DE102011012137B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Badewasser - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Aufbereitung von einem Becken (1) zugeordnetem Badewasser, das in einem Brauchwasserkreislauf (5) umgewälzt wird und dabei gefiltert und durch Beimischung von H2O2 und durch Bestrahlung mit UV-Licht desinfizierend behandelt wird, wobei eine zusätzliche Chlorung des Badewassers vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimischung von H2O2 im Brauchwasserkreislauf (5) vor der Filterung und die Bestrahlung des umgewälzten Badewassers mit UV-Licht zur Eliminierung des H2O2 nach der Filterung erfolgt und dass die zusätzliche Chlorung des Badewassers erfolgt, bevor es in das Becken (1) zurückgespeist wird, wobei bei der Beimischung von H2O2 zum umgewälzten Badewasser eine Konzentration von 5-30 g H2O2 pro m3 des umgewälzten Badewassers eingehalten wird und das umgewälzte Badewasser mit breitbandigem UV-Licht mittleren Drucks bestrahlt wird, wobei die Bestrahlungsdosis im Bereich zwischen 25-120 mJ/cm2 liegt.
Description
- Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Gegenstand ein Verfahren zur Aufbereitung von einem Becken zugeordnetem Badewasser, das in einem Brauchwasserkreislauf umgewälzt und dabei gefiltert und durch Beimischung von H2O2 und durch Bestrahlung mit UV-Licht desinfizierend behandelt wird, wobei eine zusätzliche Chlorung des Badewassers vorgesehen ist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem einem Becken für Badewasser zugeordneten, mit einer Umwälzpumpe versehenen Brauchwasserkreislauf, der eine Wasseraufbereitungseinrichtung und eine dieser nachgeordnete Chlorungseinrichtung enthält.
- Gemäß einem aus der
DE 10 2004 027 574 B4 bekannten Vorschlag wird dem im Brauchwasserkreislauf umgewälzten Badewasser Ozon beigemischt und das so behandelte Badewasser anschließend mit UV-Licht bestrahlt, bevor es in das Becken zurückgespeist wird. Ozon kann vorteilhaft organische Stoffe eliminieren und desinfizierend wirken. Ozon ist aber nicht lagerfähig und muss daher laufend frisch erzeugt werden, was einen hohen Aufwand sowohl hinsichtlich der erforderlichen Investitionen als auch hinsichtlich der laufenden Betriebskosten erfordert. Der bekannte Vorschlag erweist sich daher als nicht wirtschaftlich genug. - Die
DE 10 2007 042 685 A1 zeigt ein Verfahren zur Behandlung von Wasser in Wasserkreisläufen, wobei das Wasser mit Wasserstoffperoxid vorgebbarer Konzentration versetzt wird, das Gemisch anschließend durch eine Katalysator-Anordnung strömt und danach mit Chlor und/oder Natriumhypochlorit und/oder Chlordioxid und/oder anderen chlorhaltigen Desinfektionsmitteln und/oder Wasserstoffperoxid und/oder UV-Bestrahlung behandelt wird. - Die
DE 600 23 594 T2 zeigt eine Anlage zur Reinigung von Wasser, bei welcher in einem Kreislauf Wasserstoffperoxid innerhalb eines UV-Reaktors zugesetzt wird und ein zusätzliches Desinfektionsmittel in einem vom Kreislauf getrennten Becken zugesetzt wird. - Die
US 5 848 363 A zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Abwasser aus Kernkraftwerken, wobei das Wasser durch die Zugabe von Wasserstoffperoxid oder Ozon und nachfolgendes Durchleiten durch eine UV-Strahlungsquelle gereinigt wird. - Die
DE 10 2005 020 417 A1 zeigt ein Verfahren zur Steuerung von Oxidationen organischer Wasserinhaltsstoffe, wobei Abwasser mit Wasserstoffperoxid und einem Katalysator versetzt und in einem UV-Reaktor behandelt wird. - Die
DE 41 38 421 A1 zeigt ein Verfahren zum Abbau von Schadstoffen in Wasser mittels Wasserstoffperoxid unter UV-Bestrahlung, wobei ein UV-Reaktor mit besonders großen Volumen verwendet wird. - Die
DE 39 33 511 A1 zeigt ein Verfahren zum Behandeln von lipophilen Stoffen enthaltendem Abwasser, wobei dem Wasser Katalysatoren und Flockungsmittel zugesetzt werden und es anschließend mittels Wasserstoffperoxid oder Ozon behandelt wird. - von lipophilen Stoffen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Badewasser, bei welchem dem Wasser in einem Kreislauf Ozon zugegeben wird und das Wasser anschließend mittels UV-Licht und gegebenenfalls einer weiteren Chlorung behandelt wird.
- Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art unter Beibehaltung der grundsätzlichen Vorteile und Vermeidung der geschilderten Nachteile so zu verbessern, dass eine vergleichsweise gute Wirtschaftlichkeit gewährleistet wird.
- Diese auf das Verfahren sich beziehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
- Die auf die Vorrichtung sich beziehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination des Anspruchs 4 gelöst.
- Mit den erfindungsgemäßen Merkmalskombinationen werden die eingangs geschilderten Nachteile des genannten Standes der Technik unter Beibehaltung seiner Vorteile beseitigt. Bei Wasserstoffperoxid (H2O2) handelt es sich um einen in entsprechenden Behältern wie Kanistern, Tanks etc. lagerfähigen Stoff, der in flüssiger Form vorliegt und daher einfach gehandhabt und dem Badewasser beigemischt werden kann. Eine Generierung von H2O2 an Ort und Stelle ist daher in vorteilhafter Weise entbehrlich, was sich vorteilhaft auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass H2O2 beim Abbau zu reinem Sauerstoff und Wasser zerfällt, womit ein zusätzlicher Chemikalieneintrag in das Badewasser unterbleibt. Ungeachtet dieser Vorteile ist durch die Eigenschaften des H2O2 auch sichergestellt, dass eine gute desinfizierende Wirkung und ein zuverlässiger Abbau organischer Stoffe erreicht werden. Dabei wird nicht nur die Wasserqualität verbessert, sondern auch eine Reinigung und Desinfektion des gesamten Gefäßsystems inform von Behältern, Rohrleitungen, Filtereinbauten etc. gewährleistet. Dies gilt in vorteilhafter Weise auch bezüglich der im Gefäßsystem entstehenden, sogenannten Biofilme, die durch H2O2 zuverlässig abgebaut werden. Damit wird einer Verschleppung von Schädlingen, insbesondere der gefürchteten Legionellen und Pseudomonaden, in das Badewasser wirksam vorgebeugt. Beim Abbau von H2O2 entstehen in vorteilhafter Weise auch sogenannte freie Radikale, was den Abbau von gebundenem Chlor, sogenannten Chloraminen, sowie von Chlorreaktionsprodukten, wie Trihalogenmethanen, sogenannten Haloformen, und von natürlichen Erregern wie Bakterien, Viren, Pilzen etc. gewährleistet. Die Bildung von freien Radikalen wird durch die Bestrahlung des mit H2O2 versetzten Badewassers mit UV-Licht noch intensiviert, womit die genannten Wirkungen noch gesteigert werden. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass das H2O2 durch die Bestrahlung mit UV-Licht praktisch vollständig, das heißt jedenfalls bis unter die Nachweisgrenze, beseitigt wird, so dass kein H2O2 in das Becken gelangt. Dies wird dadurch unterstützt, dass die Zugabe von H2O2 stromaufwärts von der Zugabe von Chlor erfolgt, das ebenfalls H2O2 beseitigen kann.
- Mit einer Konzentration von H2O2 im hiermit behandelten Brauchwasser im Bereich zwischen 5 und 30 g pro m3 des umgewälzten Badewassers lassen sich bei normalen Betriebsverhältnissen die Wirkung optimieren und der Verbrauch an H2O2 minimieren. Mit einer UV-Bestrahlungsdosis im Bereich zwischen 25 und 120 mJ/cm2 wird ein zuverlässiger Abbau des H2O2 gewährleistet.
- Bei der Filterung des umgewälzten Badewassers erfolgen die Beimischung von H2O2 vorteilhaft vor der Filterung und die Bestrahlung mit UV-Licht nach der Filterung. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Filter zuverlässig desinfiziert und von Schadstoffen freigehalten wird. In weiterer Fortbildung dieses Gedankens kann vorgesehen sein, dass die Beimischung von H2O2 zumindest teilweise einer dem Becken zugeordneten Schwallwasserkammer zugeordnet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass auch die Schwallwasserkammer zuverlässig gereinigt und von Biofilmen freigehalten wird.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Gegenstände sind in den Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
- In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufbereitung von Badewasser. - Die Erfindung dient zur Aufbereitung von in einem Becken, wie einem Schwimmbecken etc., vorhandenem Badewasser, um eine unbedenkliche Wasserqualität zu erreichen.
- In
1 ist dementsprechend ein Schwimmbecken1 angedeutet, dem eine sogenannte Schwallwasserkammer2 nachgeordnet ist, die mit dem Überlauf des Schwimmbeckens1 verbunden ist. In das Schwimmbecken1 oder die Schwallwasserkammer2 , im dargestellten Beispiel in die Schwallwasserkammer2 , mündet eine Versorgungsleitung3 , über die Frischwasser in Form von Füll- und Nachspeisewasser zuführbar ist. - Das im Schwimmbecken
1 vorhandene Badewasser wird über einen mit einer Umwälzpumpe4 versehenen Brauchwasserkreislauf5 umgewälzt, der vom Ausgang der Schwallwasserkammer2 abgeht und zu einem zugeordneten Eingang des Schwimmbeckens1 führt. Der Brauchwasserkreislauf5 führt über eine in1 durch eine unterbrochene Umrandung angedeutete Wasseraufbereitungseinrichtung6 und eine dieser nachgeordnete Chlorungseinrichtung7 zur Bewerkstelligung der in der Regel vorgeschriebenen Beimischung von Chlor zum Badewasser. - Die Wasseraufbereitungseinrichtung
6 enthält hier einen vom umgewälzten Badewasser durchströmten Filter8 . Der Aufbau des Filters8 ist frei wählbar. Dabei kann es sich um einen Einschicht- oder Mehrschicht- oder Membranfilter etc. handeln. Zusätzlich zur Filterung wird das umgewälzte Badewasser innerhalb der Wasseraufbereitungseinrichtung6 mit Wasserstoffperoxid (H2O2) versetzt und danach mit UV-Licht behandelt. Die Wasseraufbereitungseinrichtung6 enthält dementsprechend eine H2O2-Beimischeinrichtung 9 sowie eine UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung10 . Die H2O2-Beimischeinrichtung 9 enthält wenigstens eine in den Brauchwasserkreislauf5 mündende Beimischleitung11 , die von einer jeweils zugeordneten Pumpe12 gespeist wird, der saugseitig ein H2O2-Gebinde 13 oder -tank zugeordnet ist. Im dargestellten Beispiel ist ein H2O2-Kanister vorgesehen. Die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung10 kann nicht näher dargestellte, in einem in den Strömungsweg des Badewassers eingebauten Kasten angeordnete Bestrahlungsröhren enthalten, die vom durchströmenden Badewasser umspült werden. Dabei kann es sich um breitbandig strahlende Mitteldruck-Bestrahlungsröhren handeln. Die Bestrahlungsdosis liegt im Bereich zwischen 25 und 120 mJ/cm2. - Das H2O2 bekämpft gebundenes Chlor sowie Chlorreaktionsprodukte und bewirkt eine gute Desinfektion des Wassers sowie eine Reduktion von sogenannten Biofilmen auf den Oberflächen der Leitungs- und Gefäßsysteme, wobei diese Wirkungen insbesondere auf die Bildung von OH-Radikalen, sogenannten freien Radikalen, zurückzuführen ist, die beim Abbau von H2O2 entstehen. Durch die UV-Licht-Bestrahlung wird das H2O2 zuverlässig abgebaut. Gleichzeitig wird die Bildung freier Radikaler noch verstärkt. Durch die UV-Licht-Bestrahlung wird erreicht, dass kein H2O2 oder jedenfalls kein H2O2 über der Nachweisgrenze in das Schwimmbecken
1 gelangt. Sofern im die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung10 passierenden Wasser aufgrund der vorgesehenen Chlorung des Wassers noch freies Chlor, z.B. in Form einer unterchlorigen Säure, enthalten ist, führt die Bestrahlung mit UV-Licht in vorteilhafter Weise zu einer Beschleunigung der Reaktion des Chlors mit den Schadstoffen und damit zu einer Steigerung des gewünschten Effekts der Chlorung. - Bei dem der
1 zugrundeliegenden Ausführungsbeispiel der Wasseraufbereitungseinrichtung6 ist erfindungsgemäß die H2O2-Beimischeinrichtung 9 stromaufwärts vom Filter8 angeordnet. Andererseits ist die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung10 stromabwärts vom Filter8 angeordnet. Hierdurch wird sichergestellt, dass das dem Badewasser beigemischte H2O2 auch im Filter8 voll wirksam wird und diesen desinfiziert, was eine zuverlässige Bekämpfung von Erregern, insbesondere der gefürchteten Legionellen und Pseudomonaden, bewirkt. Der Rauminhalt der Leitung von der H2O2-Beimischeinrichtung 9 bis zum Filter8 sowie der Stauraum des Filters8 können hierbei als Reaktor wirken, wenngleich ein Reaktor auch verzichtbar ist. - Sofern der Filter
8 , wie oben als Möglichkeit erwähnt, als Mehrschichtfilter mit einer oberen Aktivkohleschicht ausgebildet ist, die H2O2 abbauen kann, ist diese Schicht zweckmäßig so dünn, dass auch am unteren Ausgang des Filters8 noch H2O2 ankommt. Bei Filtern8 mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 30 m/h hat sich dabei eine Dicke der Aktivkohleschicht von 10 -15 cm als günstig erwiesen. - Die Anwesenheit von Aktivkohle im Strömungsweg des mit H2O2 beaufschlagten Wassers kann überhaupt vorteilhaft sein. In diesem Zusammenhang ist nämlich davon auszugehen, dass sich die im Wasser enthaltenen Schadstoffe bevorzugt an der Aktivkohle anlagern, an der sich auch H2O2 gerne abreagiert. Die Aktivkohle wirkt daher in vorteilhafter Weise praktisch katalytisch. Das H2O2 wird an der Oberfläche der Aktivkohle aktiviert. Dabei kann es sich um zugegebene Pulveraktivkohle oder um Kornaktivkohle, die im Filter vorhanden ist, handeln. Die Beimischung von Pulveraktivkohle kann vor oder nach der Beimischung von H2O2 erfolgen, das vorteilhaft an der Oberfläche der Pulveraktivkohle aktiviert wird. In
1 ist eine stromaufwärts von der H2O2-Beimischeinrichtung 9 angeordnete, hier lediglich durch einen Pfeil angedeutete Pulveraktivkohle-Beimischeinrichtung19 vorgesehen. Da die Pulveraktivkohle H2O2 abbaut, erfolgen die Dosierung der Pulveraktivkohle und/oder des H2O2 zweckmäßig so, dass zumindest ein Rest von H2O2 in den Filter8 gelangt und diesen desinfizieren kann. - Die Beimischung von H2O2 kann, wie in
1 durch die H2O2-Beimischeinrichtung 9 angedeutet ist, in die der Pumpe4 vor- oder nachgeordnete Rohrleitung des Brauchwasserkreislaufs5 , also zum ungeteilten Hauptstrom des umgewälzten Badewassers, erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann aber auch eine Beaufschlagung der Schwallwasserkammer2 mit H2O2 erfolgen, wie in1 durch eine weitere H2O2-Beimischeinrichtung 9a angedeutet ist, deren Aufbau dem oben beschriebenen Aufbau der H2O2-Beimischeinrichtung 9 entsprechen kann. Die Zufuhr von H2O2 zur Schwallwasserkammer2 hat den Vorteil, dass bereits in dieser und nicht nur in den stromabwärts hiervon sich befindenden Leitungen und Gefäßen eine zuverlässige Reduktion von sogenannten Biofilmen und Schadstoffen wie Baktereien, Viren, Pilzen etc. erreicht wird. - Die H2O2-Beimischeinrichtung 9 und/oder die H2O2-Beimischeinrichtung 9a ist bzw. sind so eingestellt, dass 5 - 30 g H2O2 pro m3 des den Brauchwasserkreislauf
5 durchströmendem Badewassers in dieses eingemischt wird bzw. in diesem nach der Beimischung von H2O2 eine H2O2-Konzentration von 5 - 30 g/m3 vorhanden ist. Die Dosierung kann dementsprechend mengenproportional oder konzentrationsabhängig oder zeitgesteuert in Intervallen etc. erfolgen. - Die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung
10 ist so eingestellt, dass stromabwärts hiervon kein H2O2 nachweisbar ist. Um dies zuverlässig zu bewerkstelligen ist eine Regelungseinrichtung14 zur Regelung der H2O2-Zufuhr sowie der UV-Licht-Bestrahlung vorgesehen. Die Regelungseinrichtung14 enthält mindestens einen Istwertaufnehmer15 sowie einen Regler16 , der die Ausgangssignale jedes Istwertaufnehmers15 empfängt und der Steuersignale für Stellorgane der H2O2-Beimischeinrichtung 9 bzw. 9a und der UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung10 erzeugt. Der Istwertaufnehmer15 kann im Bereich zwischen der Beimischung von H2O2 und einem von der UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung10 abgehenden Leitungsabschnitt des Brauchwasserkreislaufs5 angeordnet sein. Zur Erzielung einer kurzen Regelstrecke ist zweckmäßig eine der UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung10 benachbarte Anordnung des Istwertaufnehmers15 vorgesehen, wie1 erkennen lässt. - Der Istwertaufnehmer
15 kann direkt den H2O2-Gehalt messen oder einen hiermit korrelierenden Wert, z.B. die Redox-Spannung. Diese soll nicht weniger als 750 mV gegenüber einer Goldelektrode betragen, da die Desinfektionfreudigkeit umso besser ist, je höher die Redox-Spannung ist. Zweckmäßig werden auch, wie durch weitere dem Becken1 zugeordnete Messsonden17a ,17b angedeutet ist, der Chlorgehalt und der pH-Wert des Beckenwassers gemessen und mittels der die Messwerte empfangenden Regelungseinrichtung14 über nicht dargestellte Signalleitungen die Chlorungseinrichtung7 und eine bei 18 angedeutete pH-Werteinstellung geregelt. Die Dosierung der Pulveraktivkohle kann ebenfalls mittels der Regelungseinrichtung14 geregelt werden. Um die Filterwirkung zu verbessern, können dem umgewälzten Wasser vor dem Filter8 Flockungsmittel beigemischt werden, wie durch einen Pfeil20 angedeutet ist. Mit Hilfe des Flockungsmittels bilden auch kleine Verunreinigungen vergleichsweise große Flocken, die dementsprechend zuverlässig im Filter8 abgeschieden werden. - Gemäß
1 ist die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung10 erfindungsgemäß dem Filter8 nachgeordnet, was die Dosierung des dem Badewasser beigemischten H2O2 derart, dass auch der Filter8 desinfiziert wird, besonders einfach gestaltet.
Claims (5)
- Verfahren zur Aufbereitung von einem Becken (1) zugeordnetem Badewasser, das in einem Brauchwasserkreislauf (5) umgewälzt wird und dabei gefiltert und durch Beimischung von H2O2 und durch Bestrahlung mit UV-Licht desinfizierend behandelt wird, wobei eine zusätzliche Chlorung des Badewassers vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimischung von H2O2 im Brauchwasserkreislauf (5) vor der Filterung und die Bestrahlung des umgewälzten Badewassers mit UV-Licht zur Eliminierung des H2O2 nach der Filterung erfolgt und dass die zusätzliche Chlorung des Badewassers erfolgt, bevor es in das Becken (1) zurückgespeist wird, wobei bei der Beimischung von H2O2 zum umgewälzten Badewasser eine Konzentration von 5-30 g H2O2 pro m3 des umgewälzten Badewassers eingehalten wird und das umgewälzte Badewasser mit breitbandigem UV-Licht mittleren Drucks bestrahlt wird, wobei die Bestrahlungsdosis im Bereich zwischen 25-120 mJ/cm2 liegt.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beimischung von H2O2 zumindest teilweise einer dem Becken (1) zugeordneten Schwallwasserkammer (2) zugeordnet ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem umgewälzten Badewasser Pulveraktivkohle beigemischt wird, die so dosiert wird, dass sie höchstens einen Teil des dem umgewälzten Badewasser vorher oder nachher beigemischten H2O2 adsorbieren kann.
- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem einem Becken (1) für Badewasser zugeordneten, mit einer Umwälzpumpe (4) versehenen Brauchwasserkreislauf (5), der eine Wasseraufbereitungseinrichtung (6) und eine dieser nachgeordnete Chlorungseinrichtung (7) enthält, wobei die Wasseraufbereitungseinrichtung (6) wenigstens eine H2O2-Beimischeinrichtung (9, 9a) zur Beimischung von H2O2 zum umgewälzten Badewasser mit einer Konzentration von 5-30 g H2O2 pro m3 des umgewälzten Badewassers sowie stromabwärts hiervon wenigstens eine UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung (10) zur Bestrahlung des umgewälzten Badewassers mit breitbandigem UV-Licht mittleren Drucks mit einer Bestrahlungsdosis im Bereich zwischen 25-120 mJ/cm2 aufweist und wobei im Brauchwasserkreislauf (5) eine Filtereinrichtung (8) angeordnet ist und die H2O2-Beimischeinrichtung (9, 9a) der Filtereinrichtung (8) vorgeordnet und die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung (10) der Filtereinrichtung (8) nachgeordnet ist.
- Vorrichtung nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der H2O2-Beimischeinrichtung (9, 9a) eine Pulveraktivkohle-Beimischeinrichtung (19) vor- oder nachgeordnet ist, die so einstellbar ist, dass von der Pulveraktivkohle höchstens ein Teil des H2O2 adsorbiert wird.
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