DD262139A3 - Verfahren zur verbesserung der badewasserqualitaet - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Dosierung sauerstoffabspaltender Chemikalien wie Wasserstoffperoxid oder Peroxo-(di)-sulfate in das Filterablaufwasser (Reinwasser) von Badewasseraufbereitungsanlagen zur Senkung des CSVMn-Werten und der Konzentration an gebundenen wirksamen Chlor (Chloramine). Dadurch wird die Chlorzehrung des Badewassers gemindert und in wuenschenswerter Weise die Bildung chlorhaltiger, gesundheitsbeeintraechtigender Badewasserinhaltsstoffe verringert. Bei der Zugabe von Peroxo-(di)-sulfaten kann auf die gleichzeitige Zugabe von p H-wertkorrigierenden Chemikalien verzichtet werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Bei der Behandlung des Badewassers von Hallenbädern, Hotelschwimmbecken, Wellenbecken, Versehrtenschwimmbecken, Bewegungsbecken der Physiotherapie, Hot-Whirl-Pools oder Kinderplanschbecken soll bei dem üblichen Aufbereitungsverfahren „Flockung-Filtration-Chlorung" nachdem Filter dem Badewasser eine Chemikalie zugesetzt werden, die von sich aus oder durch die Reaktion mit dem chlorhaltigen Desinfektionsmittel Sauerstoff bzw. nascierendem Sauerstoff bildet. Der Sauerstoff hat in diesem Fall nicht die Aufgabe der Desinfektion, sondern soll die im Badewasser noch vorhandene Verunreinigung oxydieren und somit die Gesamtmenge der mit Chlor reagierenden Stoffe herabzusetzen. Die Oxydation durch den Sauerstoff wirkt sich für den Badegast in wünschenswerter Weise senkend auf die Konzentration an gebundenem wirksamem Chlor (Chloramine) und auf den CSVMn-Verbrauch des Badewassers aus. Durch die damit verbundene verminderte Chlorzehrung werden weniger für die menschliche Gesundheit schädliche Chlorreaktionsprodukte gebildet.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen -
Hauptverunreinigungsquelle des Badewassers ist der Badegast. So wird mit einem Schmutzeintrag von 0,5... 1,0g, einem durchschnittlichen Urineintrag von etwa 50ml und einer Keimabgabe von 6 · 1O6...3 · 109 je Badegast gerechnet. Um eine Anreicherung zu vermeiden wird Badewasser nach dem Verfahren I Flockung-Filtration-Chlorung oder seltener nach dem Verfahren Il Flockung-Filtration-Ozonung-Aktivkohlefilterüng (Entozonung)-Chlorung aufbereitet. Beim Verfahren I ist im Badewasser ein Chlorgehalt von 0,3...0,6 mg/l aufrechtzuerhalten um sodenfäkalen Leitkeim E. coli innerhalb von 30 Sekunden um 3 Zehnerpotenzen zu reduzieren. Es ist bekannt, daß Chlor nicht nur desinfizierend, sondern auch oxydierend wirkt und dabei in Abhängigkeit von der über den Urin eingetragenen Harnstoffmenge die geruchsintensiven und augenreizenden Chloramine entstehen. Außerdem können sich im ppm-Bereich gesundheitsschädigende Substanzen wie Chlorharnstoffverbindungen, Trichlornitromethan, chlorierte Aminosäuren, Trichloressigsäure und die im Verdacht der Krebsauslösung stehenden Haloforme, insbesondere Trichlormethan, bilden. Es ist daher immer wieder versucht worden, Chlor durch andere Chemikalien zu ersetzen. So sind z. B. Peroxoverbindungen, besonders Wasserstoffperoxid, aber auch Kupfer- und Silberpräparate, Chlorisocyanurate, Bromhydantoin, Brom oder Gemische dieser Chemikalien für die Desinfektion des Badewassers eingesetzt worden, ohne jedoch die notwendige Keimtötungsgeschwindigkeit des Chlors zu erreichen. Die Bestätigung der Erfindung aus der DE-Nr.3109070A1 steht in der Praxis noch aus. Deshalb wurde in einer Vielzahl von Ländern nur Chlor, Natriumhypochloritlösung bzw. ein Chlor-Chlordioxid-Gemisch für die Badewasserdesinfektion zugelassen. Um die Summe der unerwünschten und mit Chlor reagierenden Substanzen möglichst klein zu halten wird weiterhin gefordert, daß die durch die Badegäste eingebrachte Schmutzmenge durch die Badewasserumwälzung, Flockung und Filtration wieder entfernt werden muß. Bei hoch belasteten Badebecken, z.B. Kinderplansch-, Wellen- oder Versehrten becken wird daher in Ausnahmefällen als zusätzliche Aufbereitungsmaßnahme eine Ozonstufe zur Voroxydation der eingebrachten Schmutzbestandteile und zur Verbesserung der Desinfektionskraft des Badewassers integriert (Verfahren II). Die elektrische Herstellung des Ozons ist technisch und ökonomisch sehr aufwendig. Die außerordentliche Aggressivität des Ozons erfordert zusätzliche Korrosionsschutzmaßnahmen. Außerdem ist Ozon ein starkes Gift, welches infolge seiner schlechten Wasserlöslichkeit keine Depotwirkung besitzt, schnell aus dem Badewasser ausgast und so zu Vergiftungserscheinungen der Badegäste führen kann. Deshalb wird verlangt, daß Ozon durch einen nachgeschalteten Aktivkohlefilter vor dem Eintritt in das Badebecken wieder vollständig zu entfernen. Da anschließend das Badewasser längere Zeit im Becken verweilt bevor es durch die Kreislaufführung wieder der Aufbereitungsanlage zugeführt wird, ist es auch bei dem Verfahren Il notwendig, im Badewasser eine Chlorkonzentration von 0,2... 0,5mg/l aufrecht zu erhalten. Damit werden zumindest teilweise wieder die gleichen unerwünschten Nebenreaktionen wirksam wie beim dem Verfahren I.
Ausdruck für die Aufbereitungsleistung ist der Vergleich des CSVMn-Verbrauches des Badewassers, Filterablaufwassers (Reinwasser) und Trinkwassers. Steht die Aufbereitungsleistung im richtigen Verhältnis zur Belastung des Badewassers wird im Reinwasser wieder der CSVMn-Wert des zur Füllung verwendeten Trinkwassers erreicht, d. h. es kommt zu keiner
Schmutzanreicherung. Ist jedoch der CSVMn-Wert des gelieferten Trinkwassers durch Huminsäuren erhöht und erreicht Werte über 12mg/l, so ergeben sich Schwierigkeiten bei der Einhaltung dieser Forderung. In diesem Fall kann durch das Verfahren I der eingetragene Schmutz nicht mehr vollständig eliminiert werden.
Tabelle 1: pH-Werte und KMnO4-Verbrauch (KMnO4-Verbrauch entspricht 4 χ CSVMn-Wert) des Trinkwassers, Badewassers und des Filterablaufwassers als arithmethisches Mittel aus jährlich 65...168 Proben in mg/l aus 14 Hallenbädern
Jahr pH-Wert KMnO4 KMnO4 KMnO4 KMnO4FA=TW
Badewasser BA TW FA
1979 7,81 16,41 13,22 15,19 1,07
1980 7,66 15,81 12,70 13,43 1,06
1981 7,60 15,30 13,89 13,89 " 1,00
1983 7,62 14,00 12,77 13,13 1,03
1985 7,67 12,26 11,68 11,74 1,01
BA = Badewasser, TW = Trinkwasser, FA = Filterablaufwasser
Das Chlor wirkt in diesem Fall nicht nur als Desinfektions-, sondern bevorzugt als Oxydationsmittel. Dabei kommt es zur Bildung der Chloramine. Diese wurden bisher durch physikalische Verfahren mittels eines Chloraminseparators, durch Verdünnung mit Trinkwasser oder chemisch durch Badewasserhochchlorungen in den Nachtstunden zerstört. Es ist bekannt, daß dabei auch höhere Konzentrationen an Haloformen entstehen können.
Ziel der Erfindung
Die Erfindung ist mit dem Ziel geschaffen worden, durch die Dosierung von sauerstoffabspaltenden Chemikalien das Filterablaufwasser (Reinwasser) mit Sauerstoff oder nascierendem Sauerstoff anzureichern. Dadurch soll, nicht wie bisher, eine verbesserte Desinfektion des Badewassers, sondern die Senkung des CSVMn-Verbrauches im Filterablaufwässer und eine Verminderung unerwünschter Badewasserinhaltsstoffe, z. B. der Chloramine, erreicht werden; d. h. es erfolgt eine Verbesserung der Badewasserqualität.
Wesen der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, über herkömmliche Chemikaliendosierungsanlagen in sehr einfacher Weise wasserlösliche sauerstoffabspaltende Chemikalien und ein halogen-, bevorzugt chlorhaltiges Desinfektionsmittel in das Filterablaufwasser einzuspeisen. Durch die sofortige chemische Reaktion dieser Stoffe miteinander entsteht nascierender Sauerstoff. Während das chlorhaltige Desinfektionsmittel nach wie vor in der vorgeschriebenen Konzentration die Entkeimung des Badewassers sicherstellt, konkurriert der erzeugte Sauerstoff mit dem desinfizierenden Agens um die durch die Aufbereitung nicht mehr aus dem Wasser entfern baren Inhaltsstoffe unter gleichzeitiger Senkung des CSVMn-Wertes und der Chloraminkonzentration. Weiterhin wird zwangsläufig auch die Bildung unerwünschter chlorierter Badewasserinhaltsstoffe, z. B. die Haloforme, vermindert und eine Verbesserung der Badewasserqualität erreicht.
Zur Anwendung sollte bevorzugt Wasserstoffperoxid kommen, da diese Chemikalie ohne Salzanreicherung im Badewasser in die umweltfreundlichen Produkte Wasser und nascierenden Sauerstoff zerfällt. Bei de'r Verwendung von Natriumhypochloritlösung als Desinfektionsmittel tritt bekannterweise eine nicht erwünschte Erhöhung des pH-Wertes im Badewasser ein. Zur pH-Wertkorrektur werden dann saure Mittel wie z. B. Schwefelsäure oder Kaliumhydrogensulfat zugesetzt. Dosiert man als sauerstoffabspaltende Substanz ein Peroxydisulfat oder Peroxosulfat, so entstehen bei der Zersetzung dieser Produkte die zur Neutralisation eingesetzten sauren Mittel von selbst, so daß auf deren separate Anwendung verzichtet werden kann. Die Verbesserung der Badewasserqualität und die pH-Werte gehen aus Tabelle 2 hervor. Tabelle 2: Verbesserung der Badewasserqualität durch die Zugabe von sauerstoffabspaltenden Chemikalien in das Filterablaufwasser durch Senkung des KMnO4-Verbrauches und niedrige Konzentrationen an gebundenem wirksamem Chlor
Chemikalie pH-Wert geb. Chlor
BA ^_^ mg/l
H2O2 7,61 0,28 11,40 12,78 9,78 0,77 10
K2S2O8 7,38 0,31 10,98 12,85 9,35 0,73 10
η = Anzahl der Proben
Bei Verfahren I sind Konzentrationen an gebundenen wirksamen Chlor bis 0,5 mg/l zulässig. Werte um 0,3 mg/l werden sonst nur mit dem Verfahren Il erreicht.
Ausführungsbeispiele
1. Aus einem kleinen Vorratsbehälter wird über die dem Filter nachgeschaltete Kupfersulfatdosierungsanlage während des Badebetriebes ständig eine 3... 10%ige Wasserstoffperoxidlösung zugetropft. Gleichzeitig wird dem Filterablaufwasser über die Natriumhypochloritdosierungsanlage eine vorverdünnte 1 ...2%igeChlorbleichlaügelösung in einer Menge zugegeben, die trotz der chemischen Reaktion des Wasserstoffperoxids unter Bildung von nascierdem Sauerstoff für Verfahren I vorgeschriebene Konzentration von 0,3...0,6mg/l an freiem wirksamem Chlor in allen Bereichen des Badebeckens gewährleistet.
KMnO4 KMnO4 KMnO4 KMnO4
BA TW FA FA:TW
mg/l mg/l mg/l
2. Entsprechend dem 1. Ausführungsbeispiel wird über die Kupfersulfatdosierungsanlage dem Fiiterablaufwasser ständig eine wäßrige Lösung an Kaliumperoxydisulfat zugegeben. Auf je TOOm3 umgewälztes Badewasser werden 30...10Og KaS2OeSO dosiert, daß im Badewasser immer eine Konzentration an freiem wirksamem Chlor von 0,3... 0,6 mg/l aufrecht erhalten bleibt. Auf diese Zugabe von Neutralisationsmitteln kann in diesem Fall verzichtet werden (Tab. 2).

Claims (4)

1. Verfahren zur Verbesserung der Badewasserqualität durch die Anwendung von halogen-, besonders chlorhaltigen Desinfektionsmitteln und sauerstoffabspaltenden Chemikalien, gekennzeichnet dadurch, daß gleichzeitig mit der Dosierung von Natriumhypochloritlösung die Zugabe von Wasserstoffperoxid oder Peroxoverbindungen erfolgt.
2. Verfahren gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Natriumhypochloritlösung in einer Menge zugesetzt wird, die im Badewasser die Sicherstellung einer Konzentration von 0,3...0,6mg/l, in speziellen Fällen bis 1 mg/l gewährleistet,
3. Verfahren gemäß Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß ständig eine 3... 10%ige Wasserstoffperoxidlösung zugetropft wird.
4. Verfahren gemäß Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Peroxoverbindung Kaliumperoxodisulfat in einer Menge von 30...10Og je 100m3 umgewälztes Badewasser dosiert wird.
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