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广西某市体育中心游泳馆泳池水处理设计探讨
更新时间:2016-11-03 来源:《给水排水》 作者:李惠玲,杨世兴

摘要:通过介绍广西某市体育中心游泳馆泳池水处理的设计,提出了如何在没有市政和区域热源的情况下,在我国南方合理配置“三池合一”游泳馆的空气源热泵系统,并对硅藻土与砂缸过滤处理工艺进行比选,以及如何合理预留土建等专业条件满足专业厂家二次深化设计的要求等方面进行总结。

1 项目概况

广西某市体育中心项目定位为举行全国单项比赛及全区综合性运动会的乙级体育建筑。场地由比赛池(标准泳池50m×25m×2m)、跳水池(25m×25m×5.5m)、训练池(标准泳池50m×21m×1.5m)组成。按能举行单项国际比赛进行设计,非比赛期间可作为举行游泳、水球比赛、训练,群众健身、儿童游艺等的场地。

本工程地下1层,地上3层,建筑高度27.45m。建筑面积23914m2。

2 热源的配置方案

由于本项目地处我国南方,该城市目前尚没有市政热源及区域锅炉房。本游泳馆又是一个同时具有标准训练池、比赛池和跳水池的综合性游泳馆,合理配置热源系统成为本次设计的第一个难点,也是整个给水系统主体设计的重点。如果按照初次加热时间为48h计算,训练池、比赛池、跳水池的设计小时耗热量分别为899kW,1 330kW,1 204kW,合计3 433kW。如果采用太阳能作为热源,首先集热板所需的

面积大概就是3个泳池的上表面积大小,此栋建筑的大部分屋面是上空的钢网架结构,没有那么多的地方放置集热板;其次,按照太阳能系统的相关规范,需要配备电辅热,这样电气的负荷还是很大,平时只用太阳能的时候,会产生许多无效的功率。因此,太阳能此次没有作为考虑对象。

显然,采用电加热也是不节能的一种方式。

因此,考虑采用空气源热泵的方式。由于该市的极端最低气温为-0.2℃,设计所用的空气源热泵机组是可以保证在-10℃时还可以正常工作的机组。本项目小时耗热量为3 433kW,因此空气源热泵耗电量1 000多kW,还是过于庞大。如果完全按照这个计算数值去给每个泳池的水处理系统单独配置热泵,投资将会很大,给电气和结构专业也会造成不小的负担。考虑到除了赛时会使用比赛池和跳水池外(并且一般情况下,这两种比赛也不会在同一时间进行),大部分时间还是训练池对外开放,供群众健身娱乐使用。因此,经过反复考虑,笔者初步设计了一套3个系统的空气源热泵系统并联提供方式,即:每套水处理系统有自己独立的空气源热泵系统,满足其平时维持池温所用,3套空气源系统在一次水侧并联,总量可以提供耗热量最大的一个池子初次加热所需热量。经过向相关厂家咨询,证实通过多个电磁阀的自动控制可实现设计要求的功能,如图1所示。

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由于没有十足把握,笔者向《游泳池给水排水工程技术规程》(CJJ 122-2008)编制组咨询,讨论结果认为这个方案可行,可以节省造价,但控制系统过于复杂,没有标准的控制产品可用,对以后的管理操作要求比较高,易产生误操作。而且这样的系统设计,势必要经过二次换热才能取得热水,否则3个池子就不是独立的处理系统了,不符合泳池规程CJJ122-2008的要求。但二次换热带来的问题是热效率比较低,因此,笔者将其作为备选方案。

笔者按照传统方式进行设计,每套水处理系统单独配置热源。由于耗热量太大,借鉴了国内一些游泳馆的设计方案,决定把加热时间延长到72h,这样训练池、比赛池、跳水池的设计小时耗热量分别为605kW,862kW,926kW,合计2 393kW。这样热泵数量和电量均有较大幅度下降,达到一个可以接受的范围。如举行某单项比赛时,也可将热泵适当串联,按比赛池和训练池或跳水池和训练池同时使用,池水加热时间可缩短至51h,接近48h的要求。由于池水中含氯,并且具有较多杂质的特殊性,容易腐蚀堵塞盘管,需要采用泳池专用的空气源热泵,此泵具有耐腐蚀、大通道等优势。虽然可直接一次加热池水,不用二次换热,但目前国内成熟厂家比较少,因此设计中仍按照二次换热的情况预留了机房和电量。说明中均有备注“如果采用防氯防腐材质、大通道的泳池专用热泵,则可取消板换环节。本次设计对采用板换的情况预留了空间和循环泵电量。”的字样。

3 硅藻土与砂缸过滤处理工艺的比较

笔者以前做过一些会所、办公楼的泳池设计,所用的过滤设备均为砂缸过滤。由于本项目对工程造价有限制要求,设计推荐了硅藻土处理工艺。通过这个项目,笔者对这两种处理工艺有了一些初步的认识,总结如下。

3.1 应用历史

石英砂处理工艺在国内外的泳池处理行业已经有很长的应用历史,比较成熟和完善。国内2000年左右引进了板式硅藻土过滤器,由于种种原因,在高标准游泳池的应用方面进展不是特别顺利,2004年可再生烛式硅藻土过滤器进入游泳池水处理行业后,水处理效果得到了专家和用户的肯定,硅藻土过滤器由此正式纳入《游泳池给水排水工程设计规程》(CJJ 122-2008)中。

3.2 过滤介质

石英砂在我国产量很大,各种级配比较齐全,销售价格普遍较低。硅藻土虽然在我国也有很大的储量,但是经过处理可以达到食品级的硅藻土价格还是高于石英砂。石英砂过滤器的过滤精度为7~10μm,而藻土过滤器的过滤精度为1~2μm,并且可以滤除水中的大肠菌、隐孢子虫、贾第鞭毛虫等细菌、病毒,这一点已为各方所公认。过滤同等容积的水,石英砂总重量大,且更换滤料劳动强度大;硅藻土的用量少,虽然每次反冲洗后有损耗,但补充量甚小。

3.3 设备安装

普遍认为硅藻土比砂缸过滤系统节省机房面积,是因为硅藻土过滤系统缺少备用的过滤设备和循环水泵,笔者认为这种观点比较片面,节省机房面积主要原因是在同等容积条件下,硅藻土的过滤面积大。为确保水质安全,本设计正常运行采用低滤速,故障时,其余过滤器按高滤速运行予以解决。经对比产品样本,硅藻土过滤系统所需空间还是比砂缸过滤系统小,同时反冲洗水量小、均衡水池的相对容积可减小,由于硅藻土的吸附能力强,过滤设备尺寸也小,并且少了絮凝剂的投加环节,因此其整体占地面积小于砂缸过滤系统。

3.4 反冲洗

硅藻土过滤系统的反冲洗水量小于砂缸过滤系统,但其反冲洗水的排放问题值得关注。砂缸过滤系统的反冲洗水可以直接排放至雨水或者污水管道,而硅藻土过滤系统的反冲洗水中含有废弃的硅藻土,目前还没有排放标准可依。本设计通过设在机房内的潜水泵坑与其他废水混合后提升排至室外排水管道。

3.5 工程造价

就本工程而言,硅藻土过滤系统的设备造价与节约的建筑面积造价的总体价格低于砂缸过滤系统,价格上硅藻土过滤系统具有明显优势。

3.6 后期运行成本

一些非官方数据表明,硅藻土过滤系统的后期运行成本整体低于砂缸过滤系统。

4 其他专业需要预留的条件

(1)土建专业。主要过滤设备尺寸如果较大,土建需要配合预留设备吊装孔。均衡水池建议采用钢筋混凝土结构,内涂防腐涂料。如采用预制水箱,由于水中含有氯,对密封材料的耐久性有影响,发生渗漏时处理起来比较困难,设计中不宜推荐。常见的所需机房面积、排水沟等,这里就不一一赘述了。

(2)电气专业。需要预留总电量;控制系统一般由设计提出要求,建设单位确认后专业厂家负责细化设计。

(3)给水排水专业。给水按照初次充水时间和泳池容积,计算流量和管径。这里着重介绍一下机房排水。在笔者以往做过的一些泳池处理系统中,普遍存在机房排水能力不足的问题。机房一般设置在地下,机房的排水能力应能满足“应急和检修时的泄水时间不宜超过8h”的要求。因此,一般会使用反冲洗泵和机房潜水泵同时做泄空用。但需要注意的是,要给反冲洗泵预留排至室外雨污水管道的排水管,并加装止回阀。此时,潜水泵的选型满足8h泄水量与反冲洗泵排水能力的差值即可。根据工程实例,一般按照消防电梯集水坑的做法,预留40m3/h的水泵就能满足使用要求。

版权、出处:《给水排水》

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