SBF- Fortbildung für Betriebsleiter, Schwimmmeister und technisches Personal

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1 SBF- Fortbildung für Betriebsleiter, Schwimmmeister und technisches Personal Badewasseraufbereitung gemäß DIN Kriterien für den Aufbereitungserfolg Dr. rer. nat. Siegfried Voran Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

2 Kompetente Beratung und Planung Fach- und Generalplaner für technische Gebäudeausrüstung Ingenieurbüro seit über 40 Jahren in Hannover Planung, Erweiterung, Sanierung, Modernisierung, Attraktivierung Schwimmbäder, Krankenhäuser, Büro- und Verwaltungsgebäude Machbarkeitsstudien, Optimierung bestehender Systeme Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

3 Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

6 Einzigartiges Spezialwissen auf dem Gebiet der Technischen Gebäudeausrüstung: Mitglied und stellvertretender Obmann des DIN- Ausschuss der DIN Mitglied im technischen Kommitée Badewasseraufbereitung des DVGW Vorsitzender des Technischen Ausschusses des Bundesverbandes Öffentlicher Bäder Mitglied im Arbeitskreis Heizung, Lüftung, Sanitär und Energie der Deutschen Gesellschaft für das Badewesen Mitglied der Internationalen Akademie für Bäder-, Sport- und Freizeitbauten Stellvertretender Obmann in der Richtlinienkommission der VDI Richtlinie 2089 Stellvertretender Obmann in der Richtlinienkommission der VDI Richtlinie Technische Gebäudeausrüstung von Schwimmbädern Mitglied im Arbeitskreis Wasseraufbereitung der Deutschen Gesellschaft für das Badewesen Leitung des Arbeitskreises Zählerkonzept der Deutschen Gesellschaft für das Badewesen Ständiger Gast in der Badewasserkommission des Umweltbundesamts Mitglied der Arbeitsgruppe der Deutschen Gesellschaft für das Badewesen FLL- Regelwerkskommission Schwimm- und Badeteiche Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

7 Gliederung: Badewasseraufbereitung Beckendurchströmung - Beckenhydraulik Bedeutung der Wasserchemie DIN Änderungen Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

8 Warum Badewasseraufbereitung? 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. Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

9 Aufgaben der Beckenhydraulik Rasche und gleichmäßige Verteilung des mit Desinfektionsmittel versetzten Reinwassers im Becken. Abzug hygienisch bedenklicher Schwimmstoffe aus dem Bereich der Wasseroberfläche. Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

10 Wasserführungssysteme nach DIN Horizontaldurchströmung Wasserzuführung mittels an gegenüberliegenden Beckenwänden gegeneinander angeordneten Einlassöffnungen, die ineinander schmiegende Einströmkegel bewirken. Wasserabzug zu 100% über umlaufende Überlaufrinne. Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

11 Horizontaleinströmung nach 21 s Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

12 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. Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

13 Vertikaldurchströmung Die Konstruktion der Einlauföffnung, egal ob punktförmig oder bandförmig, ist so zu gestalten, dass das Reinwasser den gesamten Wasserkörper erfasst. Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

14 Vertikaleinströmung nach 0:30 min Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

15 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 Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

16 Beckenhydraulik - Teillastbetrieb Für n 1 = ½ n 1 2 Q 1 = Q 1 4 H 1 = H 1 8 P 1 = P Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

17 Beckenhydraulik - Teillastbetrieb Teillastbetrieb außerhalb der Badebetriebszeit - Zeitlich begrenzt, automatische Volllastschaltung, wenn Hygieneparameter nicht eingehalten werden Teillastbetrieb bei belastungsabhängigem Betrieb innerhalb der Badebetriebszeit - Gleichmäßige Durchströmung muss nachgewiesen sein - Hygieneparameter müssen eingehalten werden - Mindest- Beckenvolumenstrom muss eingehalten werden Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

18 Beckenhydraulik - Teillastbetrieb Hygienisch begründeter Aufbereitungs- Volumenstrom - Nennbelastung und Aufbereitungsvolumenstrom stehen in einer Beziehung Hydraulisch begründeter Becken- Volumenstrom - Beckenvolumenstrom wird auf die Länge der Überlaufkante bezogen Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

19 Energieeinsparung Volumenstromreduzierung Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

20 Beckenhydraulik - Zusammenfassung Hydraulisch berechnete Einströmdüsen garantieren die notwendig gleichmäßige Reinwasserverteilung Hydraulisch notwendiger Mindesvolumenstrom = Beckenvolumenstrom Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

22 Kohlensäure - Gleichgewicht CO 2 + H 2 O H + + HCO 3- H + + CO 3 2- H 2 CO 3 Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

23 Kohlensäureformen Abhängigkeit vom ph - Wert Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

24 Anforderungen aus der Trinkwasserverordnung ph- Wert: 6,5 und 9,5 Anforderung DIN 19643, Rein- und Beckenwasser ph- Wert: 6,5 7,6 (Süßwasser) 6,5 7,8 (Meerwasser) Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

25 Welcher ph- Wert ist wünschenswert? Desinfektion pk HOCl = 7,54 Flockung für Al(OH) 3 ~ 6,7 für AlPO 4 ~ 5,5 ph- Wert sollte deutlich unterhalb von 7,0 liegen! Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

26 Zusammenhang ph- Wert und Kohlensäureformen m-2c(ca ++ ) =0 I = 0 mol/l Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

27 Warum sollte das Kalk- Kohlensäure- Gleichgewicht eingehalten werden? calcitabscheidend: Filterverbackungen Kalkabscheidungen bilden Nester für unerwünschte Keime calcitlösend: aggressive Kohlensäure Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

28 ph 7,6 Temperatur 11,8 C Leitfähigkeit 71,7 ms/m (25 C) K S 4,3 K B 8,2 Ca 2+ Mg 2+ Na + K + Cl - SO 2-4 NO - 3 4,9 mmol/l 0,19 mmol/l 112,0 mg/l 6,39 mg/l 26,0 mg/l 2,28 mg/l 39 mg/l 47 mg/l 26 mg/l Beispielwasser A Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

29 Beispielwasser A Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

30 Beispielwasser A Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

31 DIN Desinfektionsverfahren Chlorgas Cl 2 + H 2 O HCl + HOCl sauer Natriumhypochlorit- Lösung NaOCl + H 2 O HOCl + NaOH alkalisch Calciumhypochlorit Ca(OCl) 2 + H 2 O HOCl + Ca(OH) 2 alkalisch Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

32 Auswirkung: Säure - Laugenzugabe Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

33 Auswirkung: Säure - Laugenzugabe Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

34 Säurekapazität: Auswirkung der Chemikalienzugabe Annahme: 25m x 12,5m Schwimmerbecken Füllwasser ph 7,0; nicht gepuffert ph 6,0: bei Zugabe von 25,3 g H 2 SO 4 (98%) Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

35 Flockungmittel DIN Aluminiumsulfat Aluminiumchlorid-hexahydrat Natriumaluminat Aluminiumhydroxidchlorid Aluminiumhydroxidchloridsulfat Eisen(III)chlorid-hexahydrat Eisen(III)chloridsulfat-Lösung Eisen(III)sulfat Al: 0,05g/m³; Fe: 0,1g/m³ Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

36 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) Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

37 Flockung Die individuellen Wässer der unterschiedlichen Standorte verlangen Flockungsversuche! Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

38 Säure Basen Bilanz ph- senkend ph- hebend Cl 2 NaOCl, Ca(OCl) 2 Flockungsmittel PAK Natriumaluminat Belüftungskaskade Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

39 Wasserchemie - Zusammenfassung Es ist empfehlenswert das Kalk- Kohlensäure Gleichgewicht zu beachten Je nach Füllwasserqualität sind unterschiedliche Desinfektionsverfahren besser geeignet Alle Chemikalien sollten aufeinander abgestimmt sein Je nach ph- Korrekturmaßnahme ist die Lage der Impfstelle zu wählen Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

41 DIN 19643:2012 Teil 1 Allgemeine Anforderungen Teil 2 Verfahrenskombinationen mit Festbett und Anschwemmfiltern Teil 3 Verfahrenskombinationen mit Ozonung Teil 4 Verfahrenskombinationen mit Ultrafiltration Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

42 DIN Teil 1 Chlorungsanlagen Chlorgas Chlorgas, am Verwendungsort hergestellt durch Elektrolyse von NaCl oder HCl Natriumhypochlorit- Lösung Natriumhypochlorit- Lösung, am Verwendungsort hergestellt durch Elektrolyse von NaCl Calciumhypochlorit Hypochlorige Säure/ Hypochlorit- Lösung durch Elektrolyse im Inline- Betrieb von chloridhaltigem Filtrat Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

43 DIN Teil 1 - Legionellen Legionella species 0 KBE / 100ml für Reinwasser 0 KBE / 100ml für Beckenwasser Maßnahmenkatalog bei Überschreitung Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

44 DIN Teil 1 Maßnahmenkatalog - Filtrat 0 KBE / 100ml KBE / 100ml Kontamination, Nachuntersuchung des Filtrats und des Beckenwassers > 1000 KBE / 100ml hohe Kontamination, Nachuntersuchung des Filtrats und des Beckenwassers; aerosolproduzierende Einrichtungen ggf. abschalten Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

45 DIN Teil 1 Maßnahmenkatalog - Beckenwasser 0 KBE / 100ml KBE / 100ml geringe Kontamination, Nachuntersuchung, Kontrolle des Filtrats KBE / 100ml mittlere Kontamination, aerosolproduzierende Einrichtungen abschalten, > 1000 KBE / 100ml hohe Kontamination, Nutzungsverbot Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

46 DIN Teil 1 chemische Parameter Beckenwasser Bromat 2,0 mg/l Chlorit + Chlorat 10,0 mg/l Arsen 0,01 mg/l Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

47 DIN Teil 1 Sonderfälle nachgewiesene Belastung, verbindliche Nennbelastung Sanierungsmaßnahmen: langjährige Beobachtung Neubau: verbindlich festgelegte maximale tägliche Belastung Zuständige Gesundheitsbehörde ist an der Planung zu beteiligen Becken- Volumenstrom darf nicht unterschritten werden Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

48 DIN Teil 2 Verfahrenskombinationen mit Festbett- und Anschwemmfiltern 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 Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

49 DIN Teil 2 Calciumcarbonat als Filtermaterial zur Aufhärtung K S4,3 0,3 mol/m³ für Flockungsmittel mit Basizität > 65% Filterschichthöhe 0,8m für Mehrschichtfilter bei Kombination Sand 0,4 bis 0,8 mm und Anthrazit 0,6 bis 1,6 mm Spülwasserbehälter sind zu chloren (0,5mg/l) Hinweis Phosphatproblematik bei Anschwemmfiltern Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

50 DIN Teil 4 Verfahrenskombination mit Ultrafiltration Flockung (Adsorption an Pulveraktivkohle /Kornaktivkohle) Ultrafiltration (UV- Bestrahlung) Chlorung Filtrationsleistung: 0,1 µm Belastungsfaktor k 1,0 /m³ Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

51 DIN Zusammenfassung Neues Chlorungsverfahren: Inline- Elektrolyse Neue Verfahrenskombination: Ultrafiltration Erweiterungen: Filtermaterialaufbau Chlorung von Spülwasserbehältern Neue chemische Parameter für Beckenwasser Handlungsspielraum bei Legionellenbefund Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran

52 Badewasseraufbereitung Kriterien für den Aufbereitungserfolg Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ingenieurbüro Grazer Straße Hannover Tel: Fax: Ingenieurbüro, Dr. Siegfried Voran