DD262139A3

DD262139A3 - METHOD FOR IMPROVING BATH WATER QUALITY

Info

Publication number: DD262139A3
Application number: DD29941487A
Authority: DD
Inventors: Hans-Juergen Jessen
Original assignee: Berlin Sportstaettenbetrieb
Priority date: 1987-01-23
Filing date: 1987-01-23
Publication date: 1988-11-23

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.The invention relates to the metering of oxygen-releasing chemicals such as hydrogen peroxide or peroxo (di) sulfates in the filter effluent water (pure water) of bath water treatment plants to reduce the CSVMn values and the concentration of bound chlorine (Chloramines). As a result, the chlorine consumption of the bathing water is reduced and desirably reduced the formation of chlorine-containing, health-damaging bathing water ingredients. With the addition of peroxo (di) sulfates, the simultaneous addition of p H value correcting chemicals can be dispensed with.

Description

Field of application of the invention

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 CSV_Mn-Verbrauch des Badewassers aus. Durch die damit verbundene verminderte Chlorzehrung werden weniger für die menschliche Gesundheit schädliche Chlorreaktionsprodukte gebildet.When treating the pool water from indoor pools, hotel pools, wave pools, injured swimming pools, physiotherapy exercise pools, hot whirlpools or kiddie pools, the usual "flocculation filtration chlorination" treatment method is to add a chemical to the bathwater after filtering The oxygen in this case does not have the task of disinfection, but is intended to oxidize the pollution still present in the bath water and thus to reduce the total amount of chlorine-reacting substances Oxygen, for the bather, desirably lowers the concentration of bound active chlorine (chloroamines) and the CSV _Mn consumption of the bathwater, thus reducing the harm to human health due to the associated reduced chlorine consumption formed chlorine reaction products.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen -Characteristic of the known technical solutions -

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.The main source of contamination of the bathing water is the bather. Thus, a contamination input of 0.5 ... 1.0 g, an average urine input of about 50 ml and a germ count of 6 · 10 ⁶ ... 3 · 10 ⁹ per bather is calculated. In order to prevent accumulation, bath water is treated by the method I flocculation-filtration-chlorination or, more rarely, by the method II flocculation-filtration-ozonation-activated carbon filtration (deaeration) -chlorination. In the case of method I, a chlorine content of 0.3 ... 0.6 mg / l must be maintained in the bath water in order to reduce the fungal ectopia E. coli by 3 orders of magnitude within 30 seconds. It is known that chlorine not only disinfectant, but also acts oxidizing and thereby arise depending on the amount of urea registered urea the odorous and eye-irritating chloroamines. In addition, in the ppm range harmful substances such as chlorourea compounds, trichloronitromethane, chlorinated amino acids, trichloroacetic acid and standing in the suspected carcinoma Haloforme, especially trichloromethane form. It has therefore been repeatedly tried to replace chlorine with other chemicals. So z. As peroxo compounds, especially hydrogen peroxide, but also copper and silver preparations, chloroisocyanurates, Bromhydantoin, bromine or mixtures of these chemicals have been used for the disinfection of the bath water, but without achieving the necessary germ killing rate of chlorine. The confirmation of the invention from DE-Nr.3109070A1 is still pending in practice. Therefore, in a large number of countries only chlorine, sodium hypochlorite solution or a chlorine-chlorine dioxide mixture was approved for bath water disinfection. In order to keep the sum of the undesirable and chlorine-reactive substances as small as possible is still required that the introduced by the bathers amount of dirt must be removed by the bath water circulation, flocculation and filtration again. In highly polluted baths, eg Kinderplansch-, wave or injured pool is therefore in exceptional cases as an additional treatment measure an ozone stage for the pre-oxidation of the introduced dirt constituents and to improve the disinfecting power of the bath water integrated (method II). The electrical production of ozone is technically and economically very expensive. The extraordinary aggressiveness of the ozone requires additional corrosion protection measures. In addition, ozone is a strong poison, which has no depot effect due to its poor water solubility, quickly outgrow the bath water and can lead to poisoning symptoms of the bathers. Therefore, it is required that ozone be completely removed by a downstream activated carbon filter before entering the bath. Since then the bathwater lingers for a long time in the pool before it is fed back to the treatment plant by the circulation, it is also necessary in the process Il, maintain a chlorine concentration of 0.2 ... 0.5mg / l in the bath water. Thus, at least partially the same undesirable side reactions are effective as in the process I.

Ausdruck für die Aufbereitungsleistung ist der Vergleich des CSV_Mn-Verbrauches des Badewassers, Filterablaufwassers (Reinwasser) und Trinkwassers. Steht die Aufbereitungsleistung im richtigen Verhältnis zur Belastung des Badewassers wird im Reinwasser wieder der CSV_Mn-Wert des zur Füllung verwendeten Trinkwassers erreicht, d. h. es kommt zu keinerThe expression for the treatment performance is the comparison of the CSV _Mn consumption of the bath water, filter waste water (pure water) and drinking water. If the treatment performance is in the correct ratio to the load of the bath water, the CSV _Mn value of the drinking water used for the filling is reached again in the pure water, ie there is none

Schmutzanreicherung. Ist jedoch der CSV_Mn-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.Dirt accumulation. However, if the CSV _Mn value of the supplied drinking water is increased by humic acids and reaches values above 12 mg / l, difficulties arise in complying with this requirement. In this case, by the method I of the registered dirt can not be completely eliminated.

Tabelle 1: pH-Werte und KMnO₄-Verbrauch (KMnO₄-Verbrauch entspricht 4 χ CSV_Mn-Wert) des Trinkwassers, Badewassers und des Filterablaufwassers als arithmethisches Mittel aus jährlich 65...168 Proben in mg/l aus 14 HallenbädernTable 1: pH values and KMnO ₄ consumption (KMnO ₄ consumption corresponds to 4 χ CSV _Mn value) of the drinking water, bath water and filter effluent water as arithmetic mean from 65 ... 168 samples in mg / l from 14 indoor pools

Jahryear pH-WertPH value KMnO₄ KMnO ₄ KMnO₄ KMnO ₄ KMnO₄ KMnO ₄ KMnO₄FA=TWKMnO ₄ FA = TW Badewasserbath water BABA TWTW FAFA 19791979 7,817.81 16,4116.41 13,2213,22 15,1915.19 1,071.07 19801980 7,667.66 15,8115.81 12,7012.70 13,4313.43 1,061.06 19811981 7,607.60 15,3015,30 13,8913.89 13,8913.89 " 1,00"1.00 19831983 7,627.62 14,0014.00 12,7712.77 13,1313.13 1,031.03 19851985 7,677.67 12,2612.26 11,6811.68 11,7411.74 1,011.01

BA = Badewasser, TW = Trinkwasser, FA = FilterablaufwasserBA = bathing water, TW = drinking water, FA = filter drainage water

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.The chlorine acts in this case not only as a disinfectant, but preferably as an oxidant. This leads to the formation of chloramines. These have hitherto been destroyed by physical processes by means of a chloramine separator, by dilution with drinking water or chemically by bathwater high chlorinations in the night hours. It is known that in this case also higher concentrations of haloforms can arise.

Object of the invention

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 CSV_Mn-Verbrauches im Filterablaufwässer und eine Verminderung unerwünschter Badewasserinhaltsstoffe, z. B. der Chloramine, erreicht werden; d. h. es erfolgt eine Verbesserung der Badewasserqualität.The invention has been created with the aim of enriching the filter effluent (pure water) with oxygen or nascent oxygen by the dosage of oxygen-releasing chemicals. This should not, as before, an improved disinfection of the bath water, but the reduction of CSV _Mn consumption in the filter effluent water and a reduction of unwanted bath water ingredients, eg. B. the chloramines can be achieved; ie there is an improvement in the bathing water quality.

Essence of the invention

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 CSV_Mn-Wertes und der Chloraminkonzentration. Weiterhin wird zwangsläufig auch die Bildung unerwünschter chlorierter Badewasserinhaltsstoffe, z. B. die Haloforme, vermindert und eine Verbesserung der Badewasserqualität erreicht.The object of the invention is to feed via conventional chemical dosing plants in a very simple manner water-soluble oxygen-releasing chemicals and a halogen, preferably chlorine-containing disinfectant in the filter effluent. The immediate chemical reaction of these substances together produces nascent oxygen. While the chlorine-containing disinfectant still ensures the disinfection of the bath water in the prescribed concentration, the oxygen produced with the disinfecting agent competes with the ingredients that can no longer be removed from the water while simultaneously lowering the CSV _Mn value and the chloramine concentration. Furthermore, inevitably, the formation of undesired chlorinated bathwater ingredients, eg. As the Haloforme, reduced and achieved an improvement in the bathing water quality.

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 ChlorHydrogen peroxide should be preferred for use, since this chemical decomposes without salt accumulation in the bath water into the environment-friendly products water and nascent oxygen. When using sodium hypochlorite solution as a disinfectant, it is known that an undesirable increase in the pH of the bathwater occurs. For pH correction then acidic agents such. As sulfuric acid or potassium hydrogen sulfate added. If a peroxydisulfate or peroxosulfate is metered in as the oxygen-releasing substance, the acidic agents used for the neutralization are formed by themselves during the decomposition of these products, so that their separate application can be dispensed with. The improvement in bathing water quality and pH are shown in Table 2. Table 2: Improving bathing water quality by adding oxygen scavenging chemicals to the filter effluent by reducing KMnO ₄ consumption and low levels of bound effective chlorine

Chemikalie pH-Wert geb. ChlorChemical pH added. chlorine

BA ^_^ mg/l BA ^ _ ^ mg / l

H₂O₂ 7,61 0,28 11,40 12,78 9,78 0,77 10H ₂ O ₂ 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 10K ₂ S ₂ O ₈ 7.38 0.31 10.98 12.85 9.35 0.73 10

η = Anzahl der Probenη = number of samples

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.In method I, concentrations of bound effective chlorine up to 0.5 mg / l are allowed. Values around 0.3 mg / l are otherwise only achieved by method II.

embodiments

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.1. A 3 ... 10% hydrogen peroxide solution is constantly added dropwise from a small storage tank via the copper sulphate dosing plant downstream of the filter during the bathing operation. At the same time, a prediluted 1 to 2% chlorine bleach solution is added to the filter effluent water via the sodium hypochlorite dosing system in an amount which, in spite of the chemical reaction of the hydrogen peroxide to form nascent oxygen for Process I, is 0.3 to 0.6 mg / L guaranteed free chlorine in all areas of the pool.

KMnO₄ KMnO ₄ KMnO₄ KMnO ₄ KMnO₄ KMnO ₄ KMnO₄ KMnO ₄ BABA TWTW FAFA FA:TWFA: TW mg/lmg / l mg/lmg / l mg/lmg / 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).2. According to the first embodiment, an aqueous solution of potassium peroxydisulfate is constantly added to the fitter effluent via the copper sulfate dosing system. On each TOOm ³ circulated bath water 30 ... 10Og KaS ₂ OeSO dosed that in the bath water always a concentration of free effective chlorine of 0.3 ... 0.6 mg / l is maintained. This addition of neutralizing agents can be dispensed with in this case (Table 2).

Claims

1. A method for improving the quality of bathing water by the use of halogen, especially chlorine-containing disinfectants and oxygen-releasing chemicals, characterized in that simultaneously with the dosage of Natriumhypochloritlösung the addition of hydrogen peroxide or peroxo compounds.

2. The method according to item 1, characterized in that sodium hypochlorite solution is added in an amount which ensures in the bath water, a concentration of 0.3 ... 0.6mg / l, in special cases to 1 mg / l,

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that constantly a 3 ... 10% hydrogen peroxide solution is added dropwise.

4. The method according to item 1 and 2, characterized in that as the peroxo compound potassium peroxodisulfate in an amount of 30 ... 10Og per 100m ³ circulated bath water is metered.