Analyse approfondie de l'évolution technologique et des pratiques d'ingénierie des systèmes de filtration modernes pour piscines

       En tant qu'élément central du maintien de la qualité de l'eau de piscine, le système de filtration assure les fonctions clés de purification de l'eau, d'élimination des microbes et d'optimisation de l'énergie. Cet article est basé sur 15 ans d'expérience pratique en ingénierie, depuis les principes de conception du système, la sélection des équipements, les spécifications de construction et la gestion de l'exploitation et de la maintenance et d'autres dimensions, l'analyse de la technologie moderne du système de filtration de la piscine et la stratégie de pratique.

I. Valeurs fondamentales et normes techniques des systèmes de filtration

1. Défenses techniques pour la sécurité de l'eau
   Selon les directives de qualité de l'eau de piscine de l'OMS, les métabolites humains et les polluants environnementaux sont plus de 200 types par mètre cube d'eau, et le système de filtration doit atteindre un taux d'élimination des solides en suspension de >99,9% (taille des particules ≥5μm). Grâce à la vérification de la norme ISO 20380, le système de haute qualité peut rendre la turbidité stable ≤ 0,5NTU, bien plus que le seuil de reconnaissance à l'œil nu (1NTU).
2. Validation économique de l'optimisation de la consommation d'énergie
   L'étude comparative montre que : le système parallèle à pompes multiples avec contrôle de fréquence peut économiser de l'électricité jusqu'à 32% par an et prolonger la durée de vie de l'équipement de 40% dans le scénario d'une capacité de piscine de 250m³ par rapport au mode traditionnel à pompe unique.Il est vérifié par la simulation CFD (Computational Fluid Dynamics) que la disposition de la tuyauterie raisonnablement conçue peut réduire la perte de charge le long de l'écoulement de 18%-25%.

II. analyse technique des composants du système

(i) Module d'alimentation cyclique

1. Matrice de sélection des unités de pompage
   Une configuration mixte de pompes centrifuges et axiales est recommandée (voir tableau 1). Pour une piscine de compétition standard de 50 m, la combinaison de paramètres recommandée est Q = 120 m³/h, H = 18 m. Il convient d'accorder une attention particulière au contrôle de la valeur NPSH (hauteur positive nette d'aspiration), afin d'éviter le phénomène de cavitation.

2. Stratégie de contrôle de la fréquence
   La régulation dynamique est assurée par des algorithmes PID : la fréquence est automatiquement abaissée à 30 Hz pendant les heures de faible charge (par exemple, la nuit) et augmentée à 50 Hz pendant les heures de pointe.Les données mesurées sur un site olympique montrent que cette stratégie réduit la consommation d'énergie du système de 28% pendant toute l'année d'exploitation.

(ii) Évolution des médias filtrants

1. Percées technologiques dans le domaine de la filtration sur sable de quartz
   Grâce à l'adoption d'un système de gradation multicouche (distribution graduelle de la taille des particules de 0,4 à 1,2 mm), le cycle de lavage à contre-courant est étendu à 72 heures, ce qui augmente la capacité d'interception des saletés de 45% par rapport au média filtrant monocouche traditionnel. Il convient de prêter attention à la prévention et au contrôle de l'entartrage par le CaCO3, et il est recommandé d'utiliser une solution d'acide citrique 5% pour le nettoyage cyclique tous les mois.
2. Applications innovantes des systèmes à base de terre de diatomée
   Dans les projets de clubhouse haut de gamme, la précision de 1-3μm des filtres à diatomées présente des avantages, et lorsqu'ils sont utilisés avec des adjuvants de filtration (tels que des floculants polymères), l'efficacité de filtration peut être augmentée jusqu'à 99,97%. Cependant, un mécanisme strict de recyclage de la terre de diatomées mise au rebut doit être établi pour éviter une pollution secondaire de l'environnement.

(iii) Programme de couplage des technologies de désinfection

1. Pratique d'ingénierie du générateur d'hypochlorite de sodium
   Système de préparation sur site par électrolyse (niveau de sortie 5kg/h) avec capteur ORP (potentiel d'oxydoréduction), pour réaliser un contrôle automatique de la concentration de chlore résiduel (fluctuation de 0,5-1,5 ppm ≤ ± 0,2). Il convient de veiller à l'entretien du revêtement à base de titane de la plaque d'électrode, et un traitement de régénération chimique est nécessaire toutes les 3000h.
2. Système de désinfection synergique UV/O3
   Dans les piscines de réadaptation médicale, l'utilisation de lampes UV à dosage de 40mJ/cm² (longueur d'onde 254nm) combinée à un dosage d'ozone de 0,4ppm a permis d'obtenir un taux d'inactivation de Cryptosporidium allant jusqu'à 6 log et une réduction de la production de sous-produits de désinfection au chlore (THM) allant jusqu'à 65%.

III. Points de contrôle clés pour la qualité de la construction

1. Conception sismique des systèmes de tuyauterie
   Obligatoire pour les projets dans les zones sismiques :

• Utilise des raccords de type clamp en acier inoxydable 304L (norme ASTM A493)
• Support d'absorption des chocs en caoutchouc tous les 6 m (spécification GB/T 12777)
• Le coude de 45° remplace le raccord à angle droit de 90°, réduisant ainsi le risque de coups de bélier.

2. Contrôle des infiltrations dans les fondations en béton
   Un système d'étanchéité composite à trois couches est utilisé :
   ① Revêtement de polyurée par pulvérisation du substrat (épaisseur ≥ 2mm)
   ② Pose d'une membrane imperméable en PEHD (thermosoudage des joints)
   ③ Coulage du béton imperméable C40P8 (avec l'agent d'expansion SY-K)
   La fuite doit être ≤0,05L/(m²-d) après l'essai de fermeture à l'eau de 72 heures.

IV. Système intelligent de gestion de l'exploitation et de la maintenance

1. Architecture de la plateforme de surveillance de l'IdO
   Système SCADA déployant des modules 5G pour l'acquisition en temps réel :

• Capteur de pression (plage 0-1MPa, précision ±0,5%FS)
• Sonde de qualité de l'eau multi-paramètres (pH/ORP/Turbidité/TDS 4-en-1)
• Caméra thermique pour surveiller l'augmentation de la température du moteur (seuil d'alarme fixé à 75°C)

2. Algorithmes de maintenance prédictive
   Sur la base de l'analyse du spectre des vibrations de l'équipement (fréquence d'acquisition 10kHz), établir une base de données des caractéristiques des défauts des roulements. Lorsque la FFT (Fast Fourier Transform) montre des harmoniques anormales de la fréquence 3x, elle déclenche automatiquement l'ordre de travail de maintenance, ce qui réduit les temps d'arrêt non planifiés de 32% par rapport à la maintenance cyclique traditionnelle.

V. Perspectives d'évolution de l'industrie

1. Innovations technologiques vertes

• Système de filtration alimenté par le photovoltaïque (pompe à entraînement direct DC + module de stockage d'énergie)
• Application industrielle des matériaux de filtration du biofilm (revêtement photocatalytique nano-TiO2)

2. jumeau numérique
   Construire des modèles 3D d'O&M par le biais de BIM+GIS pour réaliser :

• Prédiction de la simulation hydraulique (plateforme ANSYS Fluent)
• Simulation dynamique du coût du cycle de vie des équipements (LCC)

‌‌
        L'innovation technologique du système de filtration des piscines est toujours axée sur la demande fondamentale de "plus sûr, plus économe en énergie et plus intelligent". Les ingénieurs doivent continuer à explorer la science des matériaux, la mécanique des fluides, le contrôle automatique et d'autres domaines transversaux interdisciplinaires, afin d'atteindre le meilleur équilibre entre les normes environnementales de plus en plus strictes et les besoins des utilisateurs. Pour plus d'informations, veuillez contacter : 020-82686289.