Desinfektion - früher &. heute

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1 Desinfektion - früher &. heute Referent: Thomas Beutel Lutz-Jesco GmbH Mitglied folgender Gremien CEN/DIN NAW AA Wasseraufbereitung DIN NAW AA Schwimmbeckenwasser CEN/DIN NASport AA Schwimmbadgeräte CEN/DIN NASport AA privat genutzte Schwimmbäder 03. März2016 Technischer Ausschuss der Deutschen Gesellschaft für das Badewesen und Gast im AK Wasser Technischer Beirat des Bundesverbandes Schwimmbad und Wellness FIGAWA AK Chlor und Chlorverbindung Weiter als Sprecher der Arbeitskreise zur Erstellung neuer Regelwerke wie Floating oder Aufbereitung und Betrieb von Springbrunnen tätig Thomas Beutel Lutz-Jesco GmbH Am Bostelberge 19 D Wedemark Tel.:(05130) Fax:(05130) Internet: info@jesco.de 1

2 Notwendigkeit von Wasserdesinfektion Cholera Die Desinfektion von Trinkwasser durch Chlor hat wesentlich zur Eindämmung von Epidemien und Seuchen geführt, die zb. durch Cholera-, E.Coli-, Typhus-, oder Chlamydienbakterien ausgelöst werden. Heute sterben in Mitteleuropa noch etwa 1 % der Bevölkerung an Infektionskrankheiten, in den Ländern der sogenannten Dritten Welt sind es noch 40 %. Giardia Lamblia E.Coli Typhus

3 Geschichte der Wasserdesinfektion - Um 3000 v.chr. gab es Rohre zur Wasserversorgung im Euphrat-Tal. - Um 2500 v.chr. wurden in Ägypten bereits Brunnen und Abwasseranlagen genutzt. - Um 300 v.chr. bauten die Römer Fern- leitungen zur Wasserversorgung in Form von Aquädukten. - Um 1350 n.ch. wurden in Europa die ersten Holzrohre, um 1450 Wasserrohre aus Gusseisen eingesetzt. - Die erste zentrale Wasserversorgung Deutschlands entstand 1848 in Hamburg und das erste Klärbecken in Frankfurt 1895.

4 Chemisches Element Chlor 1774 von Carl Wilhelm Scheele entdeckt I.d.R. gasförmiger Aggregatzustand Existiert in der Natur nicht in elementarer Form sondern vorwiegend als Anion Cl - Gewinnung von Chlor i.d.r. durch Chloralkali- Elektrolyse einer Natriumchlorid- Lösung 2NaCl + 2H 2 O 2NaOH + Cl 2 + H hat Herr Traube, ein Schüler von Robert Koch, die ersten experimentellen Untersuchungen zur Abtötung von Krankheitserregern im Wasser mit Chlor durchgeführt. In Deutschland wurde Chlor erstmals 1916 in einem Bad in Breslau eingesetzt

5 Begründung der Bakteriologie 1876 begründete Robert Koch die Bakteriologie Es folgten zahlreiche Studien zu Infektionskrankheiten 1885 neuer Lehrstuhl für Hygiene in Berlin 1892 Choleraepidemie in Hamburg, Koch leitete die ersten Seuchenbekämpfungsmaßnahmen ein trat das Reichsseuchengesetz in Kraft 1905 Nobelpreis an Koch 1913 gab es in Deutschland ca Desinfektoren Desinfektionskolonnen bringen 1892 Chlorkalk aus, um Cholera-Erreger abzutöten

6 Übertragung von Krankheiten John Snow erkannte 1854 in London, dass Cholera über das Trinkwasser übertragen wird.

7 Desinfektion mit Chlor 1902 wurde erstmals in Middlekerke (Belgien) Chlor zur Desinfektion von Trinkwasser eingesetzt John L. Leal entwickelte 1908 die erste regelmäßige Desinfektion der öffentlichen Wasserversorgung mit Chlor für die Trinkwasserversorgung von New Jersey Ein Gericht erlaubte zunächst für 3 Monate die Chlorierung von Trinkwasser. Dramatischer Rückgang der durch Wasser übertragbarer Krankheiten wie Typhus, Cholera und Ruhr. Entwickelte die Verfahrenskombi- nation Filtration und Chlorung. Erste Dosieranlage für Calcium- hypochlorit

8 Desinfektion mit Chlor Durch die Aufbereitung von Wasser mit der Verfahrenskombination Filtration und Chlorung konnte auch Schwimmbeckenwasser effizient aufbereitet werden. Nach dem zweiten Weltkrieg entstanden in den USA ca öffentliche Bäder Die Desinfektion mit Chlor fand in den USA rasch weite Verbreitung, weil sie wesentlich kostengünstiger als die Aufbereitung des Wassers mittels Filtration ist.

9 Desinfektion mit Chlor Die ersten Versuche in Deutschland zur Schwimmbadwasserdesinfektion mit Chlor wurden 1912 in Frankfurt am Main durchgeführt Anfang 1922 wurde das Wasser in zwei weiteren Bädern in Neukölln (Berlin) und Eppendorf (Hamburg) mit Chlor desinfiziert.

10 Einsatzgebiete von Chlor Als Desinfektionsmittel in Schwimmbädern Als Desinfektionsmittel für Trinkwasser und industrielle Prozesswässer In der chemischen Industrie, wo es in Endprodukten wie z.b. PVC und Bleichmittel anzutreffen ist.

11 Ausgewählte Unterschiede freies chlor [mg/l] gebundenes chlor [mg/l] USA (ANSI APSP-11) 1,0 4,0 (2,0 5,0 Spa) < 0,2 Frankreich (Arrêté) 0,4 1,4 < 0,6 Schweiz (SIA) 0,2 0,4 < 0,2 Österreich (BHV) 0,3 1,2 < 0,3 Österreich (ÖVS) 0,3 0,5 < 0,2 Deutschland (DIN 19643) 0,3 0,6 < 0,2 Türkei (UHE) 0,3 0,6 < 0,3 Belgien 0,3 1,5 < 0,8 Spanien (A.T.E.P.) 0,5 2,0 < 0,4 England (PWTAG) 0,5 2,5 < ½ des freien Chlor; max. 1, Russland (СанПиН) 0,3 0,5 < 0,1 Niederlande (WHVBZ) 1,0 1,5 < 1,0 WHO < 3,0 < ½ of free; ideally < 0,2 Quelle: A. Reuss, DIN NASport

12 Anforderung an die Chemikaliendosierung Zur Desinfektion und ph-wert-korrektur des Beckenwassers muss die nachstehend beschriebene Desinfektions- und Dosiertechnik eingebaut werden. Das Desinfektionsmittel sowie die Stoffe zur ph-wert-korrektur müssen so zugegeben werden, dass eine konstante Wasserqualität erreicht wird. Dies kann mit Dosierpumpen, Regelventilen oder für die Desinfektion mit Elektroden im Durchfluss geschehen. Bei der Auswahl der Chemikalien ist die Qualität nach den jeweils genannten Normen einzuhalten. Für jedes Schwimm- und Badebecken müssen eine -automatisch regelnde Chlordosierung bzw. Chlorerzeugung - eine ph-regelanlage -Geräte zur kontinuierlichen Messung und Registrierung der Hygiene-Hilfsparameter freies Chlor, Redox-Spannung und ph- Wert betrieben werden. Für Kaltwassertauchbecken mit einem Volumen 2 m³ und Tretbecken müssen automatisch gesteuerte Chlorungsanlagen betrieben werden.

13 Chlorungsverfahren nach DIN Folgende Desinfektionsmittel dürfen verwendet werden: Chlorgas nach DIN EN 15363, abgefüllt in Druckbehältern Chlorgas, hergestellt am Verwendungsort durch Elektrolyse von Natriumchlorid-Lösung (Kochsalzlösung, Meerwasser, Sole) oder Salzsäure Natriumhypochlorit-Lösung nach DIN EN Natriumhypochlorit-Lösung, 0,2-3,5%ige Lösung, hergestellt am Verwendungsort durch Elektrolyse von Natriumchlorid-Lösung (Kochsalzlösung, Meerwasser oder Natursole), bzw. von salzhaltigem Wasser Calciumhypochlorit (Ca(OCl) 2 ) nach DIN EN als Granulat oder in Tablettenform Hypochlorige Säure/Hypochlorit-Lösung hergestellt durch Chlorelektrolyse im Inline-Betrieb von chloridhaltigem Filtrat. Desinfektionsmittel /Precursor Produktnorm Schwimm- und Badebeckenwasser Produktnorm für Trinkwasser Chlorgas DIN EN DIN EN 937 Salz für Elektrolyse DIN EN DIN EN / DIN EN Natriumhypochlorit-Lösung DIN EN DIN EN 901 Calciumhypochlorit DIN EN DIN EN 900

14 Desinfektionsanlagen mit Chlorgas nach DIN EN Für die Ausstattung und den Aufbau sowie die Aufstellung gelten DIN und BGR/GUV-R 108. Die unterbrechungslose Chlorgaszugabe muss sichergestellt sein. Durch die Zugabe von Chlorgas bildet sich im Wasser Salzsäure (HCl); sie bewirkt eine Senkung des ph-wertes in Abhängigkeit von der im Wasser vorhandenen Säurekapazität. Zur Vermeidung unerwünschter ph-wert-senkungen kann bei geringer Säurekapazität die Chlorlösung über einen mit Calciumcarbonat (z. B. Marmorkies oder Jurakalk mit hoher Reinheit) gefüllten Reaktionsbehälter geleitet werden. Thomas Beutel Lutz-Jesco GmbH Am Bostelberge 19 D Wedemark Tel.:(05130) Fax:(05130) Internet:

15 Desinfektionsanlagen mit Chlorgas, hergestellt am Verwendungsort Bei diesen Anlagen wird der Elektrolyseraum durch eine Membran geteilt. Die entstehende Lauge wird weiterverwendet oder entsorgt, so dass nur Chlorgas dosiert wird. Dieses Chlorgas ist im Unterdruckverfahren einzubringen. Für die Ausstattung und den Aufbau sowie die Aufstellung gilt die BGR/GUV-R 108. Es muss sichergestellt werden, dass der entstehende Wasserstoff nicht in Räume entweichen kann. Durch die Zugabe von Chlorgas bildet sich im Wasser Salzsäure (HCl); sie bewirkt eine Senkung des ph-wertes entsprechend der im Wasser vorhandenen Säurekapazität. Zur Vermeidung unerwünschter ph-wert-senkungen kann bei geringer Säurekapazität die Chlorlösung über einen mit Calciumcarbonat (z. B. Marmorkies oder Jurakalk mit hoher Reinheit) gefüllten Reaktionsbehälter geleitet werden. Quelle: Ospa Schwimmbadtechnik Quelle: Wapotec Quelle: Wapotec Thomas Beutel Lutz-Jesco GmbH Am Bostelberge 19 D Wedemark Tel.:(05130) Fax:(05130) Internet:

16 Desinfektionsanlagen mit Natriumhypochlorit-Lösung Desinfektionsanlagen mit Natriumhypochlorit-Lösung nach DIN EN Die Zugabe der Natriumhypochlorit-Lösung zum Filtrat hat durch Dosierpumpen zu erfolgen. Die Dosierung kann aus einem Behälter oder aus dem Liefergebinde erfolgen. Die Dosieranlagen sind mit Trockenlaufschutz und Leermeldeeinrichtungen zu versehen. Die Dosierung von Natriumhypochlorit bewirkt eine Erhöhung des ph-wertes. Dadurch können Flockung und Desinfektion beeinträchtigt werden, so dass hierauf bei der ph-wert-regelung geachtet werden muss. Thomas Beutel Lutz-Jesco GmbH Am Bostelberge 19 D Wedemark Tel.:(05130) Fax:(05130) Internet:

17 Desinfektionsanlagen mit Elektrolyse von Natriumchlorid-Lösung Desinfektionsanlagen mit Natriumhypochlorit-Lösung, hergestellt am Verwendungsort Die Konzentrationen der Lösung liegen zwischen 2 g/l und 35 g/l Cl 2. Für die Ausstattung und den Aufbau sowie die Aufstellung gilt die BGR/GUV-R 108. Es muss sichergestellt werden, dass der entstehende Wasserstoff nicht in Räume entweichen kann. Die Dosierung von Natriumhypochlorit bewirkt eine Erhöhung des ph-wertes. Dadurch können Flockung und Desinfektion beeinträchtigt werden, so dass hierauf bei der ph-wert-regelung geachtet werden muss Thomas Beutel Lutz-Jesco GmbH Am Bostelberge 19 D Wedemark Tel.:(05130) Fax:(05130) Internet: info@jesco.de 16

18 Desinfektionsanlagen mit Calciumhypochlorit Calciumhypochlorit (Ca(OCl) 2 ) wird nach Auflösen von Granulat oder Tabletten als Lösung dosiert. Dazu sind Ansetzbehälter mit Rührwerk vorzusehen, in denen typische Konzentrationen von 1 % bis 2 % angesetzt werden. Aufgrund der beim Lösen des Calciumhypochlorits entstehenden Schlämme sind reinigbare Dosierstellen und Ansetzbehälter vorzusehen. Bei der Handhabung von Calciumhypochlorit sind geeignete. Arbeitsschutzmaßnahmen zum Schutz des Bedienpersonals vor Calciumhypochloritstäuben zu ergreifen. Die Dosierung von Calciumhypochlorit bewirkt eine Erhöhung des ph-wertes. Dadurch können Flockung und Desinfektion beeinträchtigt werden, so dass hierauf bei der ph-wert-regelung geachtet werden muss. Thomas Beutel Lutz-Jesco GmbH Am Bostelberge 19 D Wedemark Tel.:(05130) Fax:(05130) Internet: info@jesco.de 17

19 Desinfektion mit Chlorelektrolyseanlagen im Inline-Betrieb Für die Anwendung dieses Verfahrens ist eine Chloridkonzentration von mehr als 1200 mg/l im Beckenwasser erforderlich. Dies entspricht einem Salzgehalt als NaCl von mehr als 2000 mg/l. Die besonderen technischen Anforderungen in Bezug auf erhöhte Korrosivität sind einzuhalten. Das Filtrat passiert vollständig oder zum Teil eine ungeteilte Elektrolysezelle. Ein Teil des im Beckenwasser enthaltenen Chlorids reagiert an der Anode zu Chlor. Das erzeugte Chlor reagiert noch in der Zelle mit Wasser abhängig vom ph-wert zu hypochloriger Säure und Hypochlorit-Ionen. An der Kathode entsteht Natronlauge und Wasserstoffgas. Die Natronlauge bewirkt eine Erhöhung des ph-werts, dadurch können Flockung und Desinfektion beeinträchtigt werden. Darauf ist bei der ph-wert-regelung zu achten. An der Kathode kann es zu Kalkausfällungen kommen, die durch geeignete Reinigung regelmäßig zu entfernen sind. Durch die Chlorelektrolyseanlage im Inline-Betrieb entsteht Wasserstoff. Dieser entweicht über Wasseroberflächen. Durch ausreichende Zufuhr von Außenluft ist sicherzustellen, dass sich in Betriebsräumen und im Schwimmhallenbereich kein zündfähiges Gemisch bilden kann und der entstehende Wasserstoff gefahrlos ins Freie abgeführt wird. Bei der Chlorelektrolyseanlage im Inline-Betrieb muss der Wasserdurchfluss der Elektrolysezelle von einem Strömungswächter überwacht werden, welcher bei fehlendem Durchfluss die Anlage ausschaltet, um eine weitere Wasserstoffentstehung zu verhindern. Die Regelung der Desinfektionsmittel-Erzeugung erfolgt durch Regelung des Zellstroms. Für jedes Becken muss eine separate Elektrolyseeinheit eingesetzt werden. Thomas Beutel Lutz-Jesco GmbH Am Bostelberge 19 D Wedemark Tel.:(05130) Fax:(05130) Internet:

20 Für Fragen stehen wir Ihnen gerne im persönlichen Gespräch zur Verfügung. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!