水质监测和系统控制
水质监测和系统控制
基本原则
系统组成
游泳池池水净化系统由如下两部分组成:
1.池水水质监测
2.设备运行控制
控制方式的分类
1.人工控制:即由系统操作人员根据系统中设置的仪器、仪表，用人的眼力观察其相关指示数据有无偏差，如出现偏差即由人工进行调节，使之恢复到正常位置
2.半自动控制:即对水质监测进行全自动控制，净化设备运行采用人工控制。
3.自动控制:即利用变送器(亦称探测器)代替人的眼力观察相关仪器、仪表的指示数据。随时将其测量的数据变成信号传送给控制器，控制器对传送信号与预先设定信号进行比较出现偏差时，不在人工的参与情况下，即发出相应的调节信号对设备、装置进行调节。
基本要求
游泳池的主体是水，其水质的好坏不只取决于池水的净化处理工艺流程中的设备配置，而系统中各处理工序的设备运行状况和质量，对系统的出水水质稳定性也应引起重视。所以，对池水净化处理过程的水质需进行必要的监测，并根据监测的数据及时对相关设备、设施及装置的运行状况进行调节就显得尤为重要。
1.确定原则:游泳池工程的规模、用途、水净化处理工艺流程、净化处理设备组成和设备操作运行管理要求。
1)季节性游泳池宜采用人工控制
2)公共游泳池宜采用半自动控制;
3)竞赛游泳池、专业训练游泳池、宾馆及会所游泳池宜采用全自动控制
2.游泳池池水净化处理设备的操作运行，应根据设备、设施、装置配置情况、管理要求和游泳池的用途等因素，可以采用全自动控制，也可以采用半自动控制。如采用全自动控制系统时，还应设置就地控制的手动控制。所谓半自动控制系统就是对池水净化处理工序中的过滤设备的反冲洗过程采用人工手动操作。这样有利于操作者根据反冲洗水排水水质情况，能随机调整反冲洗水强度、反冲洗持续时间，以及预涂膜的有效形成等情况，防止反冲洗过度或不足，以确保设备、设施及装置的高效运行。
3.全自动水质监测控制系统和设备、设施、装置应预留与该建筑楼宇中央控制系统的接口。
4.游冰池池水净化系统的在线全自动水质监测，代替不了人工监测，况且游冰池池的水质也不可能实现有效的在线监测。只有这两者有效的结合起来，才能有效地保证游泳池池水的水质卫生符合要求。因此，配置人工监测池水水质的装备、工具是极为必要的，也是不容忽视的
5.水质监测和设备系统的设置，应确保系统先进、运行安全、控制准确可靠、方便操作和维修，以及改善劳动条件
监测项目
水质在线监测的项目
1. 游池给水管和回水管循环水中的游离性余氯、化合性余氯、pH值、循环流压力、水温及浑浊度
2.采用臭氧消毒时，还应监测游泳池给水管和回水管中循环水中的剩余臭氧含量池水与臭氧接触反应罐进水管内水中臭氧的含量，多余臭氧活性炭吸附罐进水管内水中臭氧的含量，以及臭氧发生器的臭氧产量、臭氧浓度、进气量、压力、温度等，设备本身的控制由生产厂家负责
3.混凝剂、消毒剂、pH值调整剂、除藻剂等各类化学药品配置的溶液浓度、贮药容器液位及投加量
4.循环水泵、加药泵、加压泵、过滤设备、臭氧一水反应罐、活性炭吸附罐等进出口的压力
5.分流量臭氧消毒系统的分流量和分流量池水加热时的分流量，以及过滤器、活性吸附罐等进水管的流量
6.池水加热设备的二次水和一次水(或蒸气)等进水口和出水口的水(或汽)压力及温度
池水净化处理系统的控制项目
1.采用氯气消毒时的滤瓶间氯泄漏监測仪报警信号
2.各类水泵运行情况
3.臭氧发生器房间空气中臭氧含量的监测和报警
4.均衡水池的水位和新鲜水的补充水量
人工监测项目
在线监测只能在池水净化处理系统中进行，而我国卫生监督部门则要求以池内水质检测来判定池水是否符合水质标准，因此，游泳池经营单位应定期对池内水质进行人工检测，其检测项目为
1.池水中的游离性余氯、化合性余氯、洋浊度、水温、尿素、pH值
2.池水中的细菌总数和总大肠菌
3.池水中的氧化还原电位、钙硬度、碱度、溶解性总固体
4.池水中的氯尿酸、三甲烷
5.池水表面空气中的臭氧含量。
系统控制方式
控制方式
1.全自动控制池水净化处理系统和水质检测系统。
1)全自动控制是指从循环水泵组、系统中各种阀门的开启关闭及过滤设备的过滤反冲洗和排污等过程实行自动操作，因此，在系统的调试运行阶段，应对各类网门的开启度、流量、压力值等作出设定
2)多台水泵并联情况时，水泵应逐台开启和关
3)各种水泵与电动阅门应连锁
4)各种水泵及转动设备应设就地手动控制
2，水质监测系统为全自动控制，而池水净化处理系统为半自动控制系统，即除池水过滤器的反冲洗采用人工操作进行外，其余部分均为自动控制
3.人工控制系统
控制要求
1.在有条件的情况下，应尽量采用智能PC+PLC可编程集中控制系统、上位计算机和现场操作系统功能，达到通过显示画面了解系统运行情况、监视设备运行状况、各种工艺参数和具有打印报表等功能
2.具有工作过程定时、过量投加设定、报警范围设定和选择设定，接收外部信号，现场数据处理总线控制，各种化学药品的精密计量、定量投加和实时控制，达到用药量最省
3.具有故障自诊断、自动断流保护、自校电子系统及声光报警
4.具有系统连锁控制:
1)能远距离开启和关闭循环水泵及其他转动设备，如机房的通风排气装置，多台水泵时需能自动互换运行及单台水泵独立运行
2)循环水泵应与各种化学药剂投加泵设连锁装置:循环水泵开启运行后能自动开启各种化学药剂投加泵;循环水泵停止运行前，其他各种化学药剂投加泵应先行自动停止运行;以及无论处于何种原因造成池水循环中断时，必须能立即自动中断各种化学药剂投加系统的运行，防止化学药剂在系统中积累。因为这种化学药剂的积累，会在游泳池循环水泵重新开始运行时，造成游泳池内池水化学药剂的含量超过规定标准，从而对游泳者或游乐者造成伤害
5.具有自动、手动和故障停机等工作模式
系统控制功能
全自动系统控制功能
1.系统应具有程序控制功能，即PLC通过系统各监测点现场反馈来的信号，对系统的启动、运行、反冲洗、系统保护实现自动
1)余氯传感器应能连续监测水的余氯浓度，并向余氯控制器自动传送信号，控制器接收到信号后，能向投药泵发出指令，使其投药泵能根据水中的余氯浓度自动调节加氯量，使池水保持在规定的余氯量范围内。控制器的精度应为±0.1mg/L。
2)池水的pH值即酸碱平衡对氯消毒的效果、对混凝剂的作用及对水的舒适度和腐性等都有较大的影响。因此，pH值传感器应具有连续监测水酸碱度的功能，并将所测pH值自动传向控制器。控制器接收到信号后，能向投药泵发出指令，使其投药泵能根据水中pH值自动调节酸或碱的投加量。使池水pH值保持在规定的范围内。控制器的精度应为±0.pH。
3)如采用臭氧消毒时，应设置臭氧浓度监测器对游泳池循环水进水管中水的臭氧浓度进行连续监测，将所测得数据信号自动传输给臭氧发生器控制装置。该控制装置收到信号后，能向臭氧发生器发出指令，使其臭氧发生器根据水中臭氧浓度自动调节臭氧发生器的产量。ORP的控制器的精度为±5mV，最好为±1.mV
4)温度传感器应能连续监测水的温度，并能自动向加热设备的温度控制器传输信号控制器接受到信号后，温度控制器向温度控制阀门发出指令，以调节电动(电磁)阀的开启度或关闭度，调节热媒流量，以达到控制和维持池水的“恒温
5)在游泳池池水净化处理系统中，如配置砂过滤设备时，为提高过滤效果和过滤精度均设置按循环水量比例式混凝剂投加装置由于池水原水的浊度就比较低，一般极少在水质监测系统中设置在线浊度仪装置，而是采用按流量进行比例投加。但要求在系统运行中进行不断的实践摸索出适合本游泳池的家凝剂投加量与循环水净化处理系统流量的比例关系
6)各种水质控制器可以根据工艺环节分别就地分散独立控制，按自身实际情况进行工作，也可以集中实行各环节计算机系统的集中控制。集中自动控制时，应设有自动/手动选择开关。当拨向手动挡时，自动控制不工作，则通过人工进行控制;是否设置运行打印记录或通信等功能，由设计人根据工程具体情况选定
2.系统应具有人机交换功能，即在系统的运行操作等方面，上位机系统要起人机相互交换的界面作用，通过上位计算机软件的自行运行操作，实现系统的启动、运行、反冲洗及系统保护等状态的保护
3.系统应具有参数采集、数据处理和显示功能；
1)水质状态显示，即通过现场各监视点仪表及控制室监控计算机屏幕集中显示出进水和出水pH值、余氯臭氧氧化还原电位(ORP值)、过滤器上位下位压力值及压差药剂桶液位、池水温度等
2)系统运行、操作过程的记录功能
3)系统提示、参数越限和各种药剂不足报警
4)系统自诊断和故障报警;
4.不同游泳池的系统控制应分开设置各自独立的控制系统
半自动控制功能
1.系统半自动控制除过滤器反冲洗由人工操作控制外，其余要求均与本手册第12.4.1条的各项要求相同
2.半自动操作就是对过滤设备的过滤、反冲洗及排污等过程实行人工操作。采用人工手动操作方便操作人员根据出水水质情况随时掌握过滤设备的反冲洗强度、反冲洗时间的长短和初滤时间的多少。从而保证了反冲洗的有效性，避免出现过度冲洗、冲洗不足及初滤水的水质。这样，池水净化系统的控制就相对简单。
现场操作和控制
1.为了维护、检修方便，设备机房现场应配置手动操作箱
2.现场手动操作箱应能实现自动与手动的转换，现场启动和现场停止等功能。
人工监测和控制
1.范围:
1)季节性临时游泳池。
2)本手册第12.4.1条和第12.4.2条无法实现的游泳池池内水的自动监测部位。
2.水质监测方式:
1)在线监测
水质在线监测能根据系统水质变化及时调整消毒剂及化学药剂的投加量。但对池内不同部位的水难以进行在线监测。
2)人工监测
人工监测就是检查游泳池内的池水水质是否均匀和余氯量是否满足要求。
水质在线监测不能反映游泳池池内水质的均匀性。对池内不同部位的水难以进行在线监测。所以，游泳池池水的净化处理设备的操作和管理人员，还应对游泳池池内的池水进行人工监测。根据(游泳池、跳水池、水球和花样游泳池场馆使用要求和检验方法)TY/T1003的规定，按图12-1所示的规定取样监测。
(1)平面尺寸为50m×25m(21m)的游泳池不少于6个采样点，采样位置和要求如图12-1所示
(2)平面尺寸为25m×25m(21m)的游泳池不少于4个采样点
(3)非标准形状和尺寸的游泳池和水上游乐池，应按每100～200m2水面面积采集一个水样确定，且取样点一般不少于4个
4)水样应取自游泳池水面以下0.3～0.5m处
技术要求
自动控制系统各种探测器、控制器、化学药品投加泵都应该适应游泳池池水含有各种化学药剂的特点，即要求具有耐腐蚀和耐高温的功能。同时，还应具备结构简单、工作稳定、性能可靠、感应灵敏、调节时间短、恢复快、安装方便及维修简便等特点
水质监测系统的设备
1.水质监測控制系统每套加药装置均应由传感器、控制器和计量泵组(含药剂溶液桶、搅拌器等)组成。
2.控制器宜优先选用液晶显示型。计量泵应选用隔膜型产品
3.温度控制系统宜选用电控型，并应由温度传感器、温度控制器、电动阀门执行器和温控阀门组成。电动调节阀门应具有在控制温度范围内能自动调节开启度大小的功能
测量范围及控制精度
1.pH值测量范围应为0.00～14.00;控制精度应为±0.1
2.氧化还氧电势(ORP)測量范国应为-1000~+1000mV，控制精度应为±5mV最好为±1.0mV
3.余氯浓度测量范围应为0.1~5.0mg/L，控制精度为±0.1mg/L
4.臭氧浓度测量范围应为0.02～2.0mg/L，控制精度为±0 .2mg/L
5.温度控制器的控制范围宜为-35℃~+100℃，控制精度应为0.5℃
6.计量泵的流量范围应能满足系统最大投加量和最小投加量的设计计量变化幅度的要求
