Fortbildung für Betriebsleiter, Schwimmmeister und technisches Personal

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1 Fortbildung für Betriebsleiter, Schwimmmeister und technisches Personal Badewasseraufbereitung: Neue Herausforderungen/ Möglichkeiten in Hinblick auf die DIN 19643:2012 Dr. rer. nat. Siegfried Voran

2 Warum Badewasseraufbereitung? Gansloser Infektionsschutzgesetz, 37 Schwimm- und Badebeckenwasser in Gewerbebetrieben, öffentlichen Bädern sowie in sonstigen nicht ausschließlich privat genutzten Einrichtungen muss so beschaffen sein, dass durch seinen Gebrauch eine Schädigung der menschlichen Gesundheit, insbesondere durch Krankheitserreger, nicht zu besorgen ist.

3 Warum Badewasseraufbereitung? Gansloser DIN 19643: Ziel: Eine gute gleichbleibende Beschaffenheit des Beckenwassers in Bezug auf Hygiene, Sicherheit und Ästhetik sicherzustellen. - Dabei ist auch das Wohlbefinden der Badegäste (z.b. durch Minimieren von Nebenreaktionsprodukten) zu berücksichtigen.

4 Warum Badewasseraufbereitung? Gansloser DIN 19643: Die aus Aufbereitung und Beckendurchströmung sich ergebende Leistungsfähigkeit einer Schwimm- und Bedebeckenanlage ermöglicht bis zum Wert der Nennbelastung mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit die Einhaltung der hygienischen Anforderungen.

5 DIN 19643:2012 Teil 1 Allgemeine Anforderungen Teil 2 Verfahrenskombinationen mit Festbett und Anschwemmfiltern Teil 3 Verfahrenskombinationen mit Ozonung Teil 4 Verfahrenskombinationen mit Ultrafiltration

6 Wasserführungssysteme nach DIN Horizontaldurchströmung Wasserzuführung mittels an gegenüberliegenden Beckenwänden gegeneinander angeordneten Einlassöffnungen, die ineinander schmiegende Einströmkegel bewirken. Wasserabzug zu 100% über umlaufende Überlaufrinne. Vertikaldurchströmung Wasserzuführung über gleichmäßig im Beckenboden angeordnete Einlassöffnungen bzw. bandförmige Einströmung. Wasserabzug zu 100% über umlaufende Überlaufrinne.

7 Schmutzverteilung im Wasser Gansloser t w W asserspiegel Schwimmstoffe Schwebstoffe Beckenboden S Sinkstoffe

8 Horizontaleinströmung Gansloser

9 Horizontaleinströmung nach 21 s

10 Vertikaldurchströmung Gansloser

11 Vertikaldurchströmung DIN 19643:2012 Die Konstruktion der Einlauföffnung, egal ob punktförmig oder bandförmig, ist so zu gestalten, dass das Reinwasser den gesamten Wasserkörper erfasst.

12 Vertikaleinströmung nach 0:30 min

13 Wasserführungssysteme nach DIN Ein hydraulisch abgeglichenes Wasserführungssystem (Leitungen, Düsen) ist die Voraussetzung für eine rasche und gleichmäßige Verteilung des mit Desinfektionsmittel versetzten Reinwassers im Becken die Voraussetzung für einen Teillastbetrieb, zur Energieeinsparung

14 Beckenhydraulik - Teillastbetrieb Gansloser Für n 1 = ½ n Drehzahl 1 2 Q 1 = Q 1 4 H 1 = H 1 8 P 1 = P Volumenstrom Förderhöhe der Pumpe Leistungsaufnahme der Pumpe

15 11,1 kwh 2,4 kwh = 8,7 kwh 3h * 350d = kwh

16 Beckenhydraulik - Teillastbetrieb Neu: 19643:2012 Gansloser - Teillastbetrieb bei belastungsabhängigem Betrieb innerhalb der Badebetriebszeit - Gleichmäßige Durchströmung muss nachgewiesen sein - Hygieneparameter müssen eingehalten werden - Mindest- Beckenvolumenstrom muss eingehalten werden

17 Beckenhydraulik Hygienisch begründeter Aufbereitungs- Volumenstrom - Nennbelastung und Aufbereitungsvolumenstrom stehen in einer Beziehung - von der Wasserfläche des Beckens ausgehende Berechnung z. B. Springer-, Schwimmer-, Nichtschwimmerbecken - vom Volumen des Beckens ausgehende Berechnung z. B. Planschbecken, Warmsprudelbecken, Therapiebecken,

18 Beckenhydraulik - Teillastbetrieb Neu: 19643:2012 Hydraulisch begründeter Becken- Volumenstrom (=Mindesvolumenstrom) Gansloser - Beckenvolumenstrom wird auf die Länge der Überlaufkante bezogen 1m³/h pro 1m Überlaufkante

19 Wasserchemie - Allgemeines Gansloser Die Zusammensetzung unseres Süßwassers kann als Folge der Einwirkung von CO 2 der Atmosphäre auf die Mineralien verstanden werden. Damit zählen die Kohlensäureformen CO 2, HCO 3-, CO 3 2- zu den Hauptinhaltsstoffen der meisten natürlichen Wässer. Zusammen mit Ca 2+, Mg 2+ haben diese Hauptinhaltsstoffe entscheidenden Einfluss auf ph-wert, Pufferverhalten, Kalklöse-, Kalkabscheide- Verhalten.

20 Wasserchemie Hygrogeologische Bezugseinheiten

21 Wasserchemie - Allgemeines Die wichtigsten Wasserinhaltsstoffe: Gansloser Calcium Magnesium Natrium Kalium Eisen Mangan Hygrogencarbonat Chlorid Sulfat Nitrat Phosphat

22 ph- Wert Elektrische Leitfähigkeit Sauerstoffgehalt DOC Wasserchemie - Allgemeines Milieu- und Summenparameter: Gansloser

23 Chem. Anforderungen an das Reinwasser und das Beckenwasser (Tab.2, 19643:2012) Parameter Reinwasser Beckenwasser Unterer Wert Oberer Wert Unterer Wert Oberer Wert ph- Wert a) 6,5 7,2 6,5 7,2 b) c) 6,5 7,5 6,5 7,5 6,5 7,8 6,5 7,8 b) bei Flockung mit Eisen-Produkten, Süßwasser c) bei Flockung mit Eisen-Produkten, Meerwasser

24 Anforderungen aus der Trinkwasserverordnung ph- Wert: 6,5 und 9,5 Anforderung DIN 19643, Rein- und Beckenwasser ph- Wert: 6,5 7,2 (Al- Flockung) 6,5 7,5; 7,8 (Fe- Flockung)

25 Beeinflussung des ph- Werts: Desinfektionsverfahren Neu: 19643:2012 Chlorgas Cl 2 + H 2 O HCl + HOCl Natriumhypochlorit- Lösung NaOCl + H 2 O HOCl + NaOH Calciumhypochlorit Ca(OCl) H 2 O 2 HOCl + Ca(OH) 2 sauer alkalisch alkalisch Hypochlorige Säure/Hypochlorit-Lösung (Inline- Elktrolyse) Kathode: 2H + +2e - H 2 Anode: 2 Cl - + Cl 2 + 2e - ; Anode: 2 OH - + 2HO* + 2e - ; Cl 2 + H 2 O HCl + HOCl 2OH* H 2 O + O

26 DIN 19643:2012, Inline- Elektrolyse Gansloser Chloridkonzentration im Beckenwasser > mg/l (2g NaCl/l) Wasserstoff- Entwicklung, Ausreichende Zufuhr von Außenluft Kalkausfällungen an der Kathode, regelmäßige Reinigungen Für jeden Wasserkreislauf eine separate Elektrolyse- Einheit Aufwändige Regelungstechnik, Goldelektroden

27 Beeinflussung des ph- Werts: Flockungsmittel Gansloser Aluminiumsulfat Aluminiumchlorid-hexahydrat Natriumaluminat Aluminiumhydroxidchlorid Aluminiumhydroxidchloridsulfat Eisen(III)chlorid-hexahydrat Eisen(III)chloridsulfat-Lösung Eisen(III)sulfat sauer sauer alkalisch sauer sauer sauer sauer sauer

28 Beeinflussung des ph- Werts: Pulveraktivkohle Gansloser Pulveraktivkohle i. d. R. angesäuert um eine Verkeimung zu verhindern sauer

29 Beeinflussung des ph- Werts: Überlaufrinne Gansloser Fällt das Beckenwasser über eine Überlaufrinne, so findet eine physikalische Entsäuerung statt.

30 DIN Gansloser Säurekapazität für Rein- und Beckenwasser K S4,3 : 0,7 mmol/l 0,3 mmol/l (Warmsprudelbecken) DIN 19643:2012 K S4,3 : 0,3 mmol/l bei basischen Flockungsmitteln

31 Flockungmittel Die unterschiedlichen Flockungsmittel verbrauchen unterschiedlich viel Säurekapazität. AlCl 3 + H 2 O Al(OH) HCl Al 2 (OH) 3 Cl 3 + 3H 2 O 2 Al(OH) HCl Poly- Aluminiumhydroxidchloride mit einer Basizität > 65% (Basizität: Mol- Verhältnis OH/3 Al)

32 Zusammenfassung Wasserchemie Die Wasserchemie wird beeinflusst durch: Gansloser Desinfektionsverfahren Flockungsmittel Pulveraktivkohle Überlaufrinne DIN 19643:2012 Neu: Inline- Elektrolyse Neu: Basische Flockungsmittel Neu: K S4,3 : 0,3 mmol/l

33 DIN :2012 Maßnahmenkatalog - Filtrat <1 KBE / 100ml KBE / 100ml Kontamination, Nachuntersuchung des Filtrats und des Beckenwassers > 1000 KBE / 100ml hohe Kontamination, Nachuntersuchung des Filtrats und des Beckenwassers; aerosol- produzierende Einrichtungen ggf. abschalten

34 DIN :2012 Maßnahmenkatalog - Beckenwasser <1 KBE / 100ml KBE / 100ml geringe Kontamination, Nachuntersuchung, Kontrolle des Filtrats KBE / 100ml mittlere Kontamination, aerosolproduzierende Einrichtungen abschalten, > 1000 KBE / 100ml hohe Kontamination, Nutzungsverbot

35 DIN :2012 chemische Parameter Beckenwasser Bromat 2,0 mg/l Chlorit + Chlorat 30,0 mg/l Arsen 0,01 mg/l

36 DIN :2012 Sonderfälle Gansloser nachgewiesene Belastung, verbindliche Nennbelastung Für Freibad: Bei Sanierungsmaßnahmen: langjährige Beobachtung (5 Jahre) : Nennbelastung aus der maximalen täglichen Belastung und der täglichen Betriebszeit Zuständige Gesundheitsbehörde frühzeitig über die Planungsgrundlagen informieren Becken- Volumenstrom darf nicht unterschritten werden

37 DIN :2012 Grundlagen der Verfahrenskombinationen: Flockung Filtration - Chlorung Adsorption an Pulver-Aktivkohle Flockung Filtration Chlorung Flockung Mehrschichtfiltration mit adsorptiver Kohle Chlorung Flockung Filtration Adsorption an Kornaktivkohle Chlorung Flockung Filtration UV-Bestrahlung Chlorung Adsorption an Pulver-Aktivkohle Anschwemmfiltration Chlorung

38 Sonstige Hinweise: DIN :2012 Bei allen Filtersystemen muss durch geeignete Maßnahmen dafür gesorgt werden, dass keine Feuchtigkeit sowie korrosionsfördernde oder gesundheitsbeeinträchtigende Stoffe in die Technikraumumgebung gelangen können. Ist ein Salzgehalt > 6% Massenanteil gegeben, dann sind Filtrationsgeschwindigkeit sowie Flockungsmittelzugabe und typ experimentell zu ermitteln. Spülwasser in einem separatem Spülwasserspeicher ist dauerhaft mit 0,5mg/l Chlor zu beaufschlagen.

39 DIN :2012 Schichthöhen für Mehrschicht- Schnellfilter: Schichthöhe Sand 0,6 m 0,71 1,25 mm Schichthöhe obere Schicht (z.b. Braunkohlenkoks) 0,6 m 0,6 1,6 mm Schichthöhe Sand 0,4 m 0,4 0,8 mm Schichthöhe obere Schicht (z.b. Braunkohlenkoks) 0,4 m 0,6 1,6 mm

40 DIN :2012 Verfahrenskombinationen mit Ozonung: Flockung Filtration Ozonung Sorptionsfiltration Chlorung Flockung Ozonung Mehrschichtfiltration mit Sorptionswirkung Chlorung

41 DIN :2012 Sonstige Hinweise: Ozon- Massenkonzentration darf in Abhängigkeit einer kontinuierlichen Bestimmung des geb. Chlors geregelt werden Mindestkonzentration von 0,1 mg/l O 3 muss aufrecht erhalten werden Gilt nicht für Therapiebecken Jede Spülung muss mit chlor- oder chlordioxidhaltigem Wasser erfolgen ( 1mg/l Cl 2 ; 0,6mg/l ClO 2 ) Auf Flockung kann verzichtet werden, wenn die Hygienehilfsparameter eingehalten werden.

42 DIN :2012 Verfahrenskombinationen mit Ultrafiltration: Flockung Adsorption Ultrafiltraton Chlorung Belastungsfaktor : k = 1/m³ Porengröße 0,05µ Hauptaufgabe: Partikelrückhalt: Bakterien, Parasiten; Viren

43 DIN :2012 Eliminierung von Desinfektionsnebenprodukten: Adsorption an Pulver- Aktivkohle Adsorption an Kornaktivkohle (vor UF) UV- Bestrahlung

44 DIN 19643: Zusammenfassung Gansloser Neue Gliederung in 4 Teilen Volumenstromreduzierung bei optimierter Beckenhydraulik Neues Chlorungsverfahren: Inline- Elektrolyse Neue Verfahrenskombination: Ultrafiltration Erweiterungen: Filtermaterialaufbau Chlorung von Spülwasserbehältern Neue chemische Parameter für Beckenwasser Handlungsspielraum bei Legionellenbefund

45 Badewasseraufbereitung: Gansloser Neue Herausforderungen/ Möglichkeiten in Hinblick auf die DIN 19643:2012 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ingenieurbüro Gansloser Grazer Straße Hannover Tel: Fax: