Водоподготовка открытого бассейна (пример чаши 680м3)

Расчет системы водоподготовки открытого бассейна (пример бассейна 630 м3).

1. Исходные данные:

- Тип бассейна – рециркуляционный, переливной

- Назначение бассейна – оздоровительный;

- Объем воды в бассейне - 680 м³

- Площадь водного зеркала бассейна - 428м²

- Температура воды - 40-41 ^оС

- Температура воздуха в бассейне - открытый бассейн

Расходы воды приведены в таблице водопотребления и водоотведения (табл.1).

Табл.1

Система	Суточный расход, м3/сут	Часовой расход, м3/час	Секундный расход, л/с.	Примечание
1. Технические нужды в.т.ч:	32	-	-
1.1. Подпитка бассейна	32	-	-	5%
1.2 Испарение	19.5			Расчетное значение
1.3. Промывка фильтров	25,6			Для промывки фильтров используется вода из бассейна, которая возобновляется чистой водой. Промывка три раза в неделю.
2. Разовое заполнения бассейна	680			Заполнение в течении 12 часов
3. Канализация условно чистого стока
3.1 Промывка фильтров	25,6
3.2 Слив воды из чаши бассейна	680	-	-

2. Расчет и подбор основных элементов станции очистки воды:

2.1 Заполнение и подпитка чаши бассейна водой

Подача воды производится из трубопровода холодной воды внутренней системы водоснабжения здания, подсоединенного к оборотной системе водоснабжения бассейна.

Рассчитаем диаметр трубопровода, необходимого для заполнения бассейна:

dтр=Корень (4*Sсеч/П) * 10*3степени

где d_тр – диаметр трубопровода, мм;

S_сеч – площадь живого сечения воды, м².

Sсеч=Vбас/T*3600*v=680/12*3600*1.5=0.01м2

где Vбас – объем воды в бассейне, м3;

Т – время заполнения бассейна водой, час;

v – скорость движения воды в трубопроводе.

dтр=Корень(4*0,01/3,14)*10*3степени=115мм

Принимаем трубопровод ПВХ для заполнения бассейна Dy125

Планируемая частота заполнения чаши составит 1-2 раза в год. Качество воды, поступающей на заполнение бассейна, должна соответствовать нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода» и СанПиН 2.1.4.1188-03.

Испарение:

Потери воды из чаши бассейна на испарение, выплескивание и унос на теле и купальных костюмах в крытых ваннах может определяться по следующей формуле:

W= (25+19v)*(x-X) = (25+19*2)(0.031-0.001)= 1.89кг/м2*час

v=2 (скорость наружного воздуха для открытых слабозащищенных мест)

x=0.031 кг/м3 (влагосодержание в воздухе над водой при t=+30)

X=0.001 кг/м3 (влагосодержание в воздухе уличном при t=-25)

Потери при общей площади бассейна:

Q = 1,89 х F = 1,89 х 428 = 810кг/час

Суммарно в сутки Q=810*24=19,5 м³/сут

где F – площадь зеркала воды бассейна, м².

Компенсация потерь и поддержание постоянного уровня воды в бассейне осуществляется автоматически.

2.2 Определение величины циркуляционного расхода и кратности водообмена.

Период полного водообмена в чаше бассейна согласно СанПиН 2.1.4.1188-03. (таблица №2) не должен превышать 6 часов.

Рассчитаем требуемый минимальный рециркуляционный расход:

Qц=Vбас/tп=680/6=113м3/час

При наличии аттракционов увеличиваем скорость водообмена до 4 часов, тогда

Qц=Vбас/tп=680/4=170м3/час

Где Q_ц – расчетный рециркуляционный расход, м3/ч;

Рециркуляционный расход составит 170 м3/ч.

Подбор фильтров:

Ar=Q/V=170/30=5,6м2

Где 30м/ч скорость фильтрации через поперечное сечение фильтра (п.9.3.4.6 ГОСТ 53491.1)

Выбираем 4 фильтровальных установки площадью каждой 5.6/4=1,3м2,

С циркуляционным расходом через каждую 170/4=42,5м3/час

Диаметр каждого фильтра 1200мм

График работы водоочистительной установки бассейна определяется в ходе пуско-наладочных работ и корректируется в процессе эксплуатации в зависимости от качества воды и теплового режима.

Во время пользования бассейном работа фильтровальной установки, для удаления вносимых загрязнений, должна быть обязательной.

2.3 Баллансный резервуар.

V=V1+V2+V3

V1 – вытеснение воды посетителями

V1=0.075A/a=0.075*428/4=8м3

A=4м2 минимальная площадь поверхности на одного посетителя

V2- волновой эффект

V2=(0.04)*A=0.04*428=17

0.04 – коэффициент для чаш площадью более 100м2

V3 – промывка фильтров

V3=(V3.1+V3.2)*n

V3.1- обратная промывка длительностью 6мин

V3.2- уплотнение слоев после промывки со сбросом фильтрата в канализацию, длительностью 2 мин

n=4 количество фильтров.

V3.1=t1*Af*v1=0.1*1.3м2*40=5,2м3

V3.2=0.03*Qf=0.03*40=1.2м2

V3=(5.2+1.2)*4=25.6м3

Итого V=8+17+25.6 = 51м3

2.4 Водоотведение бассейна.

Отвод воды из ванны бассейна производится с помощью насоса системы водоочистки через донный трап, расположенный в глубокой части бассейна, направленный по трубам ПВХ диаметром 200 мм в разрыв струи канализационного стока. Также используется гаситель напора, монтируемый из отводов трубы ПВХ в месте присоединения к сети канализации. Опорожнение бассейна для технологических нужд производится в систему канализационной сети. Дополнительная очистка воды перед ее сбросом в канализацию не требуется.

Определим количество трапов, необходимых для опорожнения и рециркуляции воды в бассейне. Рассчитаем диаметр трубы, необходимой для этих процессов:

D=2*Корень(Sсеч/п)*10*3степени = 2*Корень(0,031/3,14)*10*3степени = 198мм,

где S_сеч – площадь сечения трубы, м2;

v – скорость воды в трубе, м/с;

Q_ц – расчетный рециркуляционный расход. м3/ч.

Sсеч = Qц/3600*v = 170/3600*1.5 = 0.031м2

Принимаем три донных трапа с диаметром отводящей трубы 100.

Для возможного полного слива воды из чаши бассейна донный трап располагается с уклоном дна 0,01 к месту его установки.

При очистке фильтра разовый сброс составит:

Q_оч = i x S_ф x n x t x 60 x 10^-3 = 3 x 1,3 x 4 x 8 x 60 x 10^-3 = 7,5м³

где, i – интенсивности промывки, л/с м²;

S_ф – площадь фильтрующего слоя, м2;

n – количество фильтров;

t – время промывки, мин.

2.5 Подача, распределение и отвод воды в бассейне.

Подача и перемешивание воды в бассейне осуществляется системой ее распределения. Включает устройство в борту чаши бассейна из 32-х впускных форсунок с диаметром сопла 20 мм. Подвод воды к соплам и равномерное ее распределение между форсунками осуществляется по трубам ПВХ диаметром 50мм.

Отвод воды из чаши осуществляется донными трапами и переливным желобом с расходом между ними 1:2. В схеме трубной обвязки предусмотрена возможность регулирования количества забираемой воды с поверхности и со дна ванны бассейна.

2.6 Технологическая схема водоочистки бассейна

В проекте для очистки воды применена оборотная схема. Работа технологической схемы очистки воды основана на применении химической (реагентной) обработки воды с последующей ее очисткой на песчаном фильтре. Эта технология позволяет очищать воду в бассейнах до требуемых показателей, неприхотлива в эксплуатации.

Предлагаемая технологическая схема водоочистки, включает в себя следующие основные элементы:

- фильтр грубой очистки (волосоловка);

- фильтр песочный;

- циркуляционный насос;

-оборудование системы дезинфекции на базе озонатора (в составе комплексной установки Xenozone Scout

-установка автоматического поддержания уровня свободного хлора

- установка автоматического поддержания уровня pH

- трубопроводы;

- запорно-регулирующую аппаратуру;

- оборудование чаши;

- систему распределения и отвода воды в чаше;

- технологическую канализацию;

- приточный теплообменник

- установку ультрафиолета (в составе комплексной установки Xenozone Scout);

- КИП и автоматику;

И дополнительные элементы:

- подводные прожекторы;

- лестницы.

2.6.1 Фильтр грубой очистки (волосоловка)

Фильтр грубой очистки предназначен для извлечения из циркулирующей воды сравнительно крупных загрязнений (волос, волокон и т.п.). В проекте применена волосоловка сетчатого типа, размером ячейки сетки 2х2 мм, конструктивно входящая в состав насосного агрегата.

2.6.2 Фильтровальная установка

Фильтровальная установка предназначена для удаления из воды взвешенных и коллоидных загрязнений.

Принцип действия фильтровальной установки.

Исходная вода из бассейна поступает на фильтр и проходит через слой зернистого фильтрующего материала (песка) в направлении сверху вниз.

Взвешенные примеси, находящиеся в воде, задерживаются фильтрующей загрузкой, а осветленная вода собирается нижней распределительной системой и отводится от фильтра. По мере работы фильтра происходит его загрязнение.

Рабочий цикл заканчивается при достижении установленной разности давлений до и после фильтра (разность давлений определяется в ходе пуско-наладочных работ).

Для промывки фильтра необходимо рычаг 6-ти позиционного переключателя установить в положение «промывка» и включить насос. Промывка производится в течение 8 минут, в зависимости от загрязненности песка. После промывки переключатель переводится в положение «промывки клапана» для отвода «первого фильтра» в канализацию в течение 0,5 минут, после чего фильтр переводится в режим «фильтрация». Все переключения 6-ти позиционного переключателя должны производится при выключенном насосе.

Вода для промывки фильтра забирается из бассейна.

Частота промывок зависит от качества воды в бассейне и по опыту аналогичных бассейнов составляет 3 раза в неделю.

Отвод промывной воды осуществляется в канализацию.

2.6.3. Подогрев воды в бассейне

Поддержание требуемой температуры в бассейне осуществляется подогревом циркуляционной воды в проточном водяном теплообменнике. Работа нагревателя предусмотрена в двух режимах. В режиме эксплуатации (основной режим) и в режиме первоначального нагрева воды в бассейне.

Расчет и подбор водонагревателя воды:

Qт = (Vбас * С * (tбас - tхол))/T + Qх = (620*1,163*23 / 48) + 1284 = 1629 кВт

Где: V_бас – объем бассейна, м³;

С – удельная теплоемкость воды – 1,163 Вт/кг.

t_бас – температура воды в бассейне – 28^оС;

t_хол – средняя температура холодной воды из водопровода – 5^оС;

Qк = Qкп x Sбас = 3000 х 428 = 1284 кВт

где:

Qкп – компенсация потерь при теплообмене для открытого бассейна – 3000 Вт/м²,

S – площадь бассейна, м².

Подводящие трубопроводы сталь Ду100

Поток теплоносителя 66м3/час

Температурный график 80/60 С

Скорость движения теплоносителя 2,3м/с

Сопротивление магистрали 0,8 кПа/м (подача+обратка)

3. Трубопроводы

3.1 Основные трубопроводы

D = Корень(354 * Q/v) = Корень (354*170/1) = 245 мм
V=1м/с для безнапорных трубопроводов

D = Корень(354 * Q/v) = Корень (354*170/2) = 245 мм

V=2м/с для подающих трубопроводов

Принимаем подающие трубопроводы – две магистрали по 160мм

Принимаем всасывающие трубопроводы две магистрали по 200мм

Q=1.5Qф = 1,5*170=255м3/час (максимальная пропускная способность всего желоба)

Согласно таблицам Павловского Н.Н. при уклоне отводящей трубы 5% и ее заполняемости 80% при секундном расходе 32л/сек, принимаем трубопровод диаметром 250мм (две штуки по разным сторонам чаши)

3.2 Переливной желоб

S=0.063N/L + 0.003Q/k*n

S= 0.063*100/112 + 0.003*155/58*2 = 0.06м2

1 выпуск из лотка принимаем 4м3/ч

Общее число выпусков из переливного лотка 64 точки (диаметром 50мм)

Площадь поперечного сечения лотка 0,06м2

Тогда его габариты под стандартную решетку

24см*25см = 0,06м2

Принимаем 24см – ширина (в чистоте)

25см – глубина лотка.

4. Обеззараживание воды в бассейна

Обеззараживание воды в бассейне предусматриваетсякомбинированным методом, основанным на современной обработке воды дозированием озона с воздействием жестким ультрафиолетовымоблучением. Воздействие УФ облучения на обрабатываемую воду обеспечивает высокий бактерицидный эффект, в том числе и вотношении споровых форм бактерий, вирусов. При этом уменьшается в 2-3 раза расход реагентов, упрощается эксплуатация. Также для резерва предусмотрена установка дозации хлора.

4.1 Установки для обеззараживания воды ультрафиолетовым светом.

Применение УФ облучения для обеззараживания воды плавательных бассейнов позволяет:

- принципиально повысить комфортность условий плавания в бассейне, так как в воду не вводятся химические дезинфиктанты или вводятся в значительно меньших количествах;

- повышает качество воды и надежное ее обеззараживание:

- в проекте использована установкаScout 800 со следующими характеристиками:

Установка монтируется на напорной линии в агрегатной с условием свободного доступа к защитным кожухам кварцевых ламп.

4.2 Выбор реагентов для обработки воды в бассейне

Для эффективной работы фильтров по задержанию загрязнений и для обеззараживания воды в очищаемую воду вводятся химические реагенты. Вид и количество вводимых реагентов зависит от показателей качества воды в бассейне и воды, поступающей не ее подпитку или наполнение.

В проекте предложено использование следующих реагентов:

- в качестве коагулянта – раствор гидрооксида алюминия, жидкое средство для удаления взвесей песочным фильтром – Квикфлок;

- для регулирования PH – раствор биосульфата натрия – pH минус(плюс);

- для обеззараживания – Хлориклар и подобные;

- для препятствия образования водорослей и осветления воды – Альгицид.

Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01, СанПиН 2.1.2.1188-03 все перечисленные реагенты разрешены для использования, при очистке питьевой воды.

4.3 Расчет потребности в химических реагентах

Первоначальный запуск бассейна в эксплуатацию

1. Ударное хлорирование.

Для ударного хлорирования применяется жидкий хлорин, подаваемый в ручном режиме до достижения концентрации свободного хлора в воде 1,0 – 1,5 мг/л. В соответствии с инструкцией по использованию жидкого хлорина это составляет 15 мл жидкого хлорина на 1м³ воды, содержащейся в бассейне и переливном баке. То есть необходимое количество жидкого хлорина при первоначальном запуске бассейна составляет:

15х (620+51) = 10,3л;

2. Регулирование уровня pH

Потребность в среде для регулирования уровня pH определяется только опытным путем в зависимости от показателя pH подающей воды. Ориентировочный расход средства для коррекции уровня pH (pH+ или pH-) при первоначальном запуске бассейна не превысит 10 л.

3. Обработка воды альгицидами.

Перед начальным заполнением бассейна дно и стенки обрабатываются 1%-м раствором ольгицида. Согласно инструкции по использованию этого средства, на 1м3 воды, содержащейся в бассейне и переливном баке, тербуется 0,01 л альгицида, то есть его необходимое количество составляет:

0,01 х (620+51) = 7 л

Текущая эксплуатация

1. Дезинфекция воды.

Количество используемого дезинфицирующего средства зависит от степени загрязненности воды в бассейне, уровня pH и температуры воды.

2. Поддержание уровня pH.

Потребность в средствах для регулирования pH можно определить только экспериментальным путем в зависимости от показателя pH водопроводной воды.

3. Предотвращение появления микрорастений.

Для борьбы с микрорастениями применяется жидкий концентрированный альгицид в количестве 2,5 мг на каждый 1м³ суммарного объема вды, содержащейся в бассейне и переливном баке (согласно инструкции по использованию), то есть расход альгицида составляет:

2,5 х (620+ 51) =1,7 л/нед.

4.4 Хранение химических реагентов

Для нормальной работы фильтровальной установки необходимо предусмотреть достаточное количество химических реагентов в соответствии с проектом.

Хранение и складирование химических реагентов необходимо выполнять в соответствии со следующими требованиями:

- Химические реагенты должны храниться в оригинальной упаковке в теплых, вентилируемых помещениях при температуре не более +20^оС. Хлорин жидкий необходимо хранить отдельно от других химических реагентов.

- При использовании химических реагентов необходимо строго соблюдать предписания по охране труда.

- До пуска бассейна необходимо проверить, приняты ли все меры по охране труда обслуживающего персонала.

4.5 Качество воды в ванне бассейна

Для контроля за качеством воды в бассейне, на водопроводной сети технологического оборудования установлены пробоотборники (см. схемы). Расположение пробоотборников позволяет проводить контроль качества воды на всех стадиях водоподготовки. Контроль качества проводится в соответствии с разд. 5СанПиН 2.1.4.1188-03 (таблица 1).

Таблица 1

Показатели и нормативы качества воды в ванне бассейна

№	показатели	нормативы
1	Запах, баллы	не более 3
2	Цветность, градусы	не более 20
3	Мутность, мг/л	не более 2,0
4	Хлориды (при обеззараживании воды гипохлоридом натрия, получаемым электролизом поваренной соли), мг/л	не более 700
5	Остаточный -хлор, мг/л - озон, мг/л - бром, мг/л	Не менее 0,3 – не более 0,5 Не более 0,1 (перед поступлением в ванну бассейна) 0,8 – 1,5
6	Хлороформ (при хлорировании), мг/л	не более 0,1
7	Формальдегид (при озонировании)	не более 0,05
8	Общие колиформные бактерии в 100мл	не более 1
9	Термотолерантные колиформные бактерии в 100мл	отсутствие
10	Колифаги в 100мл	отсутствие
11	Золотистый стафилококк в 100 мл	отсутствие
12	Возбудители кишечных инфекций	отсутствие
13	Синегнойные палочки в 100 мл	отсутствие
14	Цисты лямблий в 50л	отсутствие
15	Яйца и личинки гельминов в 50л	отсутствие

5. Проведение монтажных и пуско-наладочных работ.

Монтажные и пуско-наладочные работы всего установленного оборудования производит специализированная организация. Во время пуско-наладочных работ проводятся следующие мероприятия:

• проверка работоспособности установленного оборудования и работоспособности запорной арматуры;
• проверка на герметичность смонтированных трубопроводов;
• настройка станций дозирования;
• установка таймеров работы систем;
• другие необходимые мероприятия согласно инструкций по эксплуатации.

6. Рекомендации.

С целью поддержания надлежащего санитарно-гигиенического состояния помещения бассейна необходимо соблюдать требования п. 3.9 СанПиН 2.1.2.1188-03 к уборке и дезинфекции помещений и ванн.

Посетителям необходимо соблюдать личную гигиену. Перед входом в бассейн они должны пройти дезинфекционный барьер (ножную ванну).

Заказчику необходимо организовать производственный контроль в процессе эксплуатации бассейна ( в соответствии с положениями раздела 5 СанПиН 2.1.2.1188-03). Если у Заказчика нет возможности производить такой контроль, необходимо привлечь лабораторию, аккредитованную и аттестованную в системе государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

Техническое помещение должно быть оборудовано системой принудительной приточно-вытяжной вентиляции и трапами для сбора технологической воды в соответствии со справочным пособием к СНиП "Проектирование бассейнов", Москва, Сторойиздат, 1991г.

Утилизатор представляет собой батарейный рекуператор тепла пластинчатого типа с абсолютно раздельными приточной и вытяжной частями. Теплоноситель - вода, обычно в смеси с гликолью.

ВАЖНО! Используй гликоль для систем охлаждения, не для транспортных средств.

Утилизатор обычно выполнен из медных трубок с алюминиевыми пластинками, коллекторная труба и подсоединения воды - сталь.

Температурный КПД рекуператора достигает 60%. Утилизатор может применяться для вентиляции бассейна, вентиляции бани и сауны, прочих влажных помещений.

Монтаж

Для возможности спуска воздуха из теплообменника перед запуском системы- контролируй наличие спускного клапана.

Утилизатор подсоединяется для противоточной циркуляции согласно стрелкам на трубках подсоединения. Контролируй, чтобы подсоединения к шунту и собственно шунт не препятствовали осмотру и сервису прочих частей агрегата, а также не нагружали своим весом или силой расширения рекуператор.

Каплеуловитель

Во избежание попадания капель конденсата с потоком воздуха в воздуховод (при скорости воздуха выше 3 м/с), вытяжная часть рекуператора должна снабжаться каплеуловителем. Падение давления через каплеуловитель незначительно.

Вытяжная часть рекуператора снабжена наклонным нержавеющим лотком для сбора конденсата.

Дренажный вывод на инспекционной стороне может снабжаться водяным затвором.

Монтаж водяного затвора

Водяной затвор заполняется водой до запуска агрегата. Слив воды из водяного затвора не должен

повреждать соседние части агрегата либо помещение. Дренирование в холодном помещении должно быть изолировано от холода. Из-за наличия всасывающих вентиляторов в агрегатах, очень важно правильно монтировать водяной затвор.

Высота должна быть не меньше в мм, чем пониженное давление/разрежение в агрегате в мм. в.с.

Уход

Контроль необходимости чистки- не менее 2 раз в год. Кроме того, контролируется отсутствие водяных пробок, содержание гликоля, плотность, а также в порядке ли система водяного затвора.

Способы чистки:

Сухая чистка продуванием воздухом против нормального его направления, пылесосом с мягким

мундштуком со стороны, имеющей выход против нормального направления воздуха.

Влажная чистка промыванием водой с моющим средством, не влияющим на алюминий и медь. Перед чисткой необходимо защитить соседние части агрегата. После чистки - сушка сжатым воздухом до полного исчезновения следов моющего средства.