有一种设计，平衡水池的水面，或浮球阀控制的水面，明显低于泳池的水面。开池时泳者挤出的水存入平衡水池，闭池时再打入泳池中。由于波动的泳池水面不会影响浮球阀，该形势较好。但这种平衡水池补水的浮球阀，必须比泳池液面低得多，浮球阀控制水面以上的容量，必须不小于高峰人流的总容量，通常不小于30 m3 ，以储存泳者挤出的水闭池时把水送回泳池采取什么手段，也是麻烦事，国外的作法是把平衡池当作水泵吸水池来用，方法是简单而有效的，可是能量白白浪费了不少。 众所周知，那些平衡水池、调节水池的容量有的虽然很大，但与泳池的容量相比，却又是小巫见大巫。因此，如何开发泳池本身的调节作用，才是设计研究者的课题。 请看，无平衡水池馆池的情况：当开池前特意把水放满，通常15个人挤走1 m3 水，入池极限450人，挤走30 m3 水，在闭池时，水面下降应是30mm。实际上，由于池水充满度总是100%，时刻有水溢走，溢走的水近10 m3 ，闭池时测量水位降是3941mm。这时池水少了40 m3 ，造成池水的水位变化却很微小，假如不去测量，往往不易发现。在一次开池时，只要有人入池，便又失去了平静的水面，更难发现这个水位差。随着入池人员的增多，又一次达到高峰时，由于池水不再溢满，溢走的水明显减少，如此周而复始，可以达到一个动态平衡。也可以看出，开池时水面总是高于停池时的水面。众所周知游泳池本身不仅有相当大的水量，而主要是它的水面很大。即使水量减少了100 m3 ，水面才相差100mm。对于重大的国际比赛来说，只有对池水深度的严格规定，并没有对水面提出必须绝对溢满的要求。所以说，把泳池设计成无论什么时候都100%的溢满，是一种很大的误解，实用中并没有这个必要。 然而，池底进水，周边溢水的设计，则又必须绝对溢满，还要绝对溢流，否则，水处理无法进行。然而，即使这种型式，同样可以启用游泳池本身的调节功能，而无需设置平衡水池。具体的做法是：泳池水面、周边溢水面、溢水沟盖面标高皆为0.000，沟外侧地面皆为0.040的标高，然后四周以1%的坡度坡向溢水沟。（见图1） 顺便提醒一下， 这种设计对土建施工要求极为严格， 要求双侧共长100m的池边上顶面，都必须在同一高度上， 不得相差1mm， 这几乎是不可能的。 常常一个工程要返工34次，最后依然有较大差距。在100m长度上， 高程相差1mm就相当于增大或缩小了357mm管道的过水断面积，高程相差1mm产生的结果是溢流出水不均匀。为了弥补这一缺陷， 欧美的作法十加大循环水量，由于浪费能量过大，很不适合我国国情。 采用这一作法的目的是，使漂流物能够较快溢出池面。然而在拉水线时，便起不到这个作用。还有人认为，这一作法可以减少池底的沉淀物，实践证明，没有这个作用。因为池底进水口面积不到池底面积的110000，池水的平均上升速度不到0.07mm/s，除进水口的水流是自下而上外，周围的水流都是自上而下的回流，沉淀照样进行。 结论：尽量避免使用上升泉式，多用河道式。由土建配合，启用游泳池本身的自我调节功能，力图避免另设平衡池。3、节约游泳池滤体的冲洗水量 游泳池滤体的冲洗水量，取决于工作周期、冲洗历时、和冲洗强度三个因素。 滤体的工作周期：笔者曾对国内外的大量馆池作过普查，了解到各馆的工作周期都不一样，从1天15天都有，实质都是人为规定的一种作法、一种自己制订的冲洗制度。有的水量浪费很大。其中也有正确的作法，按滤层阻力增加值实施冲洗。遗憾的是，它是手动的；当水质不好时，几乎都误认为是冲洗不够造成的，人为提前冲洗和拉长冲洗的时间。国外还有一种轮冲的作法，如5个罐，每天冲1个，5天1个轮回。这种自动轮冲的作法，与我国手动冲洗的作法并没有本质上的区别，与实际情况脱节，和水质没有建立起任何关系。众所周知，季节不同，地区不同，馆的性质不同，人流量不同，人口素质不同，水的污染程度相差不是几倍，而是百倍！死的（不管是手动的还是电动的）工作制度都不够理想。国外的资料表明，尽管其人流数量远远少于我国，夏季水质变坏也屡有发生。 我们利用滤层阻力增加，水位自然升高的原理，实现了水力自动化控制。工作周期是一个变值，它随季节、天气、人流、污染程度的变化而变化。上百个馆池的大量数据告诉我们，工作周期完全决定于水质。极限最短的工作周期和极限最长的工作周期相差百倍！一般冬季难得遇到自动冲洗的机会。 游泳池滤体的冲洗历时：总括中外写在书本上的资料为 58 min，实际普查结果为 15 30 min，个别的竟达到2h，调查中竟未见到一处是 58min，连国外的电动冲洗阀，也设定为15min。原因是管理或承包者怕冲不干净影响水质？！这是一个很大的浪费。按常用的 2.5m罐计算，每一次冲洗水量，至少比需要的多消耗 38 m3每罐次！。 冲洗历时不应人为确定，应以开始流出清水的时间作为依据。我们测得的数据是， 2.5 min后冲洗水浓度开始减小， 3.0 min后开始变清， 3.5 min以内全清。于是，以水力学原理按此实测资料制造机型，实现水力自动控制，不受人为因素影响，它的冲洗历时永远是210S。 游泳池滤体的冲洗强度：中外公布的冲洗强度为 1520ls?m2，根据我们滤料情况，在机体的结构设计上，把冲洗强度提高为 32ls?m2，此时全部滤料翻滚搅搓， 3 min内已淘洗洁净。结论：只有增大了冲洗强度，才能减少冲洗历时，还必须依据水质自身规律实现自动冲洗，才能做到节水。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 把热耗降下来在游泳馆土建和采暖通风设计正确的情况下，池面蒸发和池身传导不是热耗的主要因素。游泳池水的热耗主要取决于水耗，尤其在冬季水耗对热耗的影响极大。调查的结果是，我国大部分馆每年9。10月就开始加热，直到次年4、5月份才停热，热耗很大。然而，对采用我们作法的我国北方馆，由于冬季不补水，不换水，不用自来水消毒，春、秋两季每月只需补热l2h，冬季每月补热2次，每次12 h，每年累积补热时间4 0 h。结论：节热问题的实质是春、秋、冬季如何节水的问题。 我国冬季正处人流低谷，压力系统也应该争取不补水、不换水，可以尽量减少冲洗次数。 池温降低的一个很重要的原因是，加药、消毒都用自来水。每天加进冷水约有 520m3，有的远大于20 m3，同时挤走的却是温水，尤其寒冷冬季低温水的加入，使池温迅速下降，几乎需要每天启用加热系统，这是一个沉重的负担。我们的作法是取之池水用之池水，既节约了水，又消除了降低水温的因素。请大家今后的设计中应避免用自来水加药、消毒。不要小看这个问题，仅此一项，每池每年可节约成千上万吨水和千万大卡的热量！ 另外，在调查中我们还发现，不少馆的池水加热系统设计得十分庞大不说，往往还用的是各种各样的容积式换热器。泳池本身就有特大容积，没有必要再用容积式换热器。容积式体积大，占地多，效率低，普通碳钢的不能用，不锈钢的造价又太高。只有不锈钢板式换热器（当前还没有使用非金属换热的材料和技术）或其它更小型、更经济、更快捷的措施才适合泳池水的换热。 对于标准池来说，采用815 m2不锈钢板式换热器已经足够，实践中得出， 15 m2的 2 430 h加热一池水，8 m2的 4860 h加热一池水。水一水、汽一水均可使用。池水加热不要疏水器，因为冷媒 （池水）温度低、流量大、热媒一蒸汽能迅速冷却 过冷的缘故。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 游泳池的循环周期和循环流量 游泳池的循环周期和循环流量是一个问题的两个方面。循环周期和循环流量的确定，是水处理设计的前题，它决定系统处理能力的大小，总造价的高低，和常年运营费用的多少，因此，它是游泳池水处理设计最重要的数据。 中外专家在这个问题上的分歧极大，国惰不同，理解不同，自然对待也不同。研究问题的角度不同，总结出的经验公式也不相同。拿各国的公式去计算，自然差别很大。综合国内外的各种馆池，循环周期最短者为1小时，最长者为12小时。众所周知，循环周期相差1倍，就是耗电量相差1倍，那就是每年相差十几万和几十万元的问题！ 硬性规定循环周期是不恰当的。只注意到馆池性质不同，应有不同的周期（或循环流量）；而没有注意到同一池水，不同季节应有不同的周期（或循环流量）。不同性质的池于，人的流量相差悬殊；不同季节，人的流量相差更大，这些差别都能达到十倍，几十倍，乃至上百倍！仅考虑到泳池的性质，不考虑季节和其它情况，固定一种循环周期（或循环流量）是不恰当的。 循环周期（或循环流量）既然取决于人的流量（包括人群素质），当然是一个未知数，对设计者来说，永远是未知数。那么怎样理解和对待这个问题呢？1） 把重点放在水处理除污能力和确保高质量出水上。从中外游泳池，凡开群众场时，到了夏季人流高峰期，水质变坏的事实看，无论多短的循环周期，无论多大的循环流量都无济于事，那么，还要再缩短周期多少？再加大循环流量多少？还要用多大的代价才能使水质改善？诚然不是办法。为何单纯砂滤显得无能为力呢？因为缩短循环周期，加大循环流量的结果是，一次次的在密闭容器里穿透，形成无效空转。有人要问，为何不加药絮凝？众所周知，这种池水的絮凝效果很难令人满意。能不能把主攻方向改变一下呢？试想，我们把主攻方向改变为增加除污能力，确保出水质量和水的氧化与活化上，情形就会完全不一样了。大家都有这样的经验，在没有水处理的换水泳池。第一天注入的新鲜水，在人流高峰期的夏季也是不会坏的，第二天也没有坏，第三天开始才明显变坏。有水处理设备的水质变坏也不是12天的事情，而是多日水处理不达标累积造成的。假如我们天天真正做到都能处理一遍，使这有限的一池水，成为高质量的新鲜水，应该是没有问题的。我们试着这样做了，在上百个馆池和水上乐园取得了巨大成功。2） 下面的问题是如何防止新、旧水的掺合。新旧水不掺合是不可能的，避免过度掺合是可能的，也是有效的，水流的型式和进出水口的型式是可以选择的。水平流式远比垂直流式要好，带扩散喇叭的微流速D远比小D径高流速的水口要好。严格杜绝国外高速射流进水的错误作法。只要设计选型正确，是可以作到全池均匀推进的。我们用水平流式，用N个 DN100带300喇叭的进水口较好的解决了这一问题，便池水基本可以均匀推进。3）还可以用变换循环量的办法来对应。降低功率，减小流量，增加水泵台数。一般选泵34台，按最大循环流量的2 53 3选泵，冬天1台泵转，春秋12台泵转，夏季23或34台泵转。我们基本选3台泵，已解决了流量的变送问题。4）也可以用连续或间歇循环的办法来适应。冬季工作8h，春秋工作1216h，夏季24h。这个问题，在运营中很容易解决。5）深化水处理的性能，提高设备的功能，增加处理的水量。新机型的滤速在050m h的范围内任意工作，出水浊度0.4mgl溶氧量增加，活化性增强。这就没有必要增加穿过滤层的次数。现在提出一个不容忽略的重要问题，压力系统是全密闭的，过多的循环次数并改善不了水质。我们之所以采用敞开的手段，主要目的是在于曝气一加氧，使每一份池水，每进机一次，都有2次曝气加氧过程，使池水增加了活化性，有了去除有机物质的能力。实践证明，无论什么性质的泳池（包括儿单嬉水池），人流高峰期每天有2次的循环已足矣。也就相当于每天实实在在地更换12次高质量的活化新水。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 游泳池水的消毒游泳池水的消毒问题本没有争论，因为中外泳池的消毒几乎都用的是液氯，国际泳联的规定也是检查池水余氯是否合格，各个国家都要检验余氯含量是否达标，我国也是检验余氯是否满足0.40.6mg/l的含量要求。然而我国近几年对池水的消毒剂争论不休，笔者常遇到这样的事情：当地的卫生检疫部门、体育部门、环保部门、公安部门或上级管理部门纷纷推荐各种各样的消毒剂，甚至有的带强制性，其理由都是，氯气有毒危险，能造成人身的伤亡。被推荐的消毒药剂一般为：氯水、氯片、漂白粉、漂粉精、二合一、三合一、二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸钠等，被推荐的消毒设备有：次氯酸钠发生器、二氧化氯发生器、臭氧发生器、电磁消毒器、紫外线消毒器等。 肯定的说，这些消毒剂都是好的，这些设备也都是好的，但是各有各的使用场所，大都不宜用作游泳池水的消毒。游泳池水的消毒剂必须具备以下特点：对人身不造成危害，消毒作用产生要快，消毒作用持续要长，氧化漂白作用要大，水中不遗留色度，水中不产生污泥，有利于自动投加，药剂容易取得，便于运输、储存，价钱便宜，投药设备安全、耐用、操作简单、消耗少。造价低。 综合考虑之后，只有液氯才是最佳选择。因为：臭氧消毒的水，立即入池会使人体中毒，必须用活性碳吸附脱氧才行，然而此时水已失去了消毒作用，必须再投入氯。臭氧消毒在国际上使用的也不多，除德法稍有使用外，美、日都极少采用。我国某馆因臭氧消毒一项，曾经每年损失超过30万元。我国群众性馆池是不可能有经济实力去增加活性碳吸附环节的。电磁消毒适于工业水处理，紫外线消毒适于食品、饮料，这种消毒过的水，很容易再受污染，在泳池使用没有意义。各种带氯的溶液、片剂和粉剂，都是氯的制剂，含氯量远小于液氯，价钱却贵数倍，有的溶解物产生白色乳液和沉淀，不宜用于泳池。二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸钠或氧水也是氯的制剂，含氯量自然也小于液氯，但它们的价钱比液氯贵522倍，只适于无液氯的边远地区和海岛。二氧化氯发生器和次氯酸钠发生器都是合用的设备，但造价和经常费用都比液氯高5倍以上，寿命相对又较短，每天需人工制备，当前还难于实现自动化。 对于液氯要有一个辩证的态度，因为它是强氧化剂，我们在设计应用的时候要重视它，严格按液氯的规范行柬此时它相对又是安全的，从中外的历史记载中，尚未查到氯瓶爆炸的事故。瓶头阀、加氯机、管道接头泄漏，在安装调试中，确实屡见不鲜。笔者切身体会是，在初次安装调试时，每每总会发生。为什么中外泳池领域里，都未发生过人身伤亡事故？这是因为泳池的加氯量相对较小的缘故，一池水一天用氯总共几公斤，每小时的加氯量极小，即便全部泄出，只要有正常的通风，是不会达到人身伤亡的浓度。何况调试紧固完成以后，一般很少有泄漏。我们在氯瓶通向加氯机的正压段，使用高压紫铜管，高压紧固件，铅垫片。真空加氯机通向加氯点的负压段，是靠加氯点的水射器造成的负压，水射器的水是靠增压泵抽取池水获得。如果真空段出现泄漏，大气就会进入，加氯机自动关闭。由多年的运转经验看是安全的。结论：中外水厂，中外泳池基本都是液氯消毒，凡有液氯供应的地区均应首先使用液氯。无液氯的海岛、边远地区的大型泳池，可使用二氧化氯发生器或次氯酸钠发生器。无液氯的小型池可使用二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸钠或氯水。任何时候泳池里都不要使用产生乳剂和污泥的漂粉类物质，更不能使用无持续杀菌的手段，和对人体有毒的手段。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 游泳池循环系统的材质当泳池含有余氯0.40.6mgl的时候，水中含有HOC10CICI0，0有极强的氧化性，几乎所有的金属和合金都被腐蚀，厚4mm的45钢板2年腐蚀贯通，我们曾用ICrl8Ni9Ti试验，5个月后锈迹斑斑。几十年来中外作了大量研究，在罐和管的内外表面喷、刷、涂、贴各种非金属耐腐蚀材料，可将使用周期延长45年，然后起泡脱落。此时如不抓紧补救，将更易由此腐蚀贯通。重做衬里是相当麻烦的，一般需停池半个多月，经济损失较大。 我们研制了一种塑料水处理系统，除主循环泵和不锈钢板式换热器目前尚无法改变汐十，全部设备管道、管件、阀门、进出水口、溢水沟盖等皆为塑料制品。从第1代产品到今天的第13代产品，全部产品依然如新。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 游泳池的进水出水口研究泳池进水与出水口的目的有7个：1）淘汰图2的布管型式，简化对接管的要求，见图3，把均布流量的任务交给进水口和出水口去完成。2）进水口布水要均匀，使全池水均匀推进。3）把出水口处的流速减到最低限度，防止池中产生涡流和口流。4）最大限度减小水头损失。5）使出水口起到处理系统格栅格网的作用。6）不腐蚀，不损坏，不渗漏。7）与瓷砖融于一体，美观大方。 以往DN50的小型金属进水口与以上要求相矛盾。应采用 DN100白色塑料定型产品进水口（A件），口部为300喇叭口，见图4，产品外部有数道防渗环，直接浇注于池壁混凝土中，口部设流量调节器（B件），为 3 0 0 3 0 0 2 5（厚）正方体，与池壁瓷砖同时粘贴。见图4及其甲向图。必须淘汰池底的集水沟和集水坑，见图5、图6。实践证明，除了回水口本身没有污泥外，沟和坑里集满了污泥，时间长了，污泥深层发生厌氧分解，影响水质。沟里和坑里的污泥，泳池不放水几乎无法清理。 众所周知，保证能够排泥的池底坡度应是60，泳池的池底和地底集水沟，甚至池底集水坑底一般都作不到60，所以不可能自动排泥，要靠清底机来解决。国际上还没有一种能够带水清理池底排水沟和排水坑的清底机。所有泳池池底的坡度，只能是在放水以后冲刷池底时才有用。正确的作法见图7a、图7b，或图8a图8b。图7a、图7b适应于埋设的池子，图8a、8b用于架空的池子。 游泳池的流态最好模拟河流的一段，浅端进水，深端出水。进水口的公称直径DN100，个数为泳道数减一，平面位置在泳道线拉环的正下方，中心高为-0.6-0.9，或12水深处。出水口的公称直径为DN150或DN200，个数为23个，按图7、或图8均匀布置。 如果模拟上升泉的型式，象图9这不十池底满天星进水口的作法是不妥的。因为位于池边的出水还没有使用，就很快溢走了，而位于池中的出水需到一个周期时才能来到池边。应该按照图10来布置，标准池布置在中线上，圆形池布置在中心区，才能防止短流。图10中，模拟上升泉的池底进水口结构，与模拟河段的池端进水口结构，完全相同，见图4。只是前者口朝上埋在池底，后者口朝内埋在池的端壁。 模拟河流的型式水平流式，一端池壁进水，一端池壁底出水，或两端池壁进水，中间池底，或中间两侧壁底出水，这种来源于自然界的型式，在人工游泳池中很成功，很普及，几乎占己建池的99：模拟上升泉的型式垂直流式，池底中线或中区进水，两边或四周边溢水的型式问题较多，极少被人采用。这两种型式都应是顺流式，但是，不管那一种，只要出水口过小，流速过大，四周又都会产生反向逆流。因此，应该尽量放大进水口管径，还要尽量作成喇叭口，淘汰DN50的进水口，发展DN100并带有扩散喇叭口的进水口，见图4。 有人把两种型式混合起来，提出了第3种型式一称“组合式”，或“混合式”。然而在实践中，并见不到这种型式。原因是它的目的不明确，把水流搞得很乱，使处理前后的水短路掺合，人为加大了处理水量，延长了时间，加大了水处理的难度，管系杂乱，管线长，管件多，施工管理困难，造价高，应该杜绝各种混合式的做法。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 游泳池的溢水沟 河道式泳池水面不高于-0.040时，游泳池的溢出水量是极其微小的，甚至可以忽略不计。设立溢水沟的主要目的不在于溢水，在于防止四周的脏水流入池中，它的实际含义是“截水沟”，故不易于宽、大。深。然而常常遇到游泳池的溢水沟又宽又深，这是靠沟底长距离排水所致。当沟底坡度只有1，起端150mm时，终端便有50mm，如由沟中点排水，也有400mm。这样深的沟，只能加大沟宽才能施工，所以，盖板宽大，不美观，造价高，不安全，也不卫生。这种作法应该淘汰。 正确的作法见图ll，全部为平沟，沿沟长每隔46m设地漏排水。沟的宽度和深度都是15 0mm，歧口宽200mm，歧口高25mm，这种沟在作地坪时同时施工，简单易行，用现成的塑料卷帘栅盖，清洁卫生，美观大方。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 游泳池的充放水时间 游泳池充水和放水时间的确定，直接影响进水和排水管的直径大小，影响给水管网和排水管网的负担。我们常遇到这样的情况，由于进水管设计得过大，泳池一充水，给水管网的压力急速下降，立刻影响周围大面积的正常供水，不得不做开进水阀，或改为每天24：004：00进水。根据我国情况，除了直接引入江河湖海原水外，凡取水于给水管网者，一般进水管不宜超过 DN100，建议用 DN80。 一般排水管网还是能够接受泳池的快速排水，也常遇到泳池的放水管径比受水管的管径还大，个别的池水无法自排，要靠泵来抽，但泳池的放水管却有DN250。这就是设计照抄放空的时间410 h的结果。除了直接引入江河湖海原水的泳池外，今天已经淘汰直流式泳池，对循环水处理的泳池，只要有消毒环节就不会形成病菌繁殖，为什么要如此短时间来放空？我国现实中，遇不到这种要求，另外也找不到必须在4h10h放掉一池水的理由。并且泳池的放水管不宜DN150，因为放水或排污只是极个别的情况，阀门的漏水带来的损失更大，越是大型阀门越是难于启闭，越容易漏水，当前我国尚没有DN100的塑料球阀，虽有较大塑料蝶阀，但蝶阀是关闭不严的。如果分分秒秒都在漏水，倒是一个大问题了。 结论：泳池的充水管应DN100，泳池的放水管应DN150，DN100。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 游泳池组的设计大型的比赛馆常有标准池、训练池、跳水池等，大型的水上乐团常有游泳池、冲浪池、堵水池、水滑梯、儿童池、按摩池、喷泉池、漂流河等，大多数设计都是一池一套水处理系统。这种作法是片面的，要作具体分析，要按水温和水面高程的不同归纳分类。实际上除了水温不同不易合并外，水位不同是可以合并的。水位不同，不用水位平衡池，在压力系统中难于实那合并。压力系统的平衡池是将最低的一个池水面作为水泵的吸水池，凡高于它的池水均先放入该池，再用泵抽送至机房处理。这样做能量浪费很大，也很麻烦。在重力系统中却是容易达到的，并作到最大限度节能。见图11和图12。多地合并使用一套水处理设备，使造价成倍节省，运营费大幅度下降，还使备池池水互相调济。我们作过7个泳池使用1套水处理设备的工程，已经过多年运营，实践证明效果极佳。曾有一种观点认为，各池的性质不同，污染不同，处理循环周期也不同，必须各自处理，这只看到问题的一方面。我们知道，无论什么性质的池水都必须符合颁布的统一水质标准，这是问题的实质，我们的目的是提供进入各池的优秀水质，只要达到这一目的，使用什么手段都是可以的。哪一办法好，哪一办法省，就使用那一种。数池使用一套处理设备，与各池不同循环周期毫无矛盾，各池的循环水量，可以通过各池的水泵来实现，也可以通过调节各池进水口、出水口圆满得到解决。两个方面同时下手将解决得更好。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 游泳池循环系统的自控游泳池水处理是有一定复杂性的，不是人人都可驾驭它，往往设计者的良好愿望实现不了，根本原因是操作水平所致。我国手动操作的压力罐，系统比较繁杂，阀门也比较多，它的水处理效果要靠人的主观能动性来实现。 依靠电工二次元件来操作是某些国家的一个趋势，但有一个致命的弱点，它对机房温湿度要求苛刻。众所周知，水处理机房往往很潮湿，大多达不到80，易损坏，易失误，当前的国际水平也根本达不到长久、准确、无误。我国先后曾在个别大型馆中引进过，但都很快误方B、失效、拆除了。那些依靠人为设定的数据，代表了设定者的认识，与真实情况还是有出入的。我专I也是由此起步的，但受潮的电工元件屡屡烧毁，自控元件屡屡失误，在走途无路时，才走上了水力自控的领域。 水处理领域的得天独厚的优势是：只要水泵一启动，全系统都获得了能量，它在各个部分会以各种形式出现，足够我们所利用。这种水处理结构的设计和制造虽然复杂，但使用中却非常安全方便。一切都是固定不动的，连一个活动部件也没有，活动着的是被处理的对象水。这种用塑料制造的设备，没有检修，没有失误， 100的湿度下也无妨。只要水泵一停，失去了能量，全系统自动停止，依靠水力开启的部分自动关闭。水泵再次开启，系统再一次工作。l台水泵下可工作，多台水泵下也可工作，只要不超过额定流量的150，由0最大的任何流量都可正常工作。当内部含污达到极值，流态改变，自动实施冲洗。一出清水，自动改变流向投入工作。它的工作周期是不固定的，人无法掌握，全凭水质来决定。我国群众性场馆的基本规律是，夏季工作周期为数日，冬季为数月。 这种水力自动化系统无阀门，它的开、关、停电保护和流量调节。都是在水力作用下自我实现的。 水力自动化的基本流程是：l）机前泵系统，图13，（适用于机房地面与泳池水面相同或相当时）。2）机后泵系统，图14，（适用于机房屋面与泳池水面相同或相当时）。3）机前机后泵系统，图15，（适用于机器顶面高于水面，而机器的出水面在机器22米高处一次又低于泳池水面时）。游泳馆设计中存在的问题及解决措施： 水力自动化处理系统 这种新型游泳池循环水处理系统的特点是：1）高节能。节电8 0，节水9 0，节热95，节混凝剂10 0。 2）全塑。包括：塑料流量调节回水口、塑料回水管道、塑料流量自动调节与停电自动关闭器、塑料曝气滤机与溶气槽、塑料曝气平衡吸水箱、节能低速密封主泵（含塑料球阀及塑料止回阀）、塑料压水管、不锈钢板式换热器、塑料消毒系统（含射流增压水泵）、塑料输水管道、塑料流量调节进水口。此外还有塑料溢水沟盖、塑料落水口、塑料排水管等。只有主泵和换热器为金属产品。3）水力自动化。泵是系统的唯一动力，各部分的工作依靠水力学、水化学原理自动完成。4）系统无冲洗水泵，无冲洗水箱，依靠当时的自生产水量实施自冲洗。5）处理机体积小，均布荷载，无基础。6）塑料设备无维修。 技术数据：曝气次数：23次。滤层：复合反滤层。滤后排水阻力：0.01m。系统初始阻力：0.4m。滤速： 0 5 0 m h。冲洗强度：32Is?m2。冲洗历时：210 s。出水浊度：0.4mgl。初滤水浊度：0.7mgl。工作周期：变量，取决于原水水质，一般数天数月。泳池循环泵选型设计与节能运行阮志坤 牛义忠摘要 本文介绍一种泳池循环泵选型设计新方法，按本方法选用泳池循环泵，可使游泳场馆的能耗大幅度降低。关键词 泳池循环泵 选型设计 节能运行 泳池循环泵是游泳池水处理设备中最大的用电器。我国现有的游泳场馆能耗很高，电能浪费极大，这种情况大多数与泳池循环泵选型不当有关 1 。许多游泳池选用了过高扬程的泳池循环泵，造成电能浪费，这一方面是因为我国过去没有专用于游泳池水处理的低扬程泵，另一方面与设计人员一个认识上的误区有关。有的设计人员认为，在泳池水处理系统总阻力算不准的情况下，考虑泳池循环泵的扬程应该宁高毋低高了，才能应对过滤器期终阻力的增加；低了，系统就不能正常运转了。其实这是对循环泵特性不了解产生的多余的顾虑。本文下述的泳池循环泵选型方法能够全面计及这些因素，合理地确定泵的流量与扬程，使泵始终工作在高效区，对游泳场馆的节能降耗会有很好的效果。1 选型设计实例11实例一：一个拟承办国际顶级比赛的逆流式游泳池，已知下列参数，应选用什么型号的泳池循环泵。111已知参数 泳池容积50m25m3.6m（平均水深）=4500m3，循环周期5h, 循环流量985 m3 /h ，选配石英砂为均质滤料的卧式过滤器（2.4m5m） 4台，过滤面积9.85/台，滤速25/h，反冲洗强度1215 L/s,采用臭氧消毒，活性炭吸附罐（2.4m5m）3台，过流面积9.95/台，流速33m/h，市政热网高温蒸汽供热，板式换热器BR30型2台。112设计计算 在逆流式循环系统各部件选型已确定的条件下，首先要准确计算出各部件在不同流量（流速）下的阻力，对于过滤器来说还要分别算出过滤周期期初（反冲洗后）和过滤周期期终（反冲洗前）的阻力。具体计算方法请见有关设计手册或各部件生产厂家的说明书。本例的计算结果列于表（1） 表（1）实例一系统在不同流量下的阻力计算值（m水柱）序号部件名称及组成Q( m3/h)0330(开1 台泵)660(开2 台泵)990(开3台泵)1泵进水管路DN30015m,阀门一个，弯头4个00.20.20.22毛发聚集器00.20.20.23泵出水管路DN25020m,阀门2个，弯头4个00.520.520.524循环总给水管路DN400300m,阀门2个，弯头4个00.501.914.305过滤器及其管阀，4台全开期初00.401.603.50期终02.904.16.06臭氧接触器及管阀00.10.20.47活性炭吸附罐及管阀00.31.22.68板式换热器，2台始终全开00.31.22.59可调给水口及网格式管路系统00.20.81.810送水几何高度（泳池深度3.6+机房净高4.4m均衡池运行水位3m）5.05.05.05.0系统总阻力Ho( 循环泵实际工作扬程)期初5.07.7212.8321.02期终5.010.215.323.5113选型分析 图（1）左半部画出的是YHG400/20型泳池循环泵的特性曲线HQ（扬程流量），Q( 效率流量)，PQ( 轴功率流量)。现在我们试图选用此型泵作为实例一泳池循环泵，看是否能满足设计要求。 我们在图（1）上部画出此型泵2台和3台并联运行的HQ特性曲线，并同时将循环系统期初和期终的总阻力特性也画在图上，我们可以得到两组曲线的6个交点，b1,b2,b3（期初）和b1, b2, b3,( 期终)，这就得到了13台此型泵实际运行的流量与扬程数据，将他们换算之后就可以在泵的特性曲线上画出它们的实际工况点。很显然b3 b3, b2 b2, b1 b1,分别就是3台泵并联运行、2台泵并联运行和单台泵运行时工况点从期初到期终的变化范围。114选型结果 图（1）泵的特性曲线上cad范围是泵的高效区，c点是高效区小流量点，d点是高效区大流量点，中间a点是泵的额定工况点，具有最高效率，泵的选型设计就是要使泵的实际工作点落在cad之间的泵的高效区范围内。现在b3 b3落在ca之间，b2 b2落在ad之间，这就是说，选用YHG400/20型泵3台作为本例泳池的循环泵是合适的。正常过滤时3台并联运行，系统始终是高效的、安全的。夜间降速运行停1 台开2台，系统同样是高效的、安全的。12实例二：一个具有下列参数的大学内的顺流式公共游泳池，应选用什么型号循环泵121已知参数 泳池容积50m25m1.8m（平均水深）=2250m3 循环周期6h, 循环流量394m3 /h ，选配石英砂为均质滤料的不锈钢立式过滤罐（20002m）4台，过滤面积3.14/台，滤速32m/h，反冲洗强度1217L/s( 手动调控)，采用二氧化氯消毒。燃气热水锅炉供热，BR30型板式换热器102台。122设计计算 在顺流式循环系统各组成部件设备选型已确定的条件下，首先要准确地计算出各部件在四个流量（100，200，300，400 /h）下的阻力，对于过滤器来说还要分别算出来过滤周期期初（反冲洗后）和过滤器周期期终（反冲洗前）的阻力。计算方法在此省略，计算结果列于表（2）表（2）实例二系统在不同流量下的阻力计算值（m水柱）序号部件名称及组成Q( m3/h)100200300400(开1台泵)（开2台泵）1池底回水口及管路0.030.10.220.42循环总回水管DN40050m0.010.040.080.143每台泵进水管路DN25010m,阀门1个，弯头2个0.030.100.030.104每台毛发聚集器0.050.200.050.205每台泵出口管路DN20015m,阀门2个，弯头2个0.200.350.200.356循环总给水管路DN250150m,阀门2个，弯头4个0.170.681.542.737过滤器及其管阀（4台始终全开）期初0.180.701.582.8期终0.371.453.275.88板式换热器（升温开2台，保温开1台）0.321.262.825.09池壁可调给水口及管路0.060.220.500.88系统总阻力Ho（循环泵实际工作扬程）期初1.053.657.0212.6期终1.244.48.7115.6123选型分析 图（2）画出YHG200/12型泵的性能曲线HQ, Q,和PQ ,我们来探讨此泵选作本例泳池循环泵，看能否满足设计要求。 我们先把上述计算出的水流总阻力特性画在图（2）上，同时按流量加倍的原则画出2台泵并联运行的HQ曲线。现在我们就会得到两组曲线的4个交点：b1,b2（期初）和b1 ,b2（期终）。然后我们再从两台并联运行的数据换算出泵的工况点流量与扬程，将它们画在泵的HQ，Q，PQ特性线上。124选型结果 图（2）泵特性曲线cad范围是YH200/12型泵的高效区，a点是泵的额定工况点，效率最高，现在 b2 b2,就落在ca之间，并且紧靠a点，说明选YH200/12型泵做本实例泳池的循环泵是可行的，系统正常过滤时2台并联运行，系统工作在泵的额定工况附近，会有很高的效率。2、选型设计基本原则通过以上两个实例分析，我们可以得出以下3条泳池循环泵选型设计基本原则：(1)一个泳池一套循环系统，应选用n台同型号的泵作为系统的循环泵，一般来说，n 取24 为宜，当n 2时，可不用另设备用泵和反冲洗泵。(2)泵的流量Qc和Qa与系统循环流量qc之间的关系应按下式确定Qcqc/nQa(3)泵的扬程Hc和Ha与系统总阻力Ho之间的关系应按下式确定HcHoHa 实践证明，只要按以上3条原则选用泳池循环泵，泵在运行时总会是高效的、安全的。关键问题是设计计算时一定要将系统的总阻力Ho计算准确。系统总阻力Ho计算值的误差有多大？循环泵的型号（流量、扬程和功率）选得对不对？等系统建成运转后，测出泵进出口的压力差，就会立刻等到验证。 迄今为止，由于上述认识上的误区，大多数设计工程师都按Ha Ho来确定循环泵的扬程，正好与上述选型设计基本原则（3）相反，这就是许多游泳馆的循环泵不能运行在泵的高效区而造成电能浪费的根本原因所在。我们只要分析一下上述实例的具体数据，就不难找到产生上述误区的原因。例如实例二，系统在额定流量400m3/h时，过滤器的期终阻力要增加3米水柱。但随着系统阻力的增加，系统循环流量也随之减小，泵的工作点在泵的特性曲线上由b2点（期初）向b2点（期终）移动。在整个过滤周期的始末，系统循环流量qc由400m3/h减少到365m3/h，而系统总阻力Ho由12.5米水柱增加到13米水柱， 仅仅增加了0.5米水柱。