基于pH值和ORP的跳水池池水處理系統(tǒng)的自動控制

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(1.吉林建筑大學(xué)　長春 130118；　2.吉林建筑大學(xué)松遼流域水環(huán)境教育部重點實驗室　長春 130118)

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基于pH值和ORP的跳水池池水處理系統(tǒng)的自動控制

王昌福1王曉玲1,2

(1.吉林建筑大學(xué)長春 130118；2.吉林建筑大學(xué)松遼流域水環(huán)境教育部重點實驗室長春 130118)

摘要為改善跳水池水質(zhì)的化學(xué)安全性和生物學(xué)穩(wěn)定性，保障運動員、教練員以及工作人員身體健康，結(jié)合長春市泅渡館跳水池，闡述了基于pH和ORP的池水處理自動控制系統(tǒng)，確定了自動控制系統(tǒng)的控制參數(shù)及其控制范圍，為健康跳水池池水處理系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)的設(shè)計提供了參考。

關(guān)鍵詞跳水池pH值ORP值消毒自動控制

0引言

跳水池是跳水運動員日常主要活動場所，池水衛(wèi)生質(zhì)量對運動員的身體健康有較大影響，因此對跳水池的水進行處理是非常必要的。消毒可去除細菌、病毒等，可保證池水的生物學(xué)穩(wěn)定性，是必須進行的水處理工序。但是消毒劑必須適量投加，投加量不足則消毒效果不完全、持久性變差，投加量過多則可能產(chǎn)生更多的消毒副產(chǎn)物從而降低池水的化學(xué)安全性，所以在池水處理系統(tǒng)中消毒劑投加量的控制尤為重要。池水pH控制也同樣重要，水中許多化學(xué)反應(yīng)、池中與水接觸的裝置和構(gòu)件是否受到損害等均與池水pH值相關(guān)。此外，池水加氯和游泳人員出汗等情況也使pH值變化很快。本文介紹了長春市泅渡館跳水池池水處理消毒和pH值自動控制系統(tǒng)，旨在為保障運動員、教練員和跳水池工作人員身體健康的跳水池池水處理自動控制系統(tǒng)設(shè)計提供參考。

1長春市泅渡館pH值和消毒投加自動控制系統(tǒng)

1.1長春市泅渡館跳水池簡介

長春泅渡館跳水池于2012年開始啟動，2013年正式建成。跳水池按比賽池標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，長17m，寬13m，平均深度5.25m，池容積約為1 160m3，水量約為1 218m3(管道系數(shù)為5%)。跳水池主要設(shè)計參數(shù)見表1。池底均布24個DN50可調(diào)布水口，池壁均布20個DN50溢流回水器，池邊設(shè)有排水溝。在泳池最深處設(shè)有3個300mm×300mm的底排口。跳水池池水循環(huán)方式為逆流式，即全部循環(huán)水量由設(shè)在池底的進水口送入池內(nèi)，再按比例由設(shè)在池壁外側(cè)的溢流回水溝收集，經(jīng)過凈化處理后，再送回跳水池內(nèi)。這種水循環(huán)方式主要有以下優(yōu)點：布水均勻，可消除池底沉積，減小池表污物和水波對泳者的干擾；可減小泳池水面波動，穩(wěn)定池水水位。

表1　跳水池主要設(shè)計參數(shù)

1.2跳水池池水處理工藝流程及主要設(shè)計參數(shù)

長春泅渡館跳水池池水處理系統(tǒng)由均衡水箱、絮凝劑投加系統(tǒng)、毛發(fā)過濾器、循環(huán)水泵、單介質(zhì)中速石英砂過濾器、臭氧發(fā)生器系統(tǒng)、臭氧混氣機、臭氧反應(yīng)罐、次氯酸鈉消毒劑投加系統(tǒng)、板式換熱器等組成，工藝流程見圖1。各工藝過程的主要設(shè)計參數(shù)見表2。

1-跳水池；2-溢流出水；3-補充水；4-均衡水池；5-毛發(fā)收集器；6-計量泵；

處理單元主要設(shè)計參數(shù)均衡水池水力停留時間12min絮凝絮凝劑為改性聚合氯化鋁,投加量1.4～2.6mg/L,沖擊式投加過濾濾料為優(yōu)質(zhì)天然石英砂,粒徑為0.4～0.6mm,過濾面積為3.14m2,濾速21.6m/h臭氧消毒消毒方式為分流量全程式,臭氧投加量為0.4mg/L,CT值為1.6;臭氧發(fā)生器產(chǎn)氣量為81.3g/h加氯消毒消毒劑為次氯酸鈉,投加量為3～10mg/L

1.3跳水池控制參數(shù)的選擇及其控制范圍

跳水池pH值控制系統(tǒng)的控制參數(shù)即為pH值。實踐證明，若跳水池池水pH低于7.4(池水偏向酸性)或高于7.6 時(池水偏向堿性)，將刺激眼睛使視覺模糊不清、銹蝕涂層和金屬構(gòu)件，并使消毒劑迅速衰減。因此，跳水池pH值自動控制系統(tǒng)中控制參數(shù)pH值的變化范圍為7.4～7.6。

消毒劑投加量的控制參數(shù)為氧化還原電位(ORP)。用ORP作為控制參數(shù)的主要優(yōu)點是ORP表征的是消毒劑活性，而不是傳統(tǒng)的消毒劑的量。特別是當(dāng)水pH值高或含氰尿酸濃度高時，ORP能表示這些物質(zhì)降低氯的活性的程度。美國衛(wèi)生部的研究成果和國際水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)表明：游泳池經(jīng)常保持ORP在650mV以上，可防止病菌和微生物生長。因此，跳水池池水處理系統(tǒng)消毒劑投加系統(tǒng)控制參數(shù)為ORP，控制范圍650～660mV。

1.4控制系統(tǒng)組成

pH值自動控制系統(tǒng)由現(xiàn)場檢測設(shè)備pH在線檢測儀、控制器、執(zhí)行器可調(diào)流量的計量泵組成，控制系統(tǒng)見圖2。為了避免混凝劑污染探頭，pH探頭裝在過濾器之后，但因循環(huán)水處理系統(tǒng)干管直徑大于50mm，所以pH探頭安裝在了旁通管上，旁通管的直徑一般為15mm。酸或堿則投加至跳水池回水管中?？刂品绞綖殚_關(guān)量(ON·OFF) 控制，由于跳水池可作為緩沖容器，因此控制值可維持在很小的范圍7.4～7.6內(nèi)。

圖2　自動控制系統(tǒng)

消毒劑自動投加控制系統(tǒng)由現(xiàn)場檢測設(shè)備ORP在線檢測儀、控制器、執(zhí)行器可調(diào)流量的計量泵組

成，控制系統(tǒng)見圖2。為了避免混凝劑污染探頭，同時減少氯化消毒副產(chǎn)物的生成，ORP探頭安裝在加熱后的回水管中。但因循環(huán)水處理系統(tǒng)干管直徑大于50mm，所以O(shè)RP探頭安裝在了旁通管上。旁通管的直徑為15mm。次氯酸鈉則投加至跳水池回水管中?？刂品绞綖殚_關(guān)量(ON·OFF) 控制，由于跳水池可作為緩沖容器，因此控制值可維持在很小的范圍650～660mV內(nèi)。

1.5處理效果

該工程2013年通過驗收并投入運行，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)較好，遠遠超過中華人民共和國跳水池水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，在其中未檢測出三氯甲烷等消毒副產(chǎn)物。

2結(jié)論

為保障跳水池池水的化學(xué)安全性和生物學(xué)穩(wěn)定性，分別以pH值和ORP為控制參數(shù)建立了池水酸堿度調(diào)節(jié)和消毒劑自動投加系統(tǒng)，實現(xiàn)跳水池pH值和消毒劑濃度的自動調(diào)節(jié)，既可保持良好的池水水質(zhì)，又可節(jié)省運行費用。

作者簡介王昌福，1973年生，吉林建筑大學(xué)副教授。

(收稿日期：2015-07-30)

AutomaticControlofSwimmingPoolsWaterTreatmentSystemBasedonpHandORP

WANGChangfu1WANGXiaoling1,2

(1.Jilin Jianzhu UniversityChangchun 130118)

AbstractIn order to improve water quality chemical safety and biological stability in diving pool to ensure the health of the swimming enthusiasts and pool staff, the automatic control system of pool water treatment system of Changchun swimming-across diving pool is expounded based on pH and ORP. The control parameters and control range of the automatic control system are determined, which provides references for the design of automatic control system of swimming pool and other large pools water treatment system.

Key Wordsdiving poolpHORPdisinfectionautomatic control