重力式过滤在处理游泳池及水上乐园池水的误导

重力式过滤在处理游泳池及水上乐园池水的误导一、概述在近十年来，我国游泳池和水上乐园等类似娱乐用水处理的技术和设备出现了重力过滤的系统（即水力自动曝气溶氧精滤设备），自称是采用“曝气充氧/增氧”可以去除水里的有机物，还称重力过滤可以节电90%和虹吸自动反冲洗可以节水70%，等等。但是在工程实践中发现，它并不能去除游泳娱乐用水中的有机污染，也不节电节水，有时候就连合格的水质保证都会因不同的工程环境而存在风险。总体上说，这种设备在天然和人造景观水体中使用还有些作用和效果，但是只要在采用医学微生物消毒手段的游泳池、水上乐园等类似休闲娱乐用水的处理中，“曝气增氧”就基本上没有任何效果。二、曝气增氧对游泳池和类似水上乐园里的作用为零2.1几个实验证实曝气增氧的作用为零按摩池的气水混合按摩与纯水力按摩（即关闭气管）比较，对SPA池里的有机污染降解作用没有显著区别；在水疗气泡浴里，在同样的条件下送气与不送气，对池里的有机污染降解作用没有显著性的差异；逆流溢水循环方式的巨大的跌水充氧，对有机污染降解效果为零。同理：重力过滤器过滤方式的有机降解作用为零。2.2曝气增氧对水上乐园的有机污染无降解作用的机理在环境微生物中起决定作用的污水和其它废环境水体里，利用人工曝气增氧技术，提高水体里环境微生物（好氧微生物和厌氧微生物等）的繁衍，是处理污废水中有机污染物的有效方法。在游泳池和类似水上乐园里，水处理方式不能采用环境微生物的方式，因为游泳池和水上乐园里采用的是医学微生物的杀毒灭菌的处理方式，也就是卫生消毒的方式杀毒灭菌。医学微生物的杀灭的氧化还原电位ORP≥650mV，（具有杀灭和抑制好氧细菌（ORP300~400mV）和厌氧细菌（ORP100~300mV）的作用），同样氯消毒的存在和作用，它们都是好氧微生物等环境微生物的有毒抑制物。所以游泳池的医学微生物的消毒与环境微生物的曝气充氧增加微生物进行污水处理是不能共存的两种水处理方式，不可同日而语。曝气增氧与游泳池和水上乐园的水处理，是风马牛不相及的两种概念。图1曝气生物滤池的原理在曝气生物滤池里的原水是污废水，不可以有氯消毒剂的存在，氧化还原电位ORP也不可以大于400mV，有足够的营养物质（微生物细胞组成中，C、H、O、N约占90~97%），当环境微生物消耗了水体中的有机污染后，再用氯消毒杀灭微生物后排放。图2游泳池循环过滤消毒流程图在游泳水上乐园里的水体是循环过滤消毒的，要求含有游离氯（卫生部标准0.3-0.5mg/L）对水体持续消毒，氧化还原电位ORP≥650mV。三、重力过滤绝不节电我国的游泳池水处理规范和其它国家的标准及规范是一样的，循环水泵应设计成自罐式，即机房在游泳池水面之下，这是保证游泳池循环水泵正常启动和工作的必要条件。图3顺流式游泳池循环系统就像连通U型管的闭式系统连通管的原理是，水泵运转时，不需克服水位高差的势能做功，只需克服摩擦力做功。如果从B处切断U管，不需水泵或其它动力，水流就会从A到B流出。图4自重式过滤系统是开式系统开式系统的原理是，水泵要同时克服水位高差的势能做功，还要克服摩擦力做功。在同样的流量和水位高差的情况下，开式系统的水泵的耗电永远大于闭式系统，即：重力过滤系统永远比压力过滤费电。四、重力式过滤的机房层高造成了极大浪费为保证过滤的效果，滤料厚度必须保证，单层滤料≥700mm（滤速15—25m/h），双层滤料总厚≥600mm（滤速14—18m/h），多层滤料≥1350mm（滤速20—30m/h）。在压力石英砂过滤器初次过滤和反冲洗后的正常过滤时泵后和过滤器压力表读数为1.0kg/cm2。如果采用重力式过滤，采用同样的滤层厚度，水位的落差就要10米高才能达到过滤所需的压力，而重力式过滤设备的实际层高大于5.5米左右，那么水位落差的压力只有0.55kg/cm2左右，只有降低滤料滤层厚度近一半才能达到滤速和循环流量。就是5.5米高的机房，也比正常压力过滤器的机房高2米多，加大了占地、空间占用和基建投资费用。是一种看得见显著的浪费。五、虹吸自动反冲洗严重费水压力过滤的过滤速度可控高效，其反冲洗能够可靠精确的控制；重力式过滤的滤速和流量变化和波动较大，它反冲洗同样会很不可靠。压力过滤的反冲洗频率根据拦截污物而引起压力增加的数据来控制反冲洗，压力探测具有较高的精度，一般反冲洗频率是5-7天。重力式过滤的反冲洗频率是根据拦截污物而引起罐体水位的升高，淹没了虹吸管进行反冲洗，没有精度而言，每天都要进行反冲洗，水的浪费超过正常反冲洗的5-7倍。石英砂等滤料的反冲洗膨胀率单层45%、双层50%、三层55%，每次反冲洗后滤层会膨胀，在反冲洗后的1—2天内过滤精度很差，天天反冲洗膨胀起来的滤料怎能保证过滤精度？图5反冲洗膨胀率使滤料空隙增大，影响过滤精度六、游泳池循环过滤的发展史6.1第一代过滤系统--重力式过滤1900年—1940年：第一代过滤系统，重力式过滤（无定型过滤设备）。它占地面积大，过滤效率低，是与当时的生产力相适应的游泳池循环过滤方式。当时还没有能控制压力和流量的电力水泵，只能采用多种动力源的抽水机把过滤后的净水提升到游泳池里去。图6第一代过滤技术的重力过滤6.2第二代过滤系统--压力式过滤1950年—现在，第二代过滤技术（压力式过滤），沿用至今。压力过滤，占地面积小，流量可控，高效运行。其压力来自能控制压力和流量的电力水泵，是现代生产力发展和进化中的高效产物。图7第二代过滤技术的重力过滤6.3第三代过滤系统--硅藻土超微过滤系统2000年—现在，21世纪第三代过滤系统：硅藻土超微过滤系统和真空负压精流过滤技术。硅藻土超微过滤器（世界卫生组织标准称为超微过滤UFF），过滤面积大、过滤精度高、机房面积和空间小，运行更高效。6.4第一代过滤系统的翻版--重力式过滤2000年—现在，第一代过滤技术改进版：重力式过滤（有固定型号过滤设备），占地面积和占用空间大、滤层较浅、过滤效率低，自称能曝气增氧，自称能节水节电，在游泳休闲娱乐用水的水处理实践中，它投资大、费电费水、水处理使用效果不佳。图8第一代过滤技术的翻版重力过滤七、结论游泳池及水上乐园休闲娱乐用水的水处理属于医学微生物的杀毒灭菌的医学消毒过程，而曝气充氧技术是环境卫生物的水处理过程，两者存在本质差别。在游泳休闲娱乐用水的水处理过程中采用压力过滤系统（特别是硅藻土超微滤过滤系统和真空负压精流过滤系统）可以节约投资成本、高效、节能、水质稳定。在游泳池及水上乐园休闲娱乐用水的水处理中不得采用曝气充氧（增氧）理念的重力式过滤系统，它属于环境微生物的范畴，它只能使用在景观用水、污水和费水的处理。另外游泳池标准《游泳池给水排水技术规程》（CJJ122-2008）第129页也提到“重力式过滤设备一般低于泳池的水面，对于顺流式池水循环方式管道系统而言，一旦停电可能会造成溢流淹没机房等事故。同时，因其与大气相通，如用于温水游泳池，则热量损失较大，要引起重视。”