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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Entfernung von Halogenierungsprodukten bzw. Desinfektionsnebenprodukten
in gechlortem Wasser, insbesondere im Rahmen der Schwimmbadwasser-
bzw. Trinkwasserbehandlung.
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Es ist bekannt, daß bei der
Desinfektion von Badewasser unter Verwendung von Chlor abhängig von bestimmten
Randbedingungen in wechselnden Konzentrationen Chloroform entsteht
(vgl. L. Erdinger, F. Kirsch, A. Höppner, N. G. Sonntag: „Haloforms
in hot spring pools",
Zentralbl. Hyg. Umweltmed., Oktober 1997; 200(4), Seiten 309 – 317).
In gechlortem Wasser, wie Schwimmbadwasser oder gechlortes Trinkwasser, kommt
es durch den Einsatz von Chlor ferner zur Bildung von weiteren organischen
Halogenierungsprodukten, wie Dichlorbrommethan, Chlordibrommethan
und Bromoform. Wenn von „gechlortem
Wasser" oder dem „Einsatz
von Chlor" die Rede
ist, so werden damit üblicherweise
alle Reagentien oder Reaktionen eingeschlossen, die in Wasser zur
Bildung von HOCl führen,
wie z.B. durch Zugabe von Chlorbleichlauge oder durch Einleiten von
Cl2-Gas oder Auflösen von Ca(OCl) 2 oder Chlorkalk CaCl(OCl) Diese Chlorquellen
werden häufig
auch als „aktives
Chlor" bezeichnet.
Die vorgenannten organischen Halogenierungsprodukte, wie Dichlorbrommethan, Chlordibrommethan
und Bromoform, sind jedoch aufgrund ihrer gesundheitsschädigenden
Wirkung höchst
unerwünscht.
Durch bislang angewendete Aufbereitungstechniken können diese
Stoffe jedoch nur unzureichend aus dem entsprechenden Schwimmbadwasser
oder Trinkwasser entfernt werden. Derzeit existiert keine technische
Lösung
zur vollständigen
Entfernung von Trihalogenmethanen (THM) in gechlortem Wasser, wie
z.B. Schwimmbadwasser. Insbesondere kann mit derzeit verwendeten
Aufbereitungs- und Reinigungstechniken nicht gewährleistet werden, daß Trihalogenmethane
in einem derartigen Umfang entfernt werden, daß gesundheitsschädliche Auswirkungen
mit Sicherheit ausgeschlossen werden können.
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In diesem Zusammenhang stellt insbesondere
die Anwesenheit von Nitrat ein besonderes Problem dar, insofern
Nitrat schon in einem Anteil von etwa 10 mg/l Wasser oder sogar
darunter den Abbau von Chloroform durch UV-Bestrahlung signifikant
hemmt. Trinkwasser enthält
oft, Schwimmbadwasser fast immer, zumindest nach einer gewissen
Zeit nach der Frisch- oder Neubefüllung, mehr als 10 mg/l Nitrat,
da aus eingebrachten stickstoffhaltigen Verbindungen (z.B. durch
Badegäste,
etc.) letztlich Nitrat erzeugt wird, das nur durch Verdünnung, d.h.
Frischwasserzusatz, teilweise aus dem Becken entfernt werden kann,
und zwar bis zu der Konzentration, in der Nitrat im zugesetzten
Füllwasser
enthalten ist. Infolge dieses Nitratgehaltes in Trinkwasser bzw.
Schwimmbadwasser gelingt die Photolyse von Chloroform in derartigem
Wasser auch bei Verwendung von intensiver UV-Strahlung niemals vollständig.
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Bromid wird in Gegenwart von aktivem
Chlor wie HOCl zu aktivem Brom oxidiert. Diese Reaktion war auf
dem hier vorliegenden Fachgebiet Gegenstand eingehender wissenschaftlicher
Untersuchungen; vgl. den Schlußbericht über das
Forschungsvorhaben "Trihalogenmethane
in Hallenbädern
mit Meerwasser- und Sole-Becken" von
Prof. Dr. K. O. Gundermann, Dr. F. Jentsch und Dr. A. Matthiessen
(Kiel, 1997) des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft, Forschung
und Technologie. Beispielsweise wird in Meerwasserhallenbädern aus
2 mg/l Chlor 4,2 mg/l Bromid umgesetzt. Demgemäß erfolgt die Desinfektion
und der oxidative Abbau organischer Stoffe in Meerwasserhallenbädern überwiegend
durch Brom, d.h. „aktives
Brom" wie HOBr, was
auch zur Bildung von Bromierungsnebenprodukten führt.
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DE 30 20 170 C2 beschreibt ein Verfahren
zum Reinigen von gechlortem Wasser in einem Schwimmbadbecken durch
Zirkulieren des Wassers durch einen aus mehreren Durchströmungskammern
bestehenden Behälter,
in welchem es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
DE 199 13 011 A1 beschreibt
ein Verfahren zur Aufbereitung von Schwimm- und Badewasser, bei
dem der Gesamt- oder Teilstrom des zu reinigenden Betriebswassers
einem Reaktionsraum zugeführt
wird, der einen mittels UV-Strahlung bestrahlten Titandioxidkatalysator
umfaßt.
DE 27 07 471 A1 beschreibt
ein Verfahren zum Erzeugen von Schwimmbadwasser mit Trinkwasserqualität, wobei
an einem Umwälzkreislauf
zwischen dem Quarzkies filter und der Chlordosierungsanlage ein Aktivkohlefilter
geschaltet ist.
DE
198 14 705 A1 beschreibt ein Verfahren zur Aufbereitung
von Schwimmbadwasser, bei dem das aufzubereitende Schwimmbadwasser
als ein Wasserhauptstrom aus dem Becken abgeführt wird, ein Wasserteilstrom
aus dem Hauptstrom abgezweigt und durch Zuführung eines Gases, wie beispielsweise
Luft, aufbereitet wird und nach der Aufbereitung der Wasserteilstrom
und der Wasserhauptstrom wieder dem Becken zugeführt werden. Geeignete Stoffe,
die dem Wasserteilstrom vor der Gaseinleitung zugesetzt werden können, sind
beispielsweise Chlor, Produkte auf Chlorbasis oder andere Oxidationsmittel,
wie Peroxid.
DE 31
17 473 A1 beschreibt ein Schwimmbecken- und Brauchwasser-Entkeimungsgerät mit einer
spezifisch angeordneten UV-Strahlungslampe. Keine dieser im Stand
der Technik bekannten Maßnahmen
ist jedoch für
sich genommmen in einfacher Weise geeignet, die Konzentration von
in gechlortem Wasser gebildeten Halogenierungsprodukten bzw. Desinfektionsnebenprodukten
signifikant, d.h. die Chlorkonzentration auf eine Konzentration
unter 10 μg/l
zu verringern. Derzeit wird die Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser
in der DIN 19643 geregelt, worin die Verfahrenskombinationen von
Adsorption-Flockung-Filtration-Chlorung, Flockung-Filtration-Ozonung-Sorptionsfiltration-Chlorung,
Flockung-Ozonung-Mehrschichtfiltration-Chlorung und Flockung-Filtration-Adsorption
an Aktivkohle-Chlorung vorgesehen sind, um eine gesundheitliche
Beeinträchtigung
der Badegäste
auszuschließen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
somit die Aufgabe zugrunde, die Konzentration von in gechlortem Wasser
gebildeten Halogenierungsprodukten bzw. Desinfektionsnebenprodukten,
insbesondere organischen Halogenverbindungen, wie Trihalogenmethanen,
signifikant zu verringern. Insbesondere soll ein Verfahren bereitgestellt
werden, das geeignet ist, die in gechlortem Wasser gebildeten (organischen)
Halogenierungsprodukte unter eine Konzentration von 10 μg/l (d.h.
die Hälfte
des in DIN 19643 definierten Höchstwerts),
möglichst
sogar weit unter 10 μg/l,
abzubauen.
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Diese Aufgabe wird durch die in den
Ansprüchen
gekennzeichneten Ausführungsformen
gelöst.
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Insbesondere wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren zur Entfernung von Halogenierungsprodukten
in gechlortem Wasser bereitgestellt, umfassend:
- (a)
das Zugeben mindestens einer bromhaltigen Verbindung, die geeignet
ist, in Wasser Bromidionen freizusetzen, und
- (b) das Bestrahlen des derart behandelten Wassers mit einer
oder mehreren zur Zersetzung bzw. Photolyse der gebildeten Halogenierungsprodukte
geeigneten Strahlungsquellen.
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Unter dem hier verwendeten Ausdruck "gechlortes Wasser" wird Wasser verstanden,
das mit Chlor oder Chlorderivaten in Kontakt gebracht worden ist,
wie beispielsweise Schwimmbadwasser oder Trinkwasser. Trinkwasser
darf gemäß geltender
Bestimmungen nicht mehr als 50 mg/l Nitrat aufweisen. Schwimmbadwasser
soll nicht mehr als 70 mg/l Nitrat enthalten, kann aber unter Umständen auch
Werte, die weit darüber
liegen, z.B. 150 mg/l, aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich zur Behandlung sowohl von Trinkwasser als auch Schwimmbadwasser
mit den vorstehend genannten Nitratgehalten, d.h. Wasser mit Nitratgehalten
von beispielsweise 5 bis 150 mg/l.
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Der Mechanismus der Entstehung von
organischen Halogenierungsprodukten, wie Trihalogenmethanen, beispielsweise
in gechlortem Schwimmbadwasser, ist nicht vollständig aufgeklärt. Es wird
jedoch angenommen, daß die
Bildung organischer Halogenierungsprodukte in gechlortem Schwimmbadwasser
im wesentlichen auf den Eintrag von Urin, Schweiß, Hautabschürfungen,
Kosmetika, Bakterien und/oder der Haut der Badegäste selbst zurückzuführen ist.
In Schwimmbadwasser und Trinkwasser können ferner als pflanzliche Abbauprodukte
die komplex aufgebauten makromolekularen Humin- und Fulvinsäuren enthalten
sein, die ebenfalls mit Chlor zu einer Vielzahl von halogenierten
Nebenprodukten reagieren können.
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Im allgemeinen wird die Bildung von
Trihalogenmethanen aus Verbindungen, die eine Methylketonstruktur
aufweisen, über
die Haloformreaktion mit Chlor erklärt. Ein plausibler Mechanismus
der Haloformreaktion ist im nachfolgenden Schema 1 beschrieben:
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Nach dem in Schema 1 beschriebenen
Mechanismus der Haloformreaktion wird in gechlortem Wasser daher
vorwiegend Chloroform gebildet. In bromidhaltigem Wasser entsteht
durch Reaktion von Chlor bzw. Chlorderivaten mit Bromid elementares
Brom, das analog zu Chlor die entsprechenden bromierten Trihalogenmethane
bilden kann.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
wurde nun festgestellt, daß durch
Zugabe einer geeigneten Menge einer bromhaltigen Verbindung, die
geeignet ist, in Wasser Bromidionen freizusetzen, das Gleichgewicht
der Bildung von Trihalogenmethanen derart beeinflußt werden
kann, daß im
wesentlichen nur Bromoform als organisches Halogenierungsprodukt
gebildet wird. Der hier verwendete Ausdruck „im wesentlichen nur Bromoform" bedeutet, daß die in
gechlortem Schwimmbadwasser oder gechlortem Trinkwasser gebildeten
organischen Halogenierungsprodukte, d.h. vor allem Trihalogenmethane,
zu 80 Gew.-% Bromoform, vorzugsweise zu 90 Gew.-% und besonders
bevorzugt zu 99 Gew.-% oder mehr Bromoform, bezogen auf die Gesamtmenge
der gebildeten organischen Halogenierungsprodukte, umfassen.
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Die vorliegende Erfindung sieht den
Einsatz mindestens einer bromhaltigen Verbindung, die geeignet ist,
in Wasser Bromidionen freizusetzen, zur Verschiebung des Gleichgewichts
der Bildung organischer Halogenierungsprodukte in Schwimmbadwasser
oder Trinkwasser hin zur Bildung von im wesentlichen Bromoform vor.
Der Ausdruck „Verschiebung
des Gleichgewichts der Bildung organischer Halogenierungsprodukte
in Schwimmbadwasser oder Trinkwasser hin zur Bildung von im wesentlichen
Bromoform" ist derart
zu verstehen, daß die
Bildung von Trihalogenmethanen, wie Chloroform, Bromdichlormethan,
Dibromchlormethan und Bromoform, in gechlortem Wasser derart beeinflußt wird,
daß, wie
vorstehend beschrieben, im wesentlichen nur Bromoform, d.h. in einer
Menge von mehr als 90 %, vorzugsweise in einer Menge von mehr als
99 % oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge der gebildeten organischen
Halogenierungsprodukte, gebildet wird.
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Zur Verdeutlichung dieses Effekts
wird auf 1 verwiesen.
Die vorstehend beschriebene Verschiebung des Gleichgewichts bezüglich der
Bildung von Trihalogenmethanen (THM) in Abhängigkeit der Bromidionenkonzentration
im Füllwasser
wird dadurch verdeutlicht. Aus 1 ist
ersichtlich, daß bei
einer Konzentration von > 10
mg/l Bromidionen etwa 98 % Bromoform, etwa 3 % Dibromdichlormethan
und Spuren Bromdichlormethan gebildet werden. Die Bildung von Chloroform
ist praktisch nicht nachweisbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die bromhaltige Verbindung, die
geeignet ist, in Wasser Bromidionen freizusetzen, in einer derartigen
Menge verwendet, daß mehr als
0,5 mg Bromidionen, bezogen auf einen Liter Wasser, freigesetzt
werden. Die entsprechende Menge der bromhaltigen Verbindung variiert
mit dem Molekulargewicht der verwendeten bromhaltigen Verbindung.
Die geeignete Menge der bromhaltigen Verbindung kann von einem Fachmann
einfach ermittelt werden. Vorzugsweise wird die bromhaltige Verbindung,
die geeignet ist, in Wasser Bromidionen freizusetzen, in einer derartigen
Menge verwendet, daß Bromidionen
in einer Konzentration von 10 mg bis 100 mg, mehr bevorzugt 10 mg bis
30 mg, bezogen auf einen Liter Wasser, freigesetzt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann prinzipiell jede in Wasser zumindest teilweise lösliche bromhaltige
Verbindung verwendet werden, die geeignet ist, in Wasser Bromidionen
freizusetzen, sofern deren Verwendung aus gesundheitlicher Sicht
unbedenklich ist. Vorzugsweise ist die bromhaltige Verbindung in
Wasser löslich,
wobei man unter dem Ausdruck „löslich" eine Löslichkeit
in Wasser (beispielsweise in destilliertem Wasser als Modellsubstanz)
bei 20°C
in einem Bereich von 10 g bis 100 g, bezogen auf einen Liter Wasser, versteht.
Bestenfalls ist die erfindungsgemäß eingesetzte bromhaltige Verbindung
in Wasser bei 20°C
leicht löslich,
d.h. in einem Bereich von 100 g bis 1000 g oder mehr, bezogen auf
einen Liter Wasser.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
verwendbare geeignete bromhaltige Verbindungen können beispielsweise anorganische
Bromidsalze, wie Metallbromide der Haupt- bzw. Nebengruppen des
Periodensystems der Elemente, Nichtmetallbromidsalze, wie Ammonium-,
Alkylammonium-, Phosphonium- oder Alkylphosphoniumbromide, Interhalogenverbindungen,
Bromidionen freisetzende Ionenaustauscher (Austausch gegen z.B.
Chlorid oder Sulfat) oder organische Bromverbindungen wie 1-Brom-3-chlor-5,5-dimethylhydantoin (BCDMH)
sein. Sauerstoffhaltige Bromsalze, wie Hypobromite, können ebenfalls
verwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind auch
Nichtmetallbromverbindungen wie NH2Br („gebundenes
Brom"), Br2- oder Bromradikale abspaltende Verbindungen,
OBr bzw. HOBT abspaltende Verbindungen,
elementares Brom oder Bromkomplexe, wie Polyvinylpyrrolidon-Brom-Komplex,
einsetzbar.
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Vorzugsweise ist die bromhaltige
Verbindung ein Bromidsalz. Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das bromhaltige Salz ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallbromid. Beispiele
für Alkalimetallbromide
sind Lithiumbromid, Natriumbromid, Kaliumbromid und Cäsiumbromid,
wobei Natriumbromid und Kaliumbromid besonders bevorzugt sind. Beispiele
für Erdalkalimetallbromide
sind Calciumbromid, Magnesiumbromid, Strontiumbromid und Bariumbromid.
Es können
auch Gemische von zwei oder mehreren davon eingesetzt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird in Schritt (a) Natriumbromid in einer
Menge von 0,64 mg bis 128,7 mg, besonders bevor zugt in einer Menge
von 0,64 mg bis 38,6 mg, bezogen auf einen Liter Wasser, bzw. Kaliumbromid
in einer Menge von 0,74 mg bis 148,9 mg, besonders bevorzugt in
einer Menge von 0,74 mg bis 14,9 mg, bezogen auf einen Liter Wasser,
zu dem zu behandelnden gechlortem Wasser gegeben.
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Der Schritt des Bestrahlens des derart
behandelten Wassers kann mit einer zur Zersetzung von in gechlortem
Wasser gebildeten (organischen) Halogenierungsprodukten geeigneten
Strahlungsquelle durchgeführt
werden. Die für
eine derartige Bestrahlung geeignete Strahlungsquelle ist insbesondere
derart auszuwählen,
daß damit
Bromoform als dem im wesentlichen gebildeten Halogenierungsprodukt
auch in Gegenwart von Nitrat wirksam zersetzt werden kann.
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Vorzugsweise wird das Bestrahlen
des resultierenden Wassers mit einer oder mehreren UV-Strahlungsquellen
durchgeführt.
UV-Strahlen weisen im allgemeinen eine Wellenlänge im Bereich von λ = etwa 400 bis
etwa 10 nm auf, wobei man UV-A-Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen λ = 400 bis
320 nm, UV-B-Strahlen
mit einer Wellenlänge
von λ =
320 bis 280 nm und UV-C-Strahlen mit einer Wellenlänge von λ = 280 bis 200
nm unterscheidet. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der Einsatz einer UV-C-Strahlungsquelle, d.h. von
UV-C-Strahlen, die
einen Wellenlängenbereich
von λ =
etwa 280 nm bis etwa 200 nm aufweisen, bevorzugt. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch derart zu verstehen, daß auch andere Wellenlängen, die
zur Zersetzung von insbesondere Bromoform geeignet sind, verwendet
werden können.
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In diesem Zusammenhang ist es von
besonderer Bedeutung, daß,
wie eingangs erwähnt,
die Photolyse von Chloroform, welches üblicherweise in gechlortem
Wasser, wie Schwimmbadwasser und Trinkwasser, gebildet wird, mit
UV-Strahlen in Anwesenheit von Nitrat nicht vollständig möglich ist.
Die durch die bromhaltige Verbindung induzierte Verschiebung des
Gleichgewichts der Bildung von Trihalogenmethanen hin zur im wesentlichen
vollständigen
Bildung von Bromoform ermöglicht überraschenderweise
sogar in Anwesenheit von Nitrat in den in Trinkwasser bzw. Schwimmbadwasser
maßgeblichen
Anteilen – in
Trinkwasser gemäß geltender
Bestimmungen nicht mehr als 50 mg/l Nitrat, während Schwimmbadwasser nicht
mehr als 70 mg/l Nitrat enthalten soll, aber auch Werte aufweisen kann,
die weit darüber
liegen, z.B. 150 mg/l, d.h. somit in einem Anteil von beispielsweise
5 bis 150 mg/l – eine
nahezu vollständige
Entfernung der gebildeten Trihalogenmethane.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Entfernung von organischen Halogenierungsprodukten in gechlortem
Wasser besteht darin, daß die
Konzentration der gebildeten Trihalogenmethanen unter eine Konzentration
von 10 μg/l
und sogar weit darunter abgesenkt werden kann. UV-Photolyseanlagen
werden beispielsweise in Schwimmbädern zwar bereits seit längerer Zeit
zur Verringerung der Konzentration an gebundenem Chlor in Schwimmbadwasser
eingesetzt. Eine derart wirkungsvolle Verringerung der Trihalogenmethankonzentration,
wie durch das erfindungsgemäße Verfahren
erreicht, ist bislang jedoch nicht möglich gewesen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
kann die Konzentration von Trihalogenmethanen in Schwimmbadwasser
oder Trinkwasser in besonders einfacher Weise sogar bis unter 1 μg/l abgesenkt
werden.
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In 2 wird
beispielhaft das Prinzip der Schwimmbeckenwasseraufbereitung beschrieben.
Aus dem Becken ab- oder überlaufendes
Wasser wird in Schwallwasserbehältern
gesammelt und aus diesen in die Aufbereitung gepumpt. Zuerst wird
ein Flockungsmittel (meist ein Flockungsmittel auf Aluminium-Basis)
zudosiert, wobei die Flocken anschließend in einem Sandfilter filtriert
werden. Die Flocken binden Schmutz und werden im Sandfilter zurückgehalten.
Der Schmutz wird regelmäßig durch
Rückspülen aus
dem Filter entfernt. Statt eines einfachen Sandfilters sind auch
Mehrschichtfilter, beispielsweise aus Sand/Anthrazit, gebräuchlich.
Nach der Filtration wird dem Wasser ein Desinfektionsmittel (beispielsweise
Chlorbleichlauge) zudosiert, wonach der pH-Wert eingestellt wird,
um einen entsprechenden Wert im Beckenwasser zu garantieren, da
die Desinfektionswirkung des Hypochlorits pH-abhängig ist, und dieses dann dem
Becken als "Reinwasser" zugeführt. Eine Variante
besteht in dem in 2 als "Optional" gekennzeichneten
Mittel. Gemäß dieser
Variante wird zur Oxidation von nicht im Sandfilter zurückgehaltenen
Verunreinigungen Ozon zudosiert und mit dem Wasser reagieren gelassen.
Da Ozon toxisch ist, wird es auf einem nachgeschalteten Aktivkohlefilter
zerstört.
Trotz aller Reinigungsschritte bleiben durch Desinfektionsmittel
und Verschmutzungen entstandene Desinfektionsnebenprodukte im Wasser
enthalten, wobei die flüchtigen
Trihalogenmethane, wie Chloroform, ein besonderes Problem darstellen.
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Eine im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren
geeignete Bestrahlungsapparatur kann prinzipiell an jeder Stelle
des in 2 beschriebenen
Wasserkreislaufs angeordnet werden. Vorzugsweise wird die UV-Bestrahlungsapparatur
nach der Filtration und vor der Chlorzudosierung angeordnet. Es
ist jedoch auch möglich,
die UV-Bestrahlungsapparatur vor der Filtration anzuordnen. In Bädern mit
Ozonstufe wird die Bestrahlung unmittelbar vor der Aktivkohlefiltration
durchgeführt.
Ferner ist es insbesondere zum Sicherstellen einer guten Schwimmbadwasserqualität besonders
bevorzugt, kontinuierlich Wasser aus dem Schwimmbecken abzuführen, einer
vorstehend beschriebenen UV-Bestrahlung zu unterziehen und dem Becken
erneut zuzuführen.
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Die vorliegende Erfindung wird durch
die nachfolgenden Beispiele näher
erläutert.
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Beispiele
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Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen
den Abbau von Trihalogenmethanen (THM) durch UV-C-Strahlung.
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Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)
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Abbau von Chloroform in
doppelt destilliertem Wasser bzw. in Leitungswasser
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In destilliertem Wasser ist die Ausgangskonzentration
an Chloroform nach etwa 15 bis 20 Minuten Bestrahlung mit UV-C-Strahlung
nahezu vollständig
abgebaut, wobei die Halbwertszeit 9,5 min beträgt (3). Bedingt durch den Nitratgehalt des
Leitungswassers, der hier bei etwa 13 mg/l liegt, verlangsamt sich
der photolytische Abbau beträchtlich,
wobei die Halbwertszeit auf über
100 min ansteigt, was einer Verzehnfachung entspricht (4).
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Beispiel 2 (Referenzbeispiel)
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Hemmung des
photolytischen Abbaus von Chloroform durch Nitrat
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In Schwimmbädern wird häufig Trinkwasser als Füllwasser
verwendet. Trinkwasser darf max. 50 mg/l Nitrat enthalten. In Schwimmbädern sollte
die Nitratkonzentration max. 20 mg/l über dem Wert des Füllwassers,
das Trinkwasserqualität
haben soll, liegen. Somit liegt die empfohlene Höchstmenge in Schwimmbadwasser
bei 70 mg/l. Dies gilt nicht für
Ozonschwimmbäder,
dort kann die Nitratkonzentration noch höher liegen.
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In 5 ist
die Abhängigkeit
des Chloroformabbaus von der Nitratkonzentration gezeigt. 5 ist zu entnehmen, daß bei sehr
geringen Nitratkonzentrationen der überwiegende Anteil von Chloroform
durch Bestrahlung mit UV-C-Strahlen zerstört wird. Schon bei einer Konzentration
von 8 mg/l Nitrat wird jedoch nur noch etwa die Hälfte des
Chloroforms abgebaut. Bei höheren
Nitratkonzentrationen kommt es schließlich zu einer starken Hemmung
des Chloroformabbaus, wobei in 60 Minuten nur noch etwa 20 bis 30
% des Chloroforms abgebaut werden.
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Beispiel 3 (erfindungsgemäßes Beispiel)
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Abbau von Bromoform in
doppelt destilliertem Wasser bzw. in Leitungswasser
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Im Gegensatz zum Abbau von Chloroform
ist der Abbau von erfindungsgemäß gebildeten
Bromoform, das bei Zugabe einer vorstehend beschriebenen bromhaltigen
Verbindung zu beispielsweise Schwimmbadwasser oder Trinkwasser nahezu
als einziges Trihalogenmethan gebildet wird, im Rahmen der Meßgenauigkeit
sowohl in doppelt destilliertem Wasser (6) als auch in Leitungswasser (hier mit
13 mg/l Nitrat) (7) nahezu
quantitativ. Der Bromoformabbau durch UV-C-Bestrahlung wird folglich
durch Nitrat nicht gestört.
