基于pH值和ORP的跳水池池水处理系统的自动控制

王昌福　王晓玲,2

(1.吉林建筑大学　长春 130118；　2.吉林建筑大学松辽流域水环境教育部重点实验室　长春 130118)



基于pH值和ORP的跳水池池水处理系统的自动控制

王昌福1王晓玲1,2

(1.吉林建筑大学长春 130118；2.吉林建筑大学松辽流域水环境教育部重点实验室长春 130118)

摘要为改善跳水池水质的化学安全性和生物学稳定性，保障运动员、教练员以及工作人员身体健康，结合长春市泅渡馆跳水池，阐述了基于pH和ORP的池水处理自动控制系统，确定了自动控制系统的控制参数及其控制范围，为健康跳水池池水处理系统的自动控制系统的设计提供了参考。

关键词跳水池pH值ORP值消毒自动控制

0引言

跳水池是跳水运动员日常主要活动场所，池水卫生质量对运动员的身体健康有较大影响，因此对跳水池的水进行处理是非常必要的。消毒可去除细菌、病毒等，可保证池水的生物学稳定性，是必须进行的水处理工序。但是消毒剂必须适量投加，投加量不足则消毒效果不完全、持久性变差，投加量过多则可能产生更多的消毒副产物从而降低池水的化学安全性，所以在池水处理系统中消毒剂投加量的控制尤为重要。池水pH控制也同样重要，水中许多化学反应、池中与水接触的装置和构件是否受到损害等均与池水pH值相关。此外，池水加氯和游泳人员出汗等情况也使pH值变化很快。本文介绍了长春市泅渡馆跳水池池水处理消毒和pH值自动控制系统，旨在为保障运动员、教练员和跳水池工作人员身体健康的跳水池池水处理自动控制系统设计提供参考。

1长春市泅渡馆pH值和消毒投加自动控制系统

1.1长春市泅渡馆跳水池简介

长春泅渡馆跳水池于2012年开始启动，2013年正式建成。跳水池按比赛池标准设计，长17m，宽13m，平均深度5.25m，池容积约为1 160m3，水量约为1 218m3(管道系数为5%)。跳水池主要设计参数见表1。池底均布24个DN50可调布水口，池壁均布20个DN50溢流回水器，池边设有排水沟。在泳池最深处设有3个300mm×300mm的底排口。跳水池池水循环方式为逆流式，即全部循环水量由设在池底的进水口送入池内，再按比例由设在池壁外侧的溢流回水沟收集，经过净化处理后，再送回跳水池内。这种水循环方式主要有以下优点：布水均匀，可消除池底沉积，减小池表污物和水波对泳者的干扰；可减小泳池水面波动，稳定池水水位。

表1　跳水池主要设计参数

1.2跳水池池水处理工艺流程及主要设计参数

长春泅渡馆跳水池池水处理系统由均衡水箱、絮凝剂投加系统、毛发过滤器、循环水泵、单介质中速石英砂过滤器、臭氧发生器系统、臭氧混气机、臭氧反应罐、次氯酸钠消毒剂投加系统、板式换热器等组成，工艺流程见图1。各工艺过程的主要设计参数见表2。

1-跳水池；2-溢流出水；3-补充水；4-均衡水池；5-毛发收集器；6-计量泵；

处理单元主要设计参数均衡水池水力停留时间12min絮凝絮凝剂为改性聚合氯化铝,投加量1.4～2.6mg/L,冲击式投加过滤滤料为优质天然石英砂,粒径为0.4～0.6mm,过滤面积为3.14m2,滤速21.6m/h臭氧消毒消毒方式为分流量全程式,臭氧投加量为0.4mg/L,CT值为1.6;臭氧发生器产气量为81.3g/h加氯消毒消毒剂为次氯酸钠,投加量为3～10mg/L

1.3跳水池控制参数的选择及其控制范围

跳水池pH值控制系统的控制参数即为pH值。实践证明，若跳水池池水pH低于7.4(池水偏向酸性)或高于7.6 时(池水偏向碱性)，将刺激眼睛使视觉模糊不清、锈蚀涂层和金属构件，并使消毒剂迅速衰减。因此，跳水池pH值自动控制系统中控制参数pH值的变化范围为7.4～7.6。

消毒剂投加量的控制参数为氧化还原电位(ORP)。用ORP作为控制参数的主要优点是ORP表征的是消毒剂活性，而不是传统的消毒剂的量。特别是当水pH值高或含氰尿酸浓度高时，ORP能表示这些物质降低氯的活性的程度。美国卫生部的研究成果和国际水质标准表明：游泳池经常保持ORP在650mV以上，可防止病菌和微生物生长。因此，跳水池池水处理系统消毒剂投加系统控制参数为ORP，控制范围650～660mV。

1.4控制系统组成

pH值自动控制系统由现场检测设备pH在线检测仪、控制器、执行器可调流量的计量泵组成，控制系统见图2。为了避免混凝剂污染探头，pH探头装在过滤器之后，但因循环水处理系统干管直径大于50mm，所以pH探头安装在了旁通管上，旁通管的直径一般为15mm。酸或碱则投加至跳水池回水管中。控制方式为开关量(ON·OFF) 控制，由于跳水池可作为缓冲容器，因此控制值可维持在很小的范围7.4～7.6内。

图2　自动控制系统

消毒剂自动投加控制系统由现场检测设备ORP在线检测仪、控制器、执行器可调流量的计量泵组

成，控制系统见图2。为了避免混凝剂污染探头，同时减少氯化消毒副产物的生成，ORP探头安装在加热后的回水管中。但因循环水处理系统干管直径大于50mm，所以ORP探头安装在了旁通管上。旁通管的直径为15mm。次氯酸钠则投加至跳水池回水管中。控制方式为开关量(ON·OFF) 控制，由于跳水池可作为缓冲容器，因此控制值可维持在很小的范围650～660mV内。

1.5处理效果

该工程2013年通过验收并投入运行，系统运行稳定，出水水质较好，远远超过中华人民共和国跳水池水质卫生标准，在其中未检测出三氯甲烷等消毒副产物。

2结论

为保障跳水池池水的化学安全性和生物学稳定性，分别以pH值和ORP为控制参数建立了池水酸碱度调节和消毒剂自动投加系统，实现跳水池pH值和消毒剂浓度的自动调节，既可保持良好的池水水质，又可节省运行费用。

作者简介王昌福，1973年生，吉林建筑大学副教授。

(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