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福建省第十六届运动会霞浦游泳馆水处理可持续发展的设计和技术

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刘春生1?龚琪刚2

摘要:福建省霞浦县游泳馆是为福建省第16届运动会的游泳和跳水比赛而设计和建造的,同时它还是一个具有休闲戏水多功能的综合游泳设施,除承担赛事和训练任务外,运营后的其余时间还对公众开放。其水处理设计和技术具有可持续发展性和绿色工程的特点,该文对游泳馆的技术、设计、建造进行了探讨和分析。

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关键词:游泳馆可持续发展、绿色工程、水质标准、消毒剂副产物、挥发性有机物

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1. 概述

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福建省第十六届运动会将于2018年10月19日—27日在宁德开幕,霞浦游泳馆是为福建省第16届运动会游泳和跳水比赛而设计和建造的,该游泳馆由竞赛池,跳水池,训练休闲池,儿童戏水池及热身池等组成,该馆除承担赛事和训练任务外,运营后的其余时间还对公众开放,进行普及大众的游泳、水疗和健身等水上活动。

该馆已经建成启用,在省运会之前的6月28日迎来了第一场正式比赛:福建省第十六届运动会预选赛暨2018年“洲克·泳者之星”杯青少年锦标赛。该馆占地面积48.7亩,项目建筑面积约1.63万平方米,它是福建省近年建成最大的游泳体育赛事的比赛场馆,具有设计的先进性、运行的可靠性、可持续发展性和具有绿色工程的特点,游泳场馆的水处理由福建天泽体育设施工程有限公司承建,并提供了全套的水处理设备,经过处理后的各项水质指标,均达到和超过国家和国际标准。

现在对这个具有先进技术和代表性的游泳馆的成就进行总结,对游亚博不能出款水处理系统设计特点,包括水处理循环系统技术参数,循环给水及回水方式结构,水处理设备技术参数,水处理循环过滤系统设备材质、管材、消毒方式选择,并对设备配置、技术特征等进行技术分析和交流。

图1 霞浦游泳馆

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2. 策划和设计的要点

2.1 水处理系统技术参数

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表1 福建省霞浦县游泳馆水处理系统技术参数

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池体面积

(m2

池水容积

(m3)

循环周期

(h)

循环方式

循环流量

(m3/h)

过滤方式

水温

消毒方式

竞赛池

1250

2500

6

逆流

437.5

石英砂

27

臭氧+氯

跳水池

525

2835

8

逆流

372

石英砂

27

臭氧+氯

训练池

337.5

506.25

5

逆流

106.3

石英砂

28

臭氧+氯

休闲健身池

165

153.6

2

逆流

84

石英砂

28

臭氧+氯

儿童戏水池

12.8

6.4

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2.2水质要求

为适应能举办国内和省内重大游泳比赛要求,设计是按照当时在执行的《游亚博不能出款水质标准CJ 244-2007》和《游亚博不能出款给水排水工程技术规程CJJ122-2008》的要求进行的,并参照了国际游泳联合会(FINA)2001-2005关于游亚博不能出款水质标准。

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2.3 池水净化处理系统的设置原则

该馆的竞赛池、跳水池、训练池的池水净化处理系统均为各自独立的系统,休闲健身池和儿童戏水池(以下简称戏水池)合用一套池水净化处理系统,达到各自不同的功能

竞赛池、跳水池、训练池、戏水池采用各采用一套臭氧消毒系统和多余臭氧吸附系统,臭氧消毒系统设计为间歇式使用,臭氧投加量为0.6mg/L。竞赛池、跳水池、训练池、戏水池各采用发生量为300g/h、250g/h、60g/h、50g/h的全流量臭氧消毒系统。

竞赛池、跳水池、训练池、戏水池均各自独立设置长效化学药剂消毒系统。

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图2 福建省霞浦县游泳馆比赛池和跳水池

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2. 4 实现节能、环保和有效管理的理念

2.4.1 循环水泵

选取了合理的Q-H曲线的相同型号的循环水泵,并配有备用泵,这样不仅平面布置整齐、节省空间、又能互为备用,各台水泵的运行都在高效段,在过滤、反冲洗和漂洗的不同运行状态下,水泵工作效率都保持较高。单台水泵流量与所选水泵数量的乘积略大于系统的循环流量(约高10%左右),确保能够补偿多泵并联运行时导致的单泵流量减少的因素。本工程所选水泵都在实际运行时的压头损失状态下,在节能降噪上都有明显效果,水泵运行时噪声低于60分贝。

2.4.2 消声回水口

设计引进了国外技术和理念,采用“消声回水口”的独特设计,对溢流回水口进行消声处理,降低了常见的游泳场馆内溢流回水口所产生的噪声。

2.4.3 过滤设备的结构

过滤设备按照《游亚博不能出款用压力式过滤器CJ/T405-2012》产品标准的要求设计制造,内部布水均匀、集水面积充足,石英砂过滤器和活性炭吸附过滤器外配观察镜,可观察到砂层污物动态,从而方便反冲洗和滤料的管理和维护。

2.4.4 板式换热器

板式换热器选用了316L不锈钢的材质,水头损失小,不超过0.002MPa,换热效率高。配有自动调温的比例式温控装置。安全可靠、运行费用低、耐热密封性能高 [2]

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图3 福建省霞浦县游泳馆机房一角

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2.5 给水和回水方式

竞赛池与训练池均采用底部架空预埋套管的结构形式,池底进水口的布置采用“网格式”均匀布置,并在每边多加两条配水旁路管,从而进一步保证了池底各部位进水口进水量的均匀性。

休闲、训练池则将循环给水管敷设于池底结构板上的垫层内,穿池壁管路均采用预埋防水钢套管,大大降低了池体渗水的可能性。

儿童戏水池及热身池均采用逆流循环方式,使池水循环达到最佳状态,能快速及时的将水面脏污悬浮物及油膜排除,保持水面的洁净,减少了游亚博不能出款“死水区”,还能使使化学投药和水温均匀。

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3 技术特点

3.1臭氧消毒系统的设计

由于跳水池仅用于比赛,而游亚博不能出款除了承担游泳比赛和训练任务之外,其余时间要求对游亚博不能出款爱好者开放,故原设计的游泳竞赛池和跳水池共用一套全流量臭氧消毒系统,并采用了比赛池和跳水池间歇式使用臭氧消毒的方式。

臭氧浓度高,成本低:采用了先进的国产氧气法制备臭氧的发生器。该设备采用分子筛吸附空气中的氮,能将空气中的含氧量提高到85%-95%,是一种较新的制备臭氧的工艺,其效率几乎与纯氧气相同,制备出臭氧的浓度高达80mg/L以上,大大提高了臭氧与水的溶解能力,而且制备臭氧的成本远低于纯氧制备臭氧的成本。

臭氧消毒系统安全可靠:设计中设置了监测臭氧在空气中浓度和臭氧在水中溶解度的仪表装置,臭氧溶解浓度的监测可以与臭氧发生器的相应接口连接,实现了对臭氧的全程控制,从而增加了臭氧消毒系统的安全性。

3.2智能监控系统

池水净化处理系统自动化程度高。设计采用了游亚博不能出款专用微电脑全自动水质监测系统装置,能够收集、记录各类实时检测信号并进行处理,将其转换成不同的控制信号,从而完成对全套水处理设备正常运行的有效控制,对循环水泵、投药消毒系统、臭氧消毒系统等设备的集中控制。

游亚博不能出款水处理专用微电脑全自动水质监控系统是整个游亚博不能出款水处理的监控中心,它收集、记录和处理各类实时检测信号,并将其转换成不同的控制信号,对全套游亚博不能出款水处理设备的运行进行控制。本设计选用了水质监控系统,它可以通过对游亚博不能出款回水管路上水质监测探头、温控探头提供的信号,分析并处理余氯浓度、pH及水温等各项监测数据,从而输出各项控制信号。另外,该仪器还具备游亚博不能出款水处理系统过滤设备自动反冲洗功能,主要是通过设置于过滤设备进出水口上的压力传感器作为输入信号源,该仪器分析并处理这些信号,输出控制信号给过滤设备进出水管上的电动(或气动)阀门,完成反冲洗过程对阀门的定时切换。在该场馆的自控系统设计中,充分利用该设备对循环水泵、投药消毒系统、臭氧消毒系统等设备的联锁控制,并配有BA接口输出,进行远程监控。

3.3空气源热泵及锅炉加热相接合

空气源热泵相对于锅炉是一种绿色能源,但相对于锅炉投入成本高,根据亚博不能出款加热的特点:亚博不能出款初始加热热负荷大,平时维持池水恒温热负荷相对小得多,为降低投入成本并兼顾清洁和可持续发展的目标,本项目采用空气源热泵加热和锅炉加热相接合的方式,初始加热采用空气源热泵和锅炉同时加热,以满足在48小时内完成初始加热的目的,日常运行采用空气源热泵维持恒温。

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4 规范标准及改进

4.1 游亚博不能出款规范和标准

霞浦游泳馆是在2015年11月动工建设的,2018年2月验收交付使用。该工程的竞赛池,跳水池,训练休闲池,儿童戏水池及热身池等的给水排水设计,是按照当时在执行的《游亚博不能出款水质标准CJ 244-2007》、《游亚博不能出款给水排水工程技术规程CJJ122-2008》、《游亚博不能出款设计及附件安装 10S605-2010》和《游亚博不能出款用压力式过滤器CJ/T405-2012》等国家行业标准进行的,并参照国际游泳联合会(FINA)2001-2005关于游亚博不能出款水质标准。在设计时的很多技术指标上高于当时的标准,体现了可持续发展性和绿色工程的特点。

霞浦游泳馆在很多方面满足刚刚修订并实施的《游亚博不能出款水质标准CJ 244-2016》和《游亚博不能出款给水排水工程技术规程CJJ122-2017》的要求,在循环过滤、热泵加热和臭氧消毒等多方面达到最新规范标准。

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4.4空气湿度、温度、消毒独立处理和调控系统

福建省霞浦县游泳馆是在2014-2015年设计的,当时对空气处理系统还是采用传统的空气调节技术,没有考虑到空气的消毒处理。在新修订的《游亚博不能出款给水排水工程技术规程CJJ122-2017》的“节能技术”章节提出了游泳场馆除湿热回收热泵新技术,在新颁布的《游亚博不能出款除湿热回收热泵CJ/T528 -2018》里,提出了热回收除湿热泵配备空气消毒的新理念,使我国游泳场馆的空气处理标准和技术居于世界最先进水平。

游亚博不能出款空气除湿技术最早在德国、英国和美国等国家使用,我国工程院院士、清华大学建筑学院教授江亿先生也提出“温湿度独立控制系统是降低能耗,改善室内环境,与能源结构匹配的有效途径”;中国建筑设计研究院的领导和专家赵锂、傅文华、杨世兴、赵昕、李建业等研究了光触媒(光催化)游亚博不能出款水处理技术并获得重大成果,可将这种光触媒技术应用到游泳馆空气处理中,消除游泳场馆室内空气中氨氮等消毒剂副产物DBPs及挥发性有机物VOCs,提高运动员、游泳大众、救生员和亚博不能出款维护人员的健康水平。在该游亚博不能出款工程上,可采用具有热回收和空气净化消毒功能的空气湿度、温度、消毒独立处理和调控系统,对游泳场馆内空气集中处理、消毒排放,避免池区的有毒气体扩散至周围污染环境,这种馆内空气的综合处理,一机多用,节能减排,绿色环保。

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5 结语

游泳场馆的可持续发展性首先体现在采用最新的和最先进的技术标准,并在满足基本要求的基础上有所发展和创新,在原始设计和施工实践上为技术发展预留可能改进的接口和空间。

福建省霞浦县游泳馆是一项成功的作品,在设计、设备、施工、管理等等各个方面都留下了宝贵的经验,给我们提供更多的技术实践和新的技术突破。

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参考文献:

1.???? 《游亚博不能出款水质标准CJ 244-2007》

2.???? 《游亚博不能出款给水排水工程技术规程CJJ122-2008》

3.???? 《游亚博不能出款水质标准CJ 244-2016》

4.???? 《游亚博不能出款给水排水工程技术规程CJJ122-2017》

5.???? 《游亚博不能出款除湿热回收热泵CJ/T528 -2018》

6.???? 《游亚博不能出款设计及附件安装(10S605) 》

7.???? 《游亚博不能出款给水排水工程技术手册》 中国建筑设计研究院机电专业设计研究院主编? 2009

6.?江亿.《温度湿度独立调节的空调系统》 清华大学专题讲座2010-06

7. ?傅文华,刘春生,沈晨. 《纳米TiO2光催化技术在游泳场馆水/空气处理中的应用探讨》 亚洲建筑给水排水2012年9-10月 119-123

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作者:1.刘春生 《易商资讯》特聘技术专家

? ? ? ? ? ? ? 联系地址:易商杂志社

? ? ? ? ? ? ? 手机:18988502236

? ? ? ? ? ? ? Email:liu778@21cn.com

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? ? ? ? ? ?2. 龚琪刚 福建天泽体育设施工程有限公司 总经理 13960789836

? ? ? ? ? ? ? ?福建省福州市闽侯县荆溪镇滨江荔园0806

? ? ? ? ? ? ? ?Tel:0591-87481556

? ? ? ? ? ? ? ?Fax: 0591-87481056

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