DE202005022103U1 - System for monitoring and controlling the water quality in natural adventure pools - Google Patents
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Abstract
System zur Überwachung und Steuerung der Wassergüte in Naturschwimmbädern mit – einer Wasseraufbereitungseinheit, – einer Datenerfassungseinheit (1), die mehrere Messsonden und automatische Probenehmer aufweist, welche an unterschiedlichen Stellen im Becken und an der Wasseraufbereitungseinheit angeordnet sind und jeweils den aktuellen Zustand der Wasserqualität aufnehmen, und – einer automatischen Anlagensteuerung (4), dadurch gekennzeichnet, – dass die Datenerfassungseinheit (1) zumindest eine Messsonde zum Erfassen einer Trübung des Wassers aufweist, – dass die Anlagensteuerung (4) die mit der Datenerfassungseinheit (1) erfasste Wassergüte mit einem hydrodynamischen Simulationsmodell (11) und einem Gewässergütemodell (21) in der Anlagensteuerung (4) auswertet, – dass das Simulationsmodell (11) eine erfasste Besucherzahl und/oder -verteilung berücksichtigt, und – dass die Wasseraufbereitungseinheit bewachsene Bodenfilter aufweist, die die Anlagensteuerung (4) bedarfsabhängig zuschaltet, – dass die Wasseraufbereitungseinheit einen Bodenfilter aufweist, der mit phosphatbindenden Substraten befüllt ist, wobei die Anlagensteuerung (4) einen variablen Teilstroms von abgebadetem Wasser über den Bodenfilter leitet, – dass die Anlagensteuerung (4) Wasserspiele und -attraktionen (8) steuert, um aufbereitetes Wasser und/oder Frischwasser (10) in das Schwimmbecken zu leiten und um Publikum zu lenken und/oder ein Gästeverhalten zu beeinflussen.A system for monitoring and controlling the quality of water in natural swimming pools, comprising: - a water treatment unit, - a data acquisition unit (1) comprising a plurality of measuring probes and automatic samplers arranged at different locations in the pool and the water treatment unit, each receiving the current state of water quality, and - an automatic system controller (4), characterized in that - the data acquisition unit (1) has at least one measuring probe for detecting a turbidity of the water, - that the system controller (4) with the data acquisition unit (1) detected water quality with a hydrodynamic simulation model (11) and evaluates a water quality model (21) in the plant control (4), - that the simulation model (11) takes into account a recorded number of visitors and / or distribution, and - that the water treatment unit has overgrown soil filters, which the plant control (4) b Depending on the demand, - that the water treatment unit has a bottom filter, which is filled with phosphate binding substrates, the plant control (4) passes a variable partial flow of discharged water through the soil filter, - that the plant control (4) controls water features and attractions (8) to channel treated water and / or fresh water (10) into the swimming pool and to direct the public and / or influence guest behavior.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Überwachung und Steuerung der Wassergüte in Schwimmbädern und insbesondere Naturerlebnisbädern. Das System ermöglicht die Echtzeit-Messung in verschiedenen Bereichen der Becken oder Teiche und deren Auswertung mit Strömungs-Simulationsverfahren bei Antizipation der kommenden Nutzung. Daraus folgt die Steuerung von komplexen Filter- und Aufbereitungssystemen und Publikumslenkung sowie gezielte Frischwasserzufuhr durch Wasserspiele.The invention relates to a system for monitoring and controlling the quality of water in swimming pools and in particular natural adventure pools. The system enables the real-time measurement in different areas of the basins or ponds and their evaluation with flow simulation methods with anticipation of the coming use. This results in the control of complex filtration and treatment systems and public steering as well as targeted fresh water supply through water features.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
In Schwimmbädern ist eine in chemischer und hygienischer Hinsicht einwandfreie Wasseraufbereitung erforderlich, die einen wesentlichen Anteil der Betriebskosten ausmacht. Wesentliche Kostenfaktoren sind dabei der Einsatz chemischer Desinfizierungsmittel und die kontinuierliche Umwälzung und Filtration des Wasserkörpers.In swimming pools, it is necessary to have a perfect chemical and hygienic water treatment, which accounts for a significant part of the operating costs. Essential cost factors are the use of chemical disinfectants and the continuous circulation and filtration of the water body.
In konventionellen Bädern findet eine Hygienisierung mittels Chlor oder anderer Chemikalien statt. Ihr Einsatz führt jedoch vielfach zu Hautreizungen und anderen gesundheitlichen Beeinträchtigungen der Besucher. Durch die Chlorung können ferner chlororganische Verbindungen wie z. B. Chloroform und andere Trihalogenmethane entstehen, die im Verdacht stehen, kanzerogen zu wirken [1].In conventional baths, sanitation takes place by means of chlorine or other chemicals. Their use, however, often leads to skin irritation and other health problems of visitors. By chlorination also chloro-organic compounds such. Chloroform and other trihalomethanes are suspected of being carcinogenic [1].
Dagegen sind Wasserbeckenanlagen mit biologischer Wasseraufbereitung bekannt, auch als Naturschwimmbäder oder Schwimmteiche bezeichnet, die nahezu ohne Anwendung chemischer Substanzen auskommen. Sie stellen ein künstlich angelegtes, wasserbasiertes Ökosystem dar. Im Beckenkörper selbst und verstärkt in den Aufbereitungsbereichen werden die durch Badegäste eingebrachten Belastungen durch die aktivierten biologischen Selbstreinigungskräfte eliminiert. Dadurch findet eine Hygienisierung des Badewassers statt.In contrast, water basins with biological water treatment are known, also referred to as natural swimming pools or swimming ponds, which manage almost without the use of chemical substances. They represent an artificial, water-based ecosystem. In the pelvic body itself and reinforced in the treatment areas, the loads introduced by bathers are eliminated by the activated biological self-cleaning forces. As a result, there is a sanitation of the bathwater.
Auch der Betrieb dieser Bäder ist jedoch kostenintensiv. Um bei unterschiedlicher Witterung die Standards für Wassergüte einzuhalten, ist ein umfangreicher Wasseraustausch erforderlich, für den entsprechende Wasserabzugsvorrichtungen (wie in der aktuellen FFL-Empfehlung [
Weil jedoch natürliche Schwimmteiche in der Regel nicht gleichmäßig durchströmt werden, sondern sogenannte ”Totzonen” aufweisen, werden dabei erhebliche Reserven vorgehalten und hohe Pumpleistungen erbracht, um in allen Badebereichen eine ausreichende Erneuerung des abgebadeten Wassers zu gewährleisten. Wird also einerseits am Einsatz chemischer Mittel gespart, ist andererseits der Energieaufwand für die Pumpleistungen erheblich.However, because natural swimming ponds are usually not flowed through uniformly, but have so-called "dead zones", while considerable reserves are kept and high pumping power provided to ensure sufficient renewal of the dehydrated water in all bathing areas. On the one hand, if the use of chemical agents is saved, on the other hand, the energy required for pumping is considerable.
Dies wird noch dadurch verstärkt, dass alle derzeit bekannten Naturbäder ohne zeitnahe Analyse der hygienischen Belastung betrieben werden. Vielmehr müssen Proben aus dem Beckenwasser manuell entnommen und in einem Labor analysiert werden. Ein zeitnahes Reagieren, z. B. auf eine außergewöhnliche hygienische Belastung ist daher unmöglich. Aus diesem Grunde sind zur Sicherheit höhere Wasseraustauschraten erforderlich.This is reinforced by the fact that all currently known natural baths are operated without timely analysis of the hygienic load. Rather, samples from the pool water must be taken manually and analyzed in a laboratory. A prompt reaction, z. B. on an exceptional hygienic burden is therefore impossible. For this reason, higher water exchange rates are required for safety.
Zwar sind nach
Eine weiteres MSR-System ist in
Daher sind diese Systeme für Naturschwimmbäder nicht anwendbar.Therefore, these systems are not applicable to natural swimming pools.
Aus der
Aus der
Aus der
AUFGABETASK
Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung der Wassergüte in Schwimmbädern zu schaffen, das die einwandfreie Aufbereitung des Badewassers ohne Einsatz von desinfizierenden Chemikalien und mit niedrigen Energiekosten ermöglicht.The present invention therefore has for its object to provide a method for monitoring and controlling the quality of water in swimming pools, which allows the proper treatment of the bath water without the use of disinfecting chemicals and with low energy costs.
LÖSUNGSOLUTION
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Schutzanspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Schutzansprüchen zu entnehmen.The object of the invention is achieved with the features of the
Bei der Erfindung wird eine Kombination aus einem oder mehreren bewachsenen oder unbewachsenen Bodenfiltern eingesetzt, deren hydraulische Beaufschlagung durch eine Online-Steuerung erfolgt, in die Parameter der Wasserqualität und Daten von Besucherzahlen und deren Verteilung im Wasserkörper eingehen. Die Auswertung erfolgt vorzugsweise mit einem hydrodynamischen Simulationsmodell, in das die erfasste Besucherverteilung in Echtzeit einfließt.In the invention, a combination of one or more overgrown or uncultivated soil filters is used, the hydraulic loading is done by an online control, enter into the parameters of water quality and data on visitor numbers and their distribution in the water body. The evaluation is preferably carried out with a hydrodynamic simulation model, in which the recorded visitor distribution flows in real time.
Die Steuerung bewirkt neben dem optimierten Betrieb von Bodenfiltern die Zuschaltung von Düsen und Wasserattraktionen, um in Abhängigkeit von den Messdaten die Verteilung der Badegäste im Beckenkörper zu beeinflussen und so vorteilhafte Strömungssituationen im Becken und die Vermeidung von Totzonen zu bewirken.In addition to the optimized operation of soil filters, the controller effects the connection of nozzles and water attractions in order to influence the distribution of bathers in the pelvic body as a function of the measured data and thus to effect advantageous flow situations in the basin and the avoidance of dead zones.
Bedarfsweise können zusätzliche Reinigungsstufen zugeschaltet werden.If necessary, additional purification stages can be switched on.
Das erfindungsgemäße System enthält daher jeweils mindestens eine Wasseraufbereitungseinheit, Datenerfassungseinheit und automatischen Anlagensteuerung. Sie bilden einen Regelkreis, der mit dem Beckenkörper in Verbindung steht.The system according to the invention therefore contains in each case at least one water treatment unit, data acquisition unit and automatic system control. They form a control loop, which is in communication with the pelvic body.
Beschreibung des SystemsDescription of the system
Datenerfassungdata collection
Die Datenerfassungseinheit liefert den Dateninput an die automatische Anlagensteuerung. Sie besteht aus mehreren Messsonden und automatischen Probenehmern, die an unterschiedlichen Stellen im Becken und an der Wasseraufbereitungseinheit angeordnet sind und jeweils den aktuellen Zustand der Wasserqualität aufnehmen. Dabei werden die Messdaten sowohl im Zulauf als auch im Ablauf der Wasseraufbereitungseinheit erfasst, wobei vorzugsweise jeder Teilstrom separat gemessen wird, so dass sich der Wirkungsgrad der einzelnen Behandlungsschritte jederzeit nachvollziehen lässt. Die Messung kann, muss aber nicht durch separate Messelektroden erfolgen, sondern kann auch über ein einziges zentral angeordnetes Messsystem erfolgen, das mit unterschiedlichsten Teilströmen stichprobenartig beaufschlagt werden kann.The data acquisition unit provides the data input to the automatic plant control. It consists of several measuring probes and automatic samplers, which are arranged at different points in the basin and at the water treatment unit and each record the current state of the water quality. In this case, the measured data are recorded both in the inlet and in the outlet of the water treatment unit, wherein preferably each partial flow is measured separately, so that the efficiency of the individual treatment steps can be reconstructed at any time. The measurement can, but need not be made by separate measuring electrodes, but can also be done via a single centrally located measuring system, which can be subjected to random sampling with a variety of sub-streams.
Die Datenerfassungseinheit sollte mindestens die Trübung des Wassers messen können. Darüber hinaus ist die Erfassung der hygienischen Situation im Bad sinnvoll. Weitere sinnvolle Parameter für die Datenerfassungseinheit sind der pH-Wert, die Temperatur, der Sauerstoffgehalt, die spektrale Absorption bei 436 nm (Bestimmung der Färbung), die Messung der Globalstrahlung und die Bestimmung des Chlorophyll-a-Gehalts. Als weitere Eingangsgröße kann die Messung der Strömungsverhältnisse im Becken verwendet werden (z. B. über Strömungsmesssonden).The data acquisition unit should be able to measure at least the turbidity of the water. In addition, it makes sense to record the hygienic situation in the bathroom. Further useful parameters for the data acquisition unit are the pH value, the temperature, the oxygen content, the spectral absorption at 436 nm (determination of the color), the measurement of the global radiation and the determination of the chlorophyll-a content. As a further input variable, the measurement of the flow conditions in the tank can be used (eg via flow measuring probes).
Sensoriksensors
Trübungsmessungturbidity measurement
Die Trübung ist als weiterer unabhängiger Messparameter geeignet, da sie gut mit der Sichttiefe im Badewasser korreliert, und diese wiederum mit der Belastung des Wassers mit Phytoplankton. Die Trübungsmessung gibt somit einen indirekten Hinweis auf das Vorhandensein von Phytoplankton im Wasser und dessen Auswirkungen auf die Sichttiefe. Da ein Großteil des Phytoplanktons über die Wasseraufbereitungseinheit abgefiltert wird, kann durch eine Messung des aufbereiteten Wassers im Verhältnis zu den Werten des Zulaufs die Güte der Filtrationsleistung bestimmt werden. Ein Durchbrechen des Filters kann dadurch leicht erkannt werden, so dass das entsprechende Filter über die automatische Anlagensteuerung außer Betrieb genommen oder aber in seiner Durchsatzleistung reduziert werden kann. Um eine Verkeimung der Drainage- und Sammelleitungen des Filterablaufs durch abgelagerte Suspensa nach Filterdurchbruch zu vermeiden, kann aufgrund der Trübungsmesswerte eine Reinigungseinheit angesteuert werden, die mittels Hochdruckspülung durch das Einfahren von Bürsten und/oder lokaler Zugabe von Desinfektionsmittel eine Reinigung der Sammelleitungen bewirkt.The turbidity is suitable as another independent measurement parameter, as it correlates well with the depth of vision in the bath water, and this in turn correlates with the contamination of the water with phytoplankton. The turbidity measurement thus gives an indirect indication of the presence of phytoplankton in the water and its effect on the depth of vision. Since a large part of the phytoplankton is filtered off via the water treatment unit, the quality of the filtration performance can be determined by measuring the treated water in relation to the values of the feed. A breakthrough of the filter can be easily detected, so that the corresponding filter can be taken out of service via the automatic system control or reduced in its throughput. In order to prevent bacterial contamination of the drainage and collection lines of the filter outlet due to deposited suspension after filter breakthrough, a cleaning unit can be actuated due to the turbidity measurements, which causes high-pressure flushing by the retraction of brushes and / or local addition of disinfectant, a cleaning of the manifolds.
Die Messung der Trübung im Zulauf erlaubt der automatischen Steuerung über den Vergleich mit festgelegten Schwellenwerten, mit welcher hydraulischen Durchsatzleistung die Wasseraufbereitungsanlage gefahren werden kann und wie viel und welche Stufen beaufschlagt werden. Bei hohen Trübungswerten ist es z. B. sinnvoll, einen hoch belasteten Teilstrom zunächst über einen unbewachsenen Bodenfilter zu geben, ggf. unter Zugabe von Flockungshilfsmitteln. Sobald sich die Trübung im Zulauf verringert, kann zunächst die Flockungshilfsmittelgabe eingestellt und anschließend auch der Betrieb des unbewachsenen Filters eingestellt werden, damit dieser Zeit erhält, trocken zu fallen und sich zu regenerieren. Der pH-Wert kann z. B. als zusätzlicher Messparameter im Becken erfasst werden, da hohe pH-Werte (pH > 7,5) durch die CO2-Konsumption von Phytoplankton auf deren Aktivität hinweisen. Sinkt der pH ab, so ist neben den Trübungswerten eine Kontrolle vorhanden, dass genügend Phytoplankton abfiltriert werden konnte. Weitere Messparameter zur parallelen Kontrolle des Phytoplanktongehalts bzw. Absicherung der aus der Trübungsmessung gewonnenen Daten sind z. B. der Sauerstoffgehalt (> 100% Sättigung bei Vorkommen von Algenblüten) oder aber die Bestimmung der spektralen Adsorption bei 436 nm als Maß für die Färbung des Wassers, sowie die Bestimmung der gesamten lebenden und toten Biomasse aus Phytoplankton durch eine Chlorophyll-a-Bestimmung.The measurement of the turbidity in the inlet allows the automatic control over the comparison with fixed threshold values, with which hydraulic throughput the Water treatment plant can be driven and how much and what levels are applied. At high turbidity levels, it is z. B. makes sense to give a highly loaded partial flow first over an uncultivated soil filter, possibly with the addition of flocculants. As soon as the turbidity in the feed decreases, the flocculant adjuvant can be adjusted first, and then the operation of the uncultivated filter can be adjusted to give it time to dry and regenerate. The pH can be z. B. be detected as an additional measurement parameters in the basin, since high pH values (pH> 7.5) indicate the activity of the CO2 consumption of phytoplankton. If the pH decreases, a control is present in addition to the turbidity values that sufficient phytoplankton could be filtered off. Further parameters for the parallel control of the Phytoplanktongehalts or hedging the data obtained from the turbidity measurement data are z. For example, the oxygen content (> 100% saturation in the presence of algal blooms) or the determination of the spectral adsorption at 436 nm as a measure of the color of the water, as well as the determination of total living and dead biomass from phytoplankton by a chlorophyll-a determination ,
Temperaturmessungtemperature measurement
Die Erfassung der Temperatur ist sinnvoll, um auf die Entwicklung von Phytoplankton und mikrobiellen Belastungen schließen zu können. Das in die automatischen Anlagensteuerung integrierte hydrodynamische Simulationsmodell lässt sich dadurch bei Bedarf mit einem erweiterten Simulationsmodell der Wassergüte kombinieren, in das die Temperatur als maßgeblich die Kinetik biologischer Prozesse beeinflussende Messgröße einfließt. Dadurch lassen sich Prognosemodelle erstellen, die z. B. einen Prognosewert einer bei gleich bleibenden Temperaturverhältnissen zu erwartenden mikrobiellen Belastung des Wassers liefern. Das Verhältnis Prognosewert zu Sollwert erlaubt über die automatische Anlagensteuerung das Ergreifen vorbeugender Maßnahmen, z. B. die gezielte Zumischung von kaltem Frischwasser, das z. B. aus dem Leitungsnetz oder über einen Grundwasserbrunnen bezogen wird.The detection of the temperature is useful to infer the development of phytoplankton and microbial strains. If required, the hydrodynamic simulation model integrated into the automatic system control can be combined with an extended simulation model of the water quality into which the temperature as a measure influencing the kinetics of biological processes flows. This allows you to create forecasting models that B. provide a forecast value of expected at constant temperature conditions microbial load on the water. The ratio of forecast value to setpoint allows the automatic system control to take preventive measures, eg. B. the targeted addition of cold fresh water, the z. B. from the mains network or via a groundwater well.
Strömungsmessungflow measurement
Mittels Strömungsmesssonden können die Strömungsverhältnisse in besonders sensiblen Beckenbereichen, die als potentiell durchmischungsarme Totzonen gelten, aufgenommen werden.By means of flow measuring probes, the flow conditions in particularly sensitive pelvic areas, which are considered as potentially low-mixing dead zones, can be recorded.
Besuchererfassung und -PrognoseVisitor registration and forecast
Mit aktualisierten Daten gespeist, wird das Simulationsmodell durch die optische Erfassung der Besucherverteilung im Bad, die z. B. durch eine oder mehrere auf Masten, am Sprungturm o. ä. montierte digitale Kamerasysteme erfasst werden kann. Besucherzahl und -verteilung werden dabei z. B. in Echtzeit erfasst, über eine Auswertungssoftware zu Datensätzen konvertiert und als Input an das Simulationsmodell übergeben. Neben einer Erfassung der Besucher mittels Kamera können auch andere Systeme für diesen Zweck zum Einsatz kommen, z. B. die Erfassung der Gesamtbesucherzahl an der Kasse des Bades, die Zählung von Besuchern, die das Becken betreten mittels Lichtschranken o. ä.Fed with updated data, the simulation model is visualized by the visualization of the visitor distribution in the bathroom, the z. B. by one or more masts on the diving tower o. Ä. Mounted digital camera systems can be detected. Visitor numbers and distribution are z. B. in real time, converted via an evaluation software to records and passed as input to the simulation model. In addition to capturing the visitors by means of a camera, other systems can also be used for this purpose, eg. B. the collection of the total number of visitors to the cash register of the bath, the count of visitors who enter the basin by means of light barriers o. Ä.
Das Modell kann auch zusätzlich um eine Prognose der Besucherzahlen in den nächsten Tagen erweitert werden, die in Abhängigkeit von der Wettervorhersage, dem Wochentag und statistischen Auswertungen der vergangenen Badesaisons erstellt werden kann. Dies erlaubt mittelfristige Regelstrategien, die die prognostizierten Entwicklungen mehrerer Tage berücksichtigen. Die Eingabe von Wetterdaten kann z. B. automatisiert über eine Internetanbindung erfolgen.The model can also be extended to include a forecast of visitor numbers in the next few days, which can be created depending on the weather forecast, the day of the week and statistical evaluations of past bathing seasons. This allows medium-term control strategies that take into account the forecasted developments of several days. The input of weather data can z. B. automated via an Internet connection.
Das Modell simuliert mit den Input-Daten der Besucherzahl und -verteilung die Strömungsverhältnisse im Bad und erzeugt einen Output-Datensatz für die Strömungssituation in einzelnen Beckenkompartimenten. Diese Daten können mit Ist-Werten von Strömungsmesssonden verglichen werden, die in diesen Beckenbereiche angebracht sind. So kann das Modell kontinuierlich kalibriert werden, um die Prognosegenauigkeit zu erhöhen.The model uses the input data of the number of visitors and distribution to simulate the flow conditions in the bathroom and generates an output data set for the flow situation in individual basin compartments. These data can be compared to actual values of flow probes mounted in these pelvic areas. This allows the model to be continuously calibrated to increase forecast accuracy.
Steuerungsmaßnahmen und -elementeControl measures and elements
Wasseraustauschwater exchange
Der Beckenkörper kann aus einem oder mehreren Wasserbecken bestehen, die zum Baden geeignet sind. Hierbei bieten sich konventionelle Schwimmbadbecken ebenso an wie naturnah gestaltete Becken oder natürliche Badeseen, deren Wasserqualität gezielt verbessert werden kann.The pelvic body may consist of one or more pools that are suitable for bathing. Conventional swimming pool pools are just as suitable as naturally designed pools or natural bathing lakes whose water quality can be purposefully improved.
Das Wasserbecken verfügt über eine oder besser mehrere Stellen zur gezielten Wasserentnahme und Wiedereinleitung. Die Entnahme des abgebadeten Wassers aus dem Becken kann z. B. gleichmäßig und kontinuierlich über Überlaufrinnen an den Randbegrenzungen des Beckens erfolgen. Es können aber auch an zweckmäßiger Stelle nur eine oder wenige Ablaufstellen realisiert werden, um eine Längsdurchströmung des Beckens mit abgebadetem Wasser in gezielter Richtung zu bewirken.The pool has one or better several points for targeted water extraction and re-introduction. The removal of the drained water from the basin can z. B. be carried out evenly and continuously over overflow troughs on the marginal boundaries of the basin. However, only one or a few drainage points can be realized at an appropriate point in order to effect a longitudinal flow through the basin with the water drained off in a targeted direction.
Die Einleitung des frischen aufbereiteten Wassers kann ebenfalls gleichmäßig über Überlaufrinnen erfolgen. Vorteilhaft ist aber eine gezielte Einmischung des aufbereiteten Wassers in den Beckenkörper an mehreren über das Becken verteilte Stellen, z. B. über Wasserdüsen oder Wasserattraktionen wie Rutschen, Springbrunnen, Wasserfälle oder dergleichen. Sowohl die Düsen als auch die Wasserattraktionen sind so im Becken angeordnet, dass eine maximale Durchmischung des Wassers und eine Strömung des abgebadeten Wassers in Richtung der Entnahmestellen, z. B. Überlaufrinnen erfolgt. Hierfür wird ein hydrodynamisches Simulationsmodell eingesetzt, das sowohl für die Beckenplanung, wie auch für den Betrieb des Beckens als Bestandteil der Anlagensteuerung Verwendung findet. Die Steuerung der Wasserdüsen und -attraktionen sowie der ins Becken geleiteten Mengen aufbereiteten Wassers erfolgt durch die automatische Anlagensteuerung.The introduction of fresh treated water can also be done evenly over overflow channels. But advantageous is a targeted interference of the treated water in the pelvic body at several distributed over the pelvis Bodies, e.g. B. over water jets or water attractions such as slides, fountains, waterfalls or the like. Both the nozzles and the water attractions are arranged in the pool, that a maximum mixing of the water and a flow of the drained water in the direction of the sampling points, z. B. overflow channels takes place. For this purpose, a hydrodynamic simulation model is used, which is used for pelvic planning as well as for the operation of the pool as part of the plant control. The control of the water jets and attractions as well as the quantities of treated water led into the basin is carried out by the automatic system control.
Bodenfiltersoil filter
Als Wasser-Aufbereitungseinheit dient z. B. ein Sandfilter, der als bewachsener oder unbewachsener Bodenfilter ausgestaltet sein kann. Üblicherweise ist der Sandfilter, der ein- oder mehrstufig ausgeführt und parallel oder in Reihe betrieben werden kann, durch eine Kunststoffdichtungsbahn vom umgebenden Untergrund getrennt. Die Sandfilterschicht liegt in einer Mächtigkeit von 0,3 bis 1 m über einer Drainagekies-Packung, in der Drainageleitungen das Sickerwasser auffangen, das über Sammelleitungen und Pumpen zurück ins Bad gefördert wird. Die Verteilung des abgebadeten Wassers auf dem Filterkörper erfolgt über ein verzweigtes Netz von perforierten Beschickungsleitungen, die auf der Oberfläche des Filterkörpers verlegt sind. Um Ausspülungen des Sandfilters zu vermeiden und die homogene Überströmung der Filteroberfläche sicherzustellen, sind die Beschickungsleitungen mit einer dünnen Schicht Drainagekies, Lava-Gestein oder anderem grobkörnigem Materials überdeckt, in dessen Porenraum sich das aufgebrachte Badewasser gleichmäßig verteilen kann.As a water treatment unit z. B. a sand filter that can be configured as overgrown or uncultivated soil filter. Usually, the sand filter, which can be executed in one or more stages and operated in parallel or in series, separated by a plastic sealing strip from the surrounding ground. The sand filter layer lies at a thickness of 0.3 to 1 m above a drainage gravel pack, in the drainage lines catch the leachate, which is conveyed via manifolds and pumps back into the bath. The distribution of the drained water on the filter body via a branched network of perforated feed lines, which are laid on the surface of the filter body. In order to avoid rinsing out of the sand filter and to ensure the homogeneous overflow of the filter surface, the feed lines are covered with a thin layer of drainage gravel, lava rock or other coarse-grained material in the pore space, the applied bathing water can be evenly distributed.
Der Betrieb des Filters kann kontinuierlich oder diskontinuierlich (mit Trockenphasen zwischen den Beschickungen) erfolgen. Es kann auch eine Kombination von bewachsenem und unbewachsenem Filter gewählt werden, wobei der unbewachsene Filter vorzugsweise einem bewachsenem Filter vorgeschaltet oder mit diesem parallel geschaltet ist. Unbewachsene Filtererlauben ein leichteres Abschälen von kolmationswirksamen Stoffen, als dies bei bewachsenen Filtern der Fall ist. Somit kann ein unbewachsener Filter zum gezielten Rückhalt potentiell verstopfungswirksamer Feinstoffe verwendet werden, oder z. B. um eine gezielte Flockung und Sedimentation feinpartikulärer Stoffe und Suspensa zu ermöglichen, die nach Bedarf z. B. durch Abschälen der Oberfläche aus dem System entfernt werden können (z. B. jeweils am Ende einer Badesaison).The operation of the filter can be continuous or discontinuous (with dry phases between the feeds). It can also be a combination of overgrown and unbewachsenem filter can be selected, wherein the unexpanded filter is preferably connected upstream of an overgrown filter or connected in parallel with this. Uncovered filters allow easier peeling of coagulant substances than is the case with overgrown filters. Thus, an uncovered filter for targeted retention of potentially clogging fines can be used, or z. B. to allow a targeted flocculation and sedimentation of fine particulate matter and Suspensa, the z. B. by peeling the surface of the system can be removed (eg, at the end of a bathing season).
UV-BestahlungUV Bestahlung
Bestandteil der Wasseraufbereitungseinheit kann darüber hinaus eine UV-Lampe sein, über die ein Teilstrom des gereinigten Wassers geleitet wird, um die Keimzahlen bei Bedarf weiter zu reduzieren. Die Zuschaltung der UV-Lampe sowie die Regulierung der erforderlichen Teilströme werden über die automatische Steuerung geregelt.In addition, a UV lamp can be part of the water treatment unit, over which a partial stream of the purified water is passed in order to further reduce the bacterial counts as required. The connection of the UV lamp and the regulation of the required partial flows are controlled by the automatic control.
Flockungsmittelflocculants
Das Vorkommen von Mikroorganismen ist häufig am Vorhandensein partikulärer Substanzen gebunden, da z. B. Bakterien in der Regel nicht frei schwimmend, sondern sessil vorliegen, d. h. an Oberflächen gebunden sind. Um Partikel, die die Filterlücke üblicher Sandfilter im [μ]m-Bereich passieren könnten, zurückzuhalten und damit auch die mikrobielle Belastung im Bad zu reduzieren, kann bei Bedarf die Zugabe von Flockungshilfsmitteln erfolgen. Als Flockungshilfsmittel werden hier ausschließlich für den Einsatz in Trink- und Badewasser zugelassene Produkte vorgeschlagen. Durch die Wirkung der FHM kommt es zur Koagulation des mikropartikulären Feinstoffe, so dass diese größere Flockenstrukturen bilden, die mittels des eingesetzten Filters der Aufbereitungsanlage abgeschieden werden können. Die Ansteuerung der Flockungsmitteldosierung erfolgt ebenfalls über die automatische Steuerung.The occurrence of microorganisms is often bound to the presence of particulate substances because z. As a rule, bacteria are not free-floating, but sessile, d. H. bound to surfaces. If necessary, the addition of flocculants can be used to retain particles that could pass the filter gap of conventional sand filters in the [μ] m range and thus reduce the microbial load in the bath. As flocculants here are approved exclusively for use in drinking and bathing water approved products. The effect of the FHM results in the coagulation of the microparticulate fines, so that they form larger flake structures, which can be deposited by means of the filter used in the treatment plant. The control of the flocculant dosing is also done via the automatic control.
Erzeugung von TurbulenzenGeneration of turbulence
Da ein großer Teil der feinpartikulären Stoffe durch das Wachstum von Algen entsteht, ist es weiterhin sinnvoll, die Wachstumsbedingungen für Algen im Becken zu verschlechtern. Neben der Verbesserung der Sichttiefe ist zu erwarten, dass die Verminderung der Algenkonzentration im Wasser auch zu einer Verbesserung der mikrobiologischen Situation führt. Schlechte Wachstumsbedingungen für Algen lassen sich z. B. erreichen, indem turbulente Zonen insbesondere in den Beckenbereichen geschaffen werden, die sonst z. B. aufgrund von geringer Wassertiefe, Sonneneinstrahlung etc. für das Algenwachstum bevorzugte Areale wären. Die Schaffung turbulenter Zonen wiederum kann durch die Ansteuerung von Wasserdüsen und Wasserattraktionen über die automatische Anlagensteuerung erfolgen.Since a large part of the fine particulate matter is produced by the growth of algae, it is still useful to worsen the growth conditions for algae in the basin. In addition to improving the depth of vision, it can be expected that reducing the concentration of algae in the water will also improve the microbiological situation. Poor growth conditions for algae can be z. B. achieve by turbulent zones are created especially in the pelvic areas, the otherwise z. B. due to low water depth, sunlight etc. are preferred areas for algae growth. The creation of turbulent zones in turn can be done by controlling water nozzles and water attractions via the automatic system control.
Phosphatbindung im BodenfilterPhosphate binding in the soil filter
Darüber hinaus ist es sinnvoll, die Konzentration pflanzenverfügbarer Nährstoffe im Wasser zu reduzieren. Dies kann gezielt in der Wasseraufbereitungseinheit erfolgen, indem das Füllsubstrat eines oder mehrerer der eingesetzten Bodenfilter eine Zumischung von Materialien enthält, die in der Lage sind, Phosphate zu binden. Möglich ist z. B. der Einsatz von Eisen, z. B. aus Wasserwerkskiesen, oder der Einsatz von Kalk- oder Dolomitsteinen, aber auch der Einsatz sonstiger Metallsalze oder von synthetischen Stoffen, die aufgrund ihrer Ladung und Struktur in der Lage sind, Phosphate zu binden. Darüber hinaus können die bei Bedarf zur Flockung der partikulären Inhaltsstoffe verwendeten Flockungshilfsmittel auch dazu dienen, durch entsprechende Zusätze Phosphate auszufällen, oder aber Phosphate über die in der Algenbiomasse eingelagerten P-Reserven im Sinne einer Mitfällung und Flockungsfiltration aus dem System zu entfernen und so eine Rücklösung aus abgestorbener Biomasse im Beckenkörper zu unterbinden.In addition, it makes sense to reduce the concentration of plant-available nutrients in the water. This can be done selectively in the water treatment unit by the filling substrate of one or more of the soil filter used contains an admixture of materials that are able to bind phosphates. Possible is z. As the use of iron, z. B. from waterworks, or the use of lime or dolomite stones, but also the use of other metal salts or of synthetic materials, which are due to their charge and structure in a position to bind phosphates. In addition, the flocculants used as needed for flocculation of the particulate ingredients can also serve to precipitate phosphates by appropriate additives, or to remove phosphates via the embedded in the algal biomass P reserves in terms of coprecipitation and flocculation from the system and so a return from dead biomass in the pelvic body.
Gezieltes Algenwachstum zur PhosphatbeseitigungTargeted algae growth for phosphate removal
Denkbar ist neben einer chemischen oder physikalischen P-Bindung aber auch eine gezielte biologische Elimination pflanzenverfügbarer Phosphate, z. B. dadurch, dass in einem der Bodenfilteranlage vorgeschalteten Wasserbecken ein gezieltes Wachstum von Algen ermöglicht wird. Die aufwachsenden und sich vermehrenden Algen entziehen dem Wasser das Phosphat, anschließend werden die Algen gezielt entfernt, z. B. durch Zugabe von Zooplankton, das wiederum über die Bodenfilter ausfiltriert wird, oder durch Skimmer, die die an der Oberfläche des Beckens schwimmenden Algen abziehen und aus dem System entfernen. Die automatische Anlagensteuerung regelt dabei die Teilströme, die auf zur Phosphatbindung vorbereitete Beete oder Becken gelangen sollen.It is conceivable in addition to a chemical or physical P-bond but also a targeted biological elimination plant-available phosphates, eg. B. the fact that in one of the soil filter plant upstream pool targeted growth of algae is made possible. The growing and multiplying algae remove the phosphate from the water, then the algae are selectively removed, eg. B. by adding zooplankton, which in turn is filtered out through the soil filter, or by skimmers, which remove the floating on the surface of the basin algae and remove from the system. The automatic system control regulates the partial flows, which should reach beds or basins prepared for phosphate binding.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.
FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES
Die Daten aus der Datenerfassungseinheit
Zur Auswertung der chemischen und physikalischen Messdaten dient ein hydrodynamisches Simulationsmodell
Der Output-Datensatz der Strömungsdaten
Die automatische Anlagensteuerung
Literatur:Literature:
-
[1]
GESUNDHEITSAMT BREMEN (2001): ”Trink- & Badewasserqualität-Arbeitsergebnisse 1996–2000”; Gesundheitsamt Bremen-Sachgebiet Umwelthygiene, Gesundheit & Umwelt: Sabine Luther; Ina Schaefer; Ilona Stockhinger HEALTH OFFICE BREMEN (2001): "Drinking and bathing water quality work results 1996-2000"; Health Department Bremen-Subject area Environmental Hygiene, Health & Environment: Sabine Luther; Ina Schaefer; Ilona Stockhinger -
[2]
FLL (2003): ”Empfehlungen für Planung, Bau, Instandhaltung und Betrieb von öffentlichen Schwimm- und Badeteichanlagen”; Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V. (FLL), Bonn FLL (2003): "Recommendations for the design, construction, maintenance and operation of public swimming and bathing pond systems"; Research Society Landscape Development Landscaping e. V. (FLL), Bonn
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- DatenerfassungseinheitData acquisition unit
- 22
- Ist-WertActual value
- 33
- Prognosewertforecast value
- 44
- Automatische AnlagensteuerungAutomatic system control
- 55
- Aktionseinheitaction unit
- 66
- Motorschiebermotor slide
- 77
- Pumpenpump
- 88th
- Wasserattraktionenwater attractions
- 99
- Reinigungsstufencleaning stages
- 1010
- Frischwasserfresh water
- 1111
- Hydrodynamisches SimulationsmodellHydrodynamic simulation model
- 1212
- Beckengeometriebasin geometry
- 1313
- Düsenjet
- 1515
- Prognosewertforecast value
- 1616
- ÜberlaufrinnenSpillways
- 1717
- Regelstrategiencontrol strategies
- 1818
- Soll-WerteTarget values
- 1919
- Output-Datensatz der StrömungsdatenOutput data record of the flow data
- 2020
- Besuchererfassungvisitor registration
- 2121
- GewässergütemodellWater quality model
- 2222
- Temperaturtemperature
- 2323
- pH-WertPH value
- 2424
- Färbungcoloring
- 2525
- StrömungsmesssondeFlow probe
- 2626
- Mikrobielle ÜberwachungsparameterMicrobial monitoring parameters
- 2727
- Input-MessdatensatzInput data set
- 2828
- Output-Datensatz des GewässergütemodellsOutput record of the water quality model
- 2929
- AktionenActions
- 3030
- Komparatorcomparator
- 3131
- Schnelle Datenverbindung (z. B. WLAN)Fast data connection (eg WLAN)
- 3232
- RegelschaltkreisControl circuit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10029568 A1 [0008, 0013] DE 10029568 A1 [0008, 0013]
- DE 3103126 C2 [0009] DE 3103126 C2 [0009]
- DE 4437708 A1 [0011] DE 4437708 A1 [0011]
- DE 10141325 A1 [0012] DE 10141325 A1 [0012]
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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