DE1667281B2 - Vorrichtung zum kontrollierten Einleiten geringer Brommengen in ein Wassersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontrollierten Einleiten geringer Brommengen in ein Wassersystem, mit mindestens einem Flüssigbrom-Vorratsbehälter einschließlich einer Wasserzuleitung, die ein Ventil aufweist, das die Wasserzufuhr in den Vorratsbehälter und die Bromwasserabgabe aus dem Vorratsbehälter über eine Ableitung zum Wassersystem steuert, wcbei dem Bromwasser in der Ableitung weiteres Wasser zugebbar ist.

Diese Vorrichtung ist dann brauchbar, wenn im Wasser ein bestimmter und praktisch konstanter Bromgehalt aufrechterhalten werden soll, und zwar durch Einleiten von Brom in das zu behandelnde Wasser in Form einer stark verdünnten wäßrigen Lösung. Praktische Anwendungen dieser Vorrichtung sind z. B. die Einführung von Brom in Wasser- oder Schwimmbecken, Desinfektionsumläufe für Kühlwasser usw.

Bekanntlich haben Brom und gewisse Bromverbindungen in leicht alkalischem Milieu, wie es beispielsweise in Schwimmbecken anzutreffen ist, eine bessere bakterizide Wirksamkeit als chlorhaltige antiseptische Mittel, wie Chlor, Hypochlorit usw. Außerdem hat mit Brom behandeltes Wasser im Gegensatz zu gechlortem Wasser keinen unangenehmen Geruch und übt auf die Schleimhäute keine Reizwirkungen aus. Brom ist im übrigen auch als gutes Algizid von Interesse.

Die Behandlung von Wasser mittels Brom auf die eingangs genannte Weise ist bekannt (vgl. US-PS 95 639), wobei ein Bromgehalt von höchstens 5 ppm im Wasser aufrechterhalten wird. Daher wird Flüssigbrom zunächst mit Wasser gemischt und dann dieses Bromwasser dem Wassersystem direkt zugeführt. Dabei sind jedoch mehrere aufwendige Messungen notwendig, um aufgrund der Meßergebnisse eine ausreichend geringe Menge Brom genau dosiert zuführen zu können bzw. um den (geringen) Bromgehalt im Wassersystem aufrechterhalten zu können, nämlich die Messung sowohl der Menge des aus dem Flüssigbrom-Vorratsbehälter ausfließenden Broms als auch des Gehalts des gelösten Broms im Wasser des Wassersystems. Diese Vorrichtung ist also außerordentlich komplex und

ίο kompliziert und ermöglicht außerdem eine nur sehr ungenau kontrollierbare Einleitung von Brom.

Außerdem ist es bekannt, Wasser mit Chlor zu versetzen, wobei z. B. eine wäßrige Chlorlösung durch Einleiten von Flüssigchlor in Wasser erreichbar ist (vgl.

!5 DE-PS 6 22 148). Die Chlorierung von Wasser kann auch durch tropfenweises Zusetzen von Chlorlauge mit Feinregulierung über einen Meßhahn erfolgen (vgl. AT-PS 1 76 804). Für die Bromierung von Wasser sind jedoch diese Chlorierungsverfahren bzw. vorrichtungen nicht verwendbar, denn Brom ist eine schwere Flüssigkeit, die sich nur sehr schwer in Wasser löst, weshalb wirksamere Lösungsrnögüchkciten gesucht werden müssen. Da Brom also ein Produkt ist, das schwieriger als Chlor zu handhaben ist, wurde zunächst versucht, feste Bromverbindungen, wie Bromchloridmethylhydantoin, Dibromtetramethylammoniumchlorid usw. zu verwenden, die leichter zu handhaben sind und — wenn sie mit Wasser in Berührung gebracht werden — nach und nach Brom abgeben. Diese verschiedenen entwickelten Produkte haben natürlich den Nachteil, dqß sie im Vergleich zu Brom selbst sehr teuer sind.

Um Flüssigbrom verwenden zu können, muß eine strenge Kontrolle der zum gesamten Wasser tatsächlich zugegebenen Brommenge möglich sein. Brom ist, wie erwähnt, eine schwere Flüssigkeit, die sich schlecht mit Wasser mischt und relativ langsam löst, weshalb eine solche Kontrolle durch direktes Einleiten von 3rom in das zu behandelnde Wasser nicht durchführbar ist.

■to Vielmehr muß, wie eingangs t.-vähnt, eine wäßrige Bromlösung hergestellt werden, die unter Vermeidung jeglicher Berührung mit der Atmosphäre aufbewahrt werden muß, was ernsthafte Probleme mit sich bringt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau hohe Genauigkeit und Betriebssicherheit erreichbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen in der Ableitung dem Vorratsbehälter nachgeordneten geschlossenen Verdünnungsbehälter mit weiteren Wasserzuleitungen zum Einleiten von Wasser in den Verdünnungsbehälter bei zwei unterschiedlichen Niveauhöhen, die durch mindestens ein weiteres Ventil verschließbar sind, das abwechselnd mit dem ersten Ventil der ersten Wasserzuleitung zur zweifachen Wasserzufuhr zwecks Verdünnung steuerbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird Wasser bei den unterschiedlichen Niveauhöhen in den Verdünnungsbehälter eingeführt und es werden verschiedene

wi Mengen geeignet verdünnten Bromwassers in das Wassersystem abgegeben. Die Steuerung der Ventile kann nach einem vorgegebenen Programm oder abhängig vom Bromrestgehalt des Wassers im Wassersystem erfolgen.

h'i Unter Bromwasser wird dabei eine wäßrige Lösung verstanden, die beispielsweise 10 bis 30 g Brom pro Liter enthält, und unter »Wasser mit sehr geringem Bromgehalt« oder »verdünntem Bromwasser« eine

wäßrige Lösung, die weniger als 100 mg Brom pro Liter aufweist.

Vorzugsweise werden Elektroventüe for die Umlaufsteuerung des Verdünnungswassers und des bromhaltigen Wassers in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet Besonders einfach und wirtschaftlich erfolgt das öffnen und Schließen der Ventile während einer bestimmten Zeit und in gegebenen Intervallen mit Hilfe einer elektrischen Programmiervorrichtung, deren Einstellung manuell je nach dem Brombedarf des zu behandelnden Wassers oder gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer (Schalt-)Uhr erreicht werden kann. Zur Behandlung von Wasser eines Schwimmbekkens kann z. B. die Frequenz bzw. Folge und/oder das Ausmaß der jeweiliger, (intermittierenden) Bromzuführung durch Einstellen von Hand in den Stunden erhöht werden, in denen die Zahl der Badenden erhöht ist und umgekehrt verringert werden, wenn die Zahl der Badegäste gering oder gleich Null ist Schließlich kann die Bromzuführung während der Stunden abgeschaltet oder vermindert sein, in denen das Bad geschlossen ist.

Vorteilhaft wird kontinuierlich dtr Bromgehalt des zu behandelnden Wassers gemessen und diener Meßwert zur elektromechanischen oder elektronischen Steuerung der Ventile der Bromzufuhrvorrichtung verwendet Zweckmäßig wird diese Messung in bekannter Weise mit Hilfe einer Meßzelle vorgenommen, die durch ein Element gebildet wird, das einen Strom Hefen, dessen Stärke proportional zum Bromrestgehalt des zu behandelnden Wassers ist. Dazu wird kontinuierlich und mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit (bzw. konstantem Durchsatz) eine aus dem zu behandelnden Kreis bzw. System entnommene Wassermenge nach Zugabe von Kaliumiodid und einer Pufferlösung zur Aufrechterhaltung des für die Freisetzung von Jod aus Kaliumjodid notwendigen pH-Wertes (der in der Gegend von vier liegt) in die Meßzelle eingeleitet. Die Zelle umfaßt eine in die zu analysierende Lösung eintauchende Platinelektrode und eine Vergleichselektrode, wie beispielsweise einen in eine gesättigte und eingedickt; bzw. gelierte Natriumchloridlösung eintauchenden Silberdraht: Ein solches Element liefert einen Strom, dessen Stärke proportional zum Gehalt an Brom ist, da dieses aus dem Kaliumiodid Jod freisetzt, das an der Platinelektrode reduziert wird.

Der von dem Element gelieferte Strom steuert nach Verstärkung die Ventile elektromechanisch oder elektronisch so, daß sie während variabler Zeiten geöffnet werden können, d. h. zunehmend oder abnehmend, je nachdem, ob man sich vom Bromsollwert entfernt oder diesem nähert. Der Sünm dient auch zur kontinuierlichen Anzeige des Bromgehaltes im zu behandelnden Wasser: Im allgemeinen reicht eine visuelle Anzeige mit einer Skalenscheibe aus, aber in gewissen Fällen kann auch eine kontinuierliche Registrierung vorgesehen sein.

Die Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Bromzufuhrvorrichtung werden im übrigen aus der nachfolgenden, auf die Zeichnung Bezug nehmenden Beschreibung näher hervorgehen. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einleiten von Brom,

Fig. 2 schematisch eine vollständige Anlage für die kontinuierliche Überwachung und automatische Regelung des Bromgehaltes eines Wasserbeckens unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in F i g. 1 gezi igte erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einleiten von Brom umfaßt zwei Flaschen 1 und Γ mit flüssigem Brom als Flüssigbrom-Vorratsbßhälter, einen Verdünnungsbehälter 2 und drei Elektroventüe 3,4 und 5 in den Leitungen für die Zuführung von Verdünnungswasser.

Die Flaschen 1 und Γ sind in einer Wanne 6 angeordnet, die aus Sicherheitsgründen mit Wasser gefüllt ist Diese Flaschen 1, 1' bestehen z.B. im wesentlichen aus einer Gasflasche innerhalb einer

ίο etwas größeren Kunststoffhülle, wobei der zwischen beiden gebildete Zwischenraum mit absorbierendem Material gefüllt und oben durch einen mit der Hülle und einer den Flaschenhals umgebenden Kunststoffhülse verschweißten Kragen abgedeckt ist und aus einem auf der Hülse zu befestigenden Verschluß- oder Abfüllstopfen.

Um den Austausch einer leeren Flasche 1, Γ gegen eine volle zu erleichtern, ist die Wanne 6 vorzugsweise auf einer drehbaren Scheibe 7 angeordnet.

Das Verdünnungswasser wird über eine Zufuhrleitung 8 herbeigeführt und gelangt, wenn das Ventil 3 geöffnet ist, in einer gewissen M^rige durch die Leitung 9 zum Boden der einen Brom-Flascwe 1, wodurch eine entsprechende Menge an bromhaltigem Wasser über ein Rohr 10 in die andere Flasche Γ undl in den Verdünnungsbehälter 2 über Rohre 11 und 12 getrieben winJ, von denen das letztere in der Nähe des Bodens des Verdünnungsbehälters 2 endet Selbstverständlich kann auch nur eine Bromflasche verwendet werden. Es wurde

jo jedoch festgestellt, daß durch Benutzung von zwei Flaschen ein bromhaltiges Wasser erreichbar ist, dessen Bromgehalt in relativ engen Grenzen gehalten werden kann, während dieser Gehalt bei Verwendung nur einer einzigen Flasche je nach deren Füllungsgrad stark

J5 variiert.

Die Ventile 4 und 5, die stets geschlossen sind, wenn das Ventil 3 offen ist, werden in der Weise gleichzeitig geöffnet, daß das Verdünnungswasser bei zwei unterschiedlichen Niveauhöhen direkt in den Verdünnungsbehälter 2 eingeführt wird. Durch Öffnen des Ventils 4 wird eine Wassermenge über ein Rohr 13 in das Tauchrohr 12 geschickt und dadurch eine erste Verdünnung des bromhaltigen Wassers oder Bromwassers erreicht, das zuvor aus der Flasche Γ zugeführt und

4'i — stärker mit Brom beladen — eine Neigung hat, infolge seiner höheren Dichte am Boden des Verdünnungsbehälters 2 zu bleiben. Durch gleichzeitiges öffnen des Ventils 5 wird über ein Rohr 14 eine Wassermenge in der Nähe des Flüssigkeitsspiegels im

ίο Verdünnungsbehälter 2 in der Weise zugeführt, daß eine erneute Verdünnung des Bromwassers direkt vor dessen Übergang in ein Rohr 15 sichergestellt wird, das mit dem Kreis bzw. System des zu behandelnden Wassers bei 27 (F ί g. 2) verbunden ist Durch diese

'Λ doppelte Verdünnung können im Rohr 15 Lösungen erhalten werden, die weniger als 100 mp Brom pro Liter enthalten, so daß ein Überschreiten einer Konzentration von 5 mg/I im Leitungssystem, in das das Brom eingeführt wird, vermieden und folglich bei vollkomme-

mi ner Sicherheit gearbeitet und jede Korrosionsgefahr ausgeschlossen werden kann.

Obgleich durch die Anordnung der Ventile 4 und 5, wie sie in F i g. 1 gezeigt wird, eine besonders gleichmäßige Zirkulation des Wassers und eine sehr

« > wirksame Verdünnung gewährleistet werden kann, ist es natürlich möglich, die Zufuhr des Wassers in den beiden Niveauhöhen des Verdünnungsbehälters 2 auch nur mit einem einzigen Ventil zu steuern.

Der Durchsatz in den Verdünnungskreisen und für die Wasserzufuhr zu den Brom-Flaschen I₁ Γ kann durch (in F i g. 1 nicht gezeigte) von Hand zu betätigende Ventile oder jede andere Vorrichtung, die den gleichen Zweck erfüllt, eingestellt werden. Im übrigen sind (ebenfalls in F i g. I nicht gezeigte) Rückschlagventile in den Leitungen 9, 13, 14 (in Strömungsrichtung gesehen) hinter den Elektrovcntilen 3, 4, 5 angeordnet, die einen unkontrollierten Rücklauf von bromhaltigem Wasser in diese Leitungen 9,13,14 verhindern.

Für das bessere Verständnis der Anwendung der vorstehend beschriebenen Bromziifuhrvorrichuing wird nachfolgend ihre Funktionsweise im einzelnen beschrieben anhand einer vollständigen Anlage für die kontinuierliche Überwachung und automatische Regelung des Bromgehaltes eines Wasserbeckens. Dabei ist allerdings zu bemerken, daß diese Anwendung für ein Schwimmbad lediglich als Beispiel angegeben wird und eine Verwendung der Bromzufuhrvorrichtung in analoger Weise in all den Fällen möglich ist, wo Brom in sehr geringer und kontrollierter Menge in irgendeinen Wasserkreis eingeführt werden soll.

Die üblichen gesetzlichen Regelungen für die Hygiene-Überwachung von Schwimmbädern und anderen Badegelegenheiten umfassen folgende Punkte: Konstanten Wasserumlauf mit Rückführung und Reinigung des rückzuführenden Wassers durch Filtrieren, tägliche Erneuerung einer bestimmten Teilmenge des rückgeführten Wassers, die zumindest 10% des Gesamtvolumens des Wasserbeckens ausmachen soll, Zusatz eines antiseptischen Mittels in einer Konzentration, die keine Reizwirkungen verursacht, um einer Entwicklung von Mikroben vorzubeugen, periodische vollständige Entleerung und Reinigung, minimale Wasservolumen pro Badegast.

Die Anlage gemäß F i g. 2 umfaßt ein Becken 16 und den Reinigungs- bzw. Rückführungskreislauf mit einem Filter 17. beispielsweise einem Sandfilter. Das Wasser wird im Kreislauf durch eine Pumpe 18 umgepumpt, die am Ausgang des Filters 17 in der Weise angeordnet ist. daß dieses unter leichtem Unterdruck gehalten wird. Man kann die Pumpe 18 auch vor dem Filter 17 anordnen und hier einen Überdruck erzeugen. Das Wasser wird aus dem Becken 16 am Boden an einem Ende bei 19 abgesaugt und über eine Leitung 20 zum Filter 17 geschickt. Nach Verlassen des Filters durch eine Leitung 21 wird es am anderen Ende des Beckens 16 bei 22 wieder eingeleitet, wodurch eine gute Zirkulation des Wassers innerhalb des Beckens 16 sichergestellt wird.

Die Anordnung zur Überu ?chung des Bromgehaltes und die erfinoungsgemäßo Bromzufuhrvorrichtung zweigen von diesem Reinigur^gskreislauf ab, der in mehr oder minder unterschiedlichen Ausführungsformen allen Schwimmbecken gemeinsam ist

Ein Teil des aus dem Schwimmbecken 16 austretenden Wassers wird kontinuierlich bei 23 abgezweigt, tritt durch einen Behälter 24 in gleichbleibender Menge und wird dann bei 23 mit einer Kalium jodidlösung und bei 26 mit einer Pufferlösung versetzt Diese Mischung gelangt dann kontinuierlich und mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit bzw. konstantem Durchsatz in eine Meßzelle M, die einen Strom liefert, dessen Stärke proportional zum Bromgehalt ist.

Der von der Zelle M abgegebene Strom gelangt zu einem Gleichstromverstärker G (beispielsweise einem galvanometrischen Verstärker). Der verstärkte Strom erregt ein mit Kontakten versehenes Galvanometer /, das optisch, elektrostatisch oder anders arbeitet. Dieses Galvanometer / zeigt zum einen kontinuierlich den Bromgehalt des Wassers an und wirkt /um anderen über seine einstellbaren Kontakte auf eine elektronische Vorrichtung D(zyklisch arbeitende Dosiervorrichtung), die die Elektroventile 3, 4, 5 steuert. Die elektronische Vorrichtung D, die die zyklisch arbeitende Dosiervorrichtung steuert, kann natürlich durch ein elektromechanisches System ersetzt werden.

Die Elektroventile 4 und 5 werden geöffnet, wenn das Elektroventil 3 geschlossen ist (und umgekehrt), und dieses Regelsystem arbeitet in folgender Weise:

1) Wenn der Bromgehalt im Wasser des Schwimmbeckens unter den vorgeschriebenen Wert absinkt, beispielsweise infolge einer erhöhten Frequentierung des Bades, wandert die zyklisch arbeitende Dosiervorrichtung in die Stellung »Arbeitstakt für starke Bromzufuhr«: Bei dieser Einstellung wird das Elektroventil 3 über relativ lange Zeiten und mit relativ kurzen Intervallen geöffnet, wie beispielsweise über fünf Sekunuiii mit Intervallen von 5 Sekunden.

2) Wenn der Bromgehalt des Wassers im Schwimmbecken dem vorgeschriebenen Wert entspricht, nimmt die zyklisch arbeitende Dosiervorrichtung die Stellung »Arbeitstakt für geringe Bromzufuhr« ein: Das Elektroventil 3 wird dann über relativ kurze Zeit mit relativ langen Intervallen, wie beispielsweise über eine Sekunde mit Zwischenzeiten von 60 Sekunden geöffnet.

3) Wenn der Bromgehalt, des Wassers im Schwimmbecken dazu neigt, den vorgeschriebenen Wert infolge eines geringen oder überhaupt keines Besuches des Bades zu überschreiten, nimmt die zyklisch arbeitende Dosiervorrichtung die »Abschaltstellung« ein: Das Elektroventil 3 ist dann geschlossen, während die Eiektroventile 4 und 5 permanent geöffnet bleiben.

Nach Wunsch kann ein Zeitzähler zum Auisui'iiinieren der Öffnungszeiten des Elektroventils 3 verwende! werden, wodurch der Verbrauch des Antiseptikum« überwacht werden kann.

Für die Herstellung und Verdünnung der Bromlösung wird Wasser aus dem normalen Leitungssysterr verwendet, wodurch kontinuierlich Frischwasser züge führt wird, was die vorgeschriebene tägliche Erneue rung eines bestimmten Anteils des Badewassen vollständig oder teilweise sicherstellt.

Bei einer Anlage, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, mi einem Becken von etwa 300 m³ konnte anhand voi Versuchen festgestellt werden, daß es möglich ist, in Wasser des Schwimmbeckens einen Bromgehalt voi 0,2 ppm mit einer Genauigkeit von ±0,05 ppm aufrecht zuerhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontrollierten Einleiten geringer Brommengen in ein Wassersystem, mit mindestens einem Flüssigbrom-Vorratsbehälter einschließlich einer Wasserzuleitung, die ein Ventil aufweist, das die Wasserzufuhr in den Vorratsbehälter und die Bromwasserabgabe aus dem Vorratsbehälter über eine Ableitung zum Wassersystem steuert, wobei dem Bromwasser in der Ableitung weiteres Wasser zugebbar ist, gekennzeichnet durch einen in der Ableitung (11, 15) dem Vorratsbehälter (1) nachgeordneten geschlossenen Verdünnungsbehälter (2) mit weiteren Wasserzuleitungen (13, 14) zum Einleiten von Wasser in den Verdünnungsbehälter (2) bei zwei unterschiedlichen Niveauhöhen, die durch mindestens ein weiteres Ventil (4,5) verschließbar sind, das abwechselnd mit dem ersten Ventil (3) der ersten Wasserzuleitung (9) zur zweifachen Wasserzufuhr zwecks Verdünnung steuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung (11, 12) vom Flüssigbrom-Vorratsbehälter (Γ) zum Verdünnungsbehälter (2) in diesem etwa am Boden endet

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Programmsteuerung der Ventile (3,4,5).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuerung (M, G, I, D)der Ventile (3,4,5), abhängig vom Bromgehalt des Wassers im Wassersystem.