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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser, wobei ein Schwallwasserbehälter vorgesehen ist, in dem das aufzubereitende Schwimmbeckenwasser aufgefangen wird.
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Derartige Verfahren und Anlagen zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser, bei denen das aufzubereitende Schwimmbeckenwasser in einem Schwallwasserbehälter aufgefangen wird, sind bekannt. In der Vergangenheit war es vielfach üblich, dass die Schwimmbeckenwasseraufbereitung mittels eines Sand- oder Mehrschichtfilters meist mit vorgeschalteter Flockung und zwingend mit nachgeschalteter Chlorung durchgeführt wurde. Zunehmend werden bei derartigen Anlagen die Sand- oder Mehrschichtfilter durch Ultrafiltrationsanlagen ersetzt.
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Aus der
DE 10 2005 055 146 A1 ist ein Kreislaufverfahren zur Aufbereitung von Badewasser aus Schwimmbecken mit kombinierter Filtration sowie eine entsprechende Anlage bekannt, wobei in Abhängigkeit von den hygienischen Erfordernissen das Badewasser einer Filtration unterworfen wird, wobei die Filtration eine Membranfiltration umfasst und ein Teilstrom der Kreislaufwassermenge im Bypass geführt wird, wobei die Teilströme und Mengenströme in Abhängigkeit der hygienischen Gegebenheiten festgelegt werden.
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Nachteilig bei den bekannten Verfahren und Anlagen ist der hohe Druckverlust, der durch eine entsprechende Pumpenleistung auszugleichen ist. Ein weiterer Nachteil ist ein sehr hoher Spülwasserbedarf sowie die Verschmutzung des Schwallwasserbehälters der Schwimmbadanlage.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein energieoptimiertes sowie spülwasseroptimiertes Verfahren zur Schwimmbeckenwasseraufbereitung zu schaffen, welches die vorgenannten Nachteile überwindet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine dementsprechende Anlage zu schaffen, die eine energieoptimierte und spülwasseroptimierte Schwimmbeckenwasseraufbereitung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anlage gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anlage sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Besonders vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser, wobei auf einer unterhalb des Schwimmbeckens gelegenen geodätischen Höhe ein Schwallwasserbehälter angeordnet ist, ist es, dass im freien Gefälle im Zulauf zum Schwallwasserbehälter eine Partikelfiltereinheit angeordnet ist und in einem ersten Aufbereitungsschritt eine Partikelfiltration eines Teilstroms oder bis zu 100% des aufzubereitenden Wassers mittels der Partikelfiltereinheit im freien Gefälle durchgeführt wird, wobei in einem zweiten Aufbereitungsschritt eine Ultrafiltration mittels einer Membranfiltereinheit vorzugsweise eines Teilstromes von 0% bis zu 60%, insbesondere bis zu 40%, des aufzubereitenden Wassers und/oder eine Aktivkohlefiltration mittels einer Aktivkohlefiltereinheit des Vollstromes oder eines Teilstromes des aufzubereitenden Wassers durchgeführt wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine sehr gute Beckenwasserqualität insbesondere gemäß DIN 19643 erreicht werden.
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Dadurch, dass im Zulauf zum Schwallwasserbehälter eine Partikelfiltereinheit im freien Gefälle angeordnet ist, kann der erste Aufbereitungsschritt in Form der Partikelfiltration im freien Gefälle erfolgen, ohne dass mittels einer Förderpumpe ein Druckverlust auszugleichen wäre. Hierdurch ergibt sich ein energetisch sehr günstiger Betrieb zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser.
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Der zweite Aufbereitungsschritt der Ultrafiltration und/oder Aktivkohlefiltration kann zum ersten Aufbereitungsschritt der Partikelfiltration parallel geschaltet oder auch in Reihe geschaltet durchgeführt werden. Es ist somit möglich, in Abhängigkeit der Wasserqualität und der Anforderungen an die Aufbereitung des Schwimmbeckenwassers die Ultrafiltration und/oder Aktivkohlefiltration zur Partikelfiltration parallel zu schalten oder in Reihe zu schalten, d. h., dass derjenige Teilstrom des aufzubereitenden Wassers, der einer Ultrafiltration und/oder Aktivkohlefiltration unterzogen wird, vor oder hinter der Partikelfiltereinheit entnommen werden kann.
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Je nach Rohwasserqualität kann der zweite Aufbereitungsschritt der Ultrafiltration mittels der Membranfiltereinheit und/oder Aktivkohlefiltration entfallen und der über den zweiten Aufbereitungsschritt geführte Teilstrom auf 0% reduziert werden, d. h. derjenige Teilstrom des aufzubereitenden Wassers, der einer Ultrafiltration und/oder Aktivkohlefiltration unterzogen wird, wird auf 0% reduziert. Hierdurch ergibt sich weitere eine deutliche Energieeinsparung.
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Vorzugsweise wird die Partikelfiltration mittels eines oder mehrerer Trommelfilter und/oder Scheibenfilter und/oder Kerzenfilter und/oder Beutelfilter oder dergleichen durchgeführt. Bei diesen Partikelfiltern kann die Lochweite/Maschenweite in Abhängigkeit der Problemstellung in einer Größenordnung von 1 μm bis zu 200 μm variiert werden, wobei zur Entfernung kleinerer Inhaltsstoffe eine Ultrafiltration ergänzt wird, die vorzugsweise nicht im Vollstrom sondern im Teilstrom mit 0% bis 60%, insbesondere bis 40% des Gesamtvolumenstromes der Anlage betrieben wird, um eine einwandfreie Beckenwasserqualität zu erzielen.
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Vorzugsweise wird vor der Partikelfiltration und/oder vor der Ultrafiltration Flockungsmittel zudosiert.
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Alternativ oder kumulativ kann vor der Partikelfiltration und/oder vor der Ultrafiltration Pulveraktivkohle zudosiert werden.
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Die Einstellung der Teilströme, die im ersten Schritt der Partikelfiltration und im zweiten Schritt der Ultrafiltration unterzogen werden und/oder die Einstellung der Zudosierung der Flockungsmittel und/oder die Einstellung der Zudosierung von Pulveraktivkohle wird vorzugsweise in Abhängigkeit der Schwimmbeckenwasserqualität durchgeführt und den Anforderungen an die Wasserqualität nach der Aufbereitung angepasst.
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In einer weiteren Ausführungsform ist den ersten beiden Aufbereitungsschritten eine UV-Anlage nachgeschaltet, die im Voll- oder Teilstrom betrieben werden kann, sodass ein Voll- oder Teilstrom des aufzubereitenden Wassers vor der Rückführung in das Schwimmbecken einer UV-Bestrahlung unterzogen wird.
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Hierdurch können im Wasser enthaltene Schadstoffe vor der Rückgabe des Wassers in das Schwimmbecken abgebaut werden.
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Ferner können dem aufzubereitenden Wasser vor der UV-Bestrahlung H2O2 und/oder O2 und/oder O3 oder dergleichen zudosiert werden, um so die Effizienz der UV-Bestrahlung zu steigern.
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Vorzugsweise ist das Verfahren und die Anlage derart gestaltet, dass der erste Aufbereitungsschritt der Partikelfiltration im freien Gefälle mit einem Druckverlust von ≤ 50 mbar, vorzugsweise ≤ 30 mbar betrieben wird.
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Bevorzugt ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Partikelfiltereinheit eine Aktivkohlefiltereinheit nachgeschaltet, die im Voll- und Teilstrom betrieben werden kann, wobei ein Voll- oder Teilstrom des aufzubereitenden Wassers vor der Rückführung in das Schwimmbecken einer Aktivkohlefiltration unterzogen wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Anlage zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser, wobei auf einer unterhalb des Schwimmbeckens gelegenen geodätischen Höhe ein Schwallwasserbehälter angeordnet ist, ist besonders vorteilhaft, dass im freien Gefälle im Zulauf zum Schwallwasserbehälter eine Partikelfiltereinheit angeordnet ist, mittels derer eine Partikelfiltration eine Teilstromes oder bis zu 100% des aufzubereitenden Wassers im freien Gefälle erfolgt.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Anlage ist ferner eine Membranfiltereinheit angeordnet, mittels derer eine Ultrafiltration vorzugsweise eines Teilstromes von 0% bis zu 60%, insbesondere bis zu 40% des aufzubereitenden Wassers erfolgt.
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Die Membranfiltereinheit kann dabei zu der Partikelfiltereinheit parallel geschaltet oder in Reihe geschaltet angeordnet sein, insbesondere kann parallel zum Schwallwasserbehälter ein Bypass angeordnet sein, wobei die Membranfiltereinheit in den Bypass parallel zum Schwallwasserbehälter integriert ist.
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In Abhängigkeit der Wasserqualität kann somit der Teilstrom, der einer Ultrafiltration unterzogen wird, vor der Partikelfiltration dem aufzubereitenden Wasser entnommen werden, oder aber es wird der gesamte Volumenstrom aufzubereitenden Wassers der Partikelfiltration unterzogen und erst hinter der Partikelfiltereinheit wird ein Teilstrom entnommen und der Membranfiltereinheit zugeführt.
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Die Partikelfiltereinheit der Anlage kann einen oder mehrere Trommelfilter und/oder Scheibenfilter und/oder Kerzenfilter und/oder Beutelfilter oder dergleichen aufweisen.
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Vor der Partikelfiltereinheit und/oder vor der Membranfiltereinheit kann in der Anlage eine Dosiereinheit zur Zudosierung von Flockungsmitteln und/oder eine Dosiereinheit zur Zudosierung von Pulveraktivkohle angeordnet sein.
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Hierdurch kann die geforderte Wasserqualität in der Aufbereitung garantiert werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Partikelfiltereinheit und der Membranfiltereinheit eine UV-Anlage nachgeschaltet, die im Voll- oder Teilstrom betrieben werden kann. Die Partikelfilter der Partikelfiltereinheit weisen vorzugsweise eine Lochweite/Maschenweite von 1 μm bis 200 μm auf, wobei die Lochweite/Maschenweite in Abhängigkeit der Problemstellung variiert werden kann. Eine Entfernung kleinerer Inhaltsstoffe erfolgt durch die Ultrafiltration, die vorzugsweise nicht im Vollstrom, sondern im Teilstrom mit 0% bis 60%, insbesondere bis 40% der Gesamtanlage betrieben wird, um so eine einwandfreie Beckenwasserqualität zu erzielen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Partikelfiltereinheit eine Aktivkohlefiltereinheit nachgeschaltet, die im Voll- oder Teilstrom betrieben werden kann. Die Aktivkohlefiltereinheit dient vor allem der Entfernung organischer Inhaltsstoffe sowie von kleineren Trübstoffen und ist daher in gewissen Abständen zu spülen. Die Aktivkohlefiltereinheit kann insbesondere zu einer Membranfiltereinheit parallel oder in Reihe geschaltet sein.
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Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anlage sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend erläutert. Anhand der Figuren wird auch das erfindungsgemäße Verfahren deutlich. Es zeigen:
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1: ein Anlagenschema einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser;
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2: ein Anlagenschema einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser;
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3: ein Anlagenschema einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser;
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4: ein Anlagenschema einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser;
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In den 1 bis 4 sind identische Anlagenkomponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
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Die beiden Anlagen gemäß den 1 und 2 unterscheiden sich lediglich in der Anordnung der Entnahmestelle zur Entnahme desjenigen Teilstromes des aufzubereitenden Wassers, der einer Ultrafiltration unterzogen wird.
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Die beiden Anlagen gemäß den 3 und 4 unterscheiden sich ebenfalls lediglich in der Anordnung der Entnahmestelle zur Entnahme desjenigen Teilstromes des aufzubereitenden Wassers, der einer Ultrafiltration unterzogen wird.
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Das Rohwasser fließt aus dem Schwimmbecken 1 im freien Gefälle zur Partikelfiltereinheit 2, die in den dargestellten Ausführungsbeispielen durch einen Trommelfilter 2 gebildet wird. Vor dem Trommelfilter 2 kann bei Bedarf Flockungsmittel (FM) mittels einer Dosiereinheit 3 und/oder Pulveraktivkohle (PAK) mittels einer Dosiereinheit 4 zugegeben werden, um die geforderte Beckenwasserqualität zu erreichen.
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Das Filtrat aus dem Trommelfilter 2 gelangt in den Schwallwasserbehälter 5. Ein Teilstrom von 0% bis 60%, insbesondere bis 40% des aufzubereitenden Wassers wird über eine Ultrafiltrationseinheit 6 aufbereitet, wobei vor der Ultrafiltrationseinheit 6 falls erforderlich Flockungsmittel (FM) mittels einer Dosiereinheit 10 und/oder Pulveraktivkohle (PAK) mittels einer Dosiereinheit 11 zudosiert werden kann. Das Filtrat der Ultrafiltrationseinheit 6 wird wieder in den Schwallwasserbehälter 5 zurück gegeben oder es wird nach der Ultrafiltration in der Ultrafiltrationseinheit 6 direkt in das Schwimmbecken 1 zurück gegeben. Es kann auch der Teilstrom, der in der Ultrafiltrationseinheit 6 aufbereitet wurde, aufgeteilt werden, so dass ein Teil in den Schwallwasserbehälter 5 und der andere Teil in das Schwimmbecken 1 gegeben wird.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird derjenige Teilstrom des aufzubereitenden Schwimmbadwassers, welcher einer Ultrafiltration in der Ultrafiltrationseinheit 6 (abgekürzt: UF) unterzogen wird, hinter der Trommelfiltereinheit 2 entnommen, d. h., dass in diesem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird 100% des aufzubereitenden Wassers über die Trommelfiltereinheit 2 gefiltert. Die Mengeneinstellung desjenigen Teilstromes in der Spanne von 0% bis 60%, insbesondere bis 40% der Wassermenge, der einer Ultrafiltration 6 unterzogen wird, erfolgt in Abhängigkeit der Beckenwasserqualität respektive der geforderten Wasserqualität nach der Aufbereitung.
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Bei dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel wird derjenige Teilstrom, der einer Ultrafiltration 6 unterzogen wird, bereits vor Eintritt in die Trommelfiltereinheit 2 entnommen. In Abhängigkeit der Beckenwasserqualität und der nach der Wasseraufbereitung zu erzielenden Wasserqualität erfolgt die Einstellung der Teilströme die der Trommelfiltereinheit 2 und der Ultrafiltrationseinheit 6 zugeführt werden. Dabei ist eine Einstellung der Teilströme möglich, in dem der Trommelfiltereinheit ein Teilstrom von 40%, insbesondere von 60%, bis 100% und dementsprechend der Ultrafiltrationseinheit ein Teilstrom von 0% bis 60%, insbesondere 0% bis 40% zugeführt wird.
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In beiden Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bzw. 2 wird derjenige Teilstrom, der über die Ultrafiltrationseinheit 6 geführt wird, entweder in den Schwallwasserbehälter 5 oder optional direkt in das Schwimmbecken 1 zurückgeführt oder aufgeteilt und teilweise zurück in den Schwallwasserbehälter 6 bzw. das Schwimmbecken 1 gegeben. Zur Förderung des aufbereiteten Wassers in das Schwimmbecken 1 ist eine Förderpumpe 7 vorgesehen, mittels derer das Wasser in das Becken 1 zurückgefördert wird.
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Die Tatsache, dass nur ein Teilstrom von 0% bis 60%, insbesondere ein Teilstrom von 0% bis 40% einer Ultrafiltration unterzogen wird, beruht darauf, dass sich gezeigt hat, dass aufgrund der im freien Gefälle vorgeschalteten Partikelfiltration es zur Erzielung der geforderten Wasserqualität ausreichend ist, lediglich einen Teilstrom über die Ultrafiltrationsanlage (UF-Anlage) 6 zu führen, wodurch sich eine erhebliche Energieeinsparung ergibt, da der Druckverlust über der UF-Anlage durch eine entsprechende Pumpenleistung auszugleichen ist. Durch die vorgeschaltete Partikelfiltration kann je nach Anwendungsfall und Rohwasserqualität der Teilstrom, der einer Ultrafiltration unterzogen wird, weiter auf unter 20% oder sogar auf 0% abgesenkt werden, wodurch sich eine weitere deutliche Energieeinsparung im Betrieb der Wasseraufbereitungsanlage ergibt.
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Gestrichelt dargestellt in den 1 und 2 ist die optional angeordnete UV-Anlage 8, die zur Verbesserung der Wasserqualität eingebunden werden kann, um die Schadstoffbelastung innerhalb der Wassermenge zu senken.
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Zusätzlich zu der optional angeordneten UV-Anlage kann vor dieser eine Dosierung von beispielsweise H2O2 und/oder O2 und/oder O3 oder dergleichen erfolgen, um so die Effizienz der UV-Behandlung zu steigern.
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Gestrichelt dargestellt in den 3 und 4 ist die Anordnung einer Aktivkohlefiltereinheit (AK-Filter) 12, die sowohl im Voll- als auch im Teilstrom betrieben werden kann, um so gezielt Trihalogenmethane (THM), Adsorbierbare Organisch gebundene Halogene (AOX) sowie organische Inhaltsstoffe zu reduzieren sowie Trübstoffe zu entfernen.
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Im Übrigen entspricht das Anlagenschema gemäß 3 dem Anlagenschema gemäß 1 und das Anlagenschema gemäß 4 entspricht dem Anlagenschema gemäß 2.
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Eine Chlorung 9 des aufbereiteten Wassers durch Zugabe von Cl2 vor der Rückführung des Wassers in das Becken 1 erfolgt, um die geforderte Wasserqualität garantieren zu können.
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Kern der Erfindung ist somit, dass ein Partikelfilter 2 im freien Gefälle vor dem Schwallwasserbehälter 5 angeordnet ist, der durch den Betrieb im freien Gefälle selbst keinerlei Energiebedarf zur Folge hat. Der Partikelfilter 2 wird im freien Gefälle angeströmt und betrieben und weist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen einen sehr geringen Druckverlust im Bereich ≤ 50 mbar auf. Daraus resultiert u. a. ebenfalls ein sehr geringer Spülwasserverbrauch. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage ist somit eine energie- und spülwasseroptimierte Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser möglich und es wird eine einwandfreie Beckenwasserqualität erzielt.
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Die Entnahme desjenigen Teilstromes, der der Ultrafiltrationseinheit 6 zugefügt wird, vor oder nach der Partikelfiltereinheit 2 kann auch variabel in Abhängigkeit der Wasserqualität erfolgen, d. h., dass in einer weiteren Ausführungsform eine Umschaltung der Entnahmestelle möglich ist.
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Die Aufbereitungsleistungen der gesamten Anlage, d. h. die Einstellung der Teilströme über die Trommelfiltereinheit 2 und über die Ultrafiltrationseinheit 6 sowie die Zudosierung von Flockungsmittel (FM) mittels entsprechender Dosiereinheiten 3, 10 und/oder Pulveraktivkohle (PAK) mittels entsprechender Dosiereinheiten 4, 11 erfolgen in Abhängigkeit der Beckenwasserwerte wie gebundenes Chlor, THM, Redox, etc. Zur Unterstützung und vor allem zum Abbau von gebundenem Chlor (Chloraminen) kann der Filteranlage eine UV-Anlage 8 im Voll- oder Teilstrom nachgeschaltet werden.
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Besonders vorteilhaft bei der Erfindung ist es somit, dass die Partikelfiltereinheit 2 im freien Gefälle betrieben wird und somit nicht ein hoher Druckverlust einer Filtereinheit durch eine Pumpe überwunden werden muss. Bei der erfindungsgemäßen Anlage fördert die Pumpe 7 quasi nur noch gegen den Rohrleitungswiderstand der Anlage respektive fördert lediglich die Pumpe 13 einen Teilstrom von 0% bis 60%, insbesondere einen Teilstrom von 0% bis 40% über die Ultrafiltrationseinheit 6, nicht mehr jedoch, wie beim Stand der Technik, den gesamten Volumenstrom gegen den Druckverlust einer Filtereinheit. Durch die Filterfeinheit des Trommelfilters 2 im Bereich von 1 μm bis 200 μm kann bereits eine sehr gute Wasserqualität erzielt werden, da durch diese Trommelfiltereinheit 2 bereits Bakterien aus dem Wasser herausgefiltert werden können. Hierdurch ist es ggf. möglich, den Teilstrom in der Anlage über die Ultrafiltrationseinheit weiter bis auf 0% zu reduzieren d. h., dass in diesem Betriebsfall die Pumpe 7 nur noch gegen den Rohrleitungswiderstand der Anlage, nicht jedoch gegen den Druckverlust einer Filtereinheit fördern muss. Hierdurch ergibt sich eine besonders energieoptimierte Beckenwasseraufbereitung mit einer sehr hohen Wasserqualität.
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Durch die dem Schwallwasserbehälter im freien Gefälle vorgeschaltete Trommelfiltereinheit 2 kann der über die Ultrafiltrationseinheit 6 zu leitende Teilstrom gegenüber den vorbekannten Anlagen deutlich reduziert werden, wodurch sich eine erhebliche Energieeinsparung ergibt. Dabei kann jedoch die geforderte Beckenwasserqualität insbesondere gemäß DIN 19643 erreicht werden.
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Alternativ oder kumulativ zur Ultrafiltrationseinheit 6 kann eine Aktivkohlefiltereinheit 12 betrieben werden, die gezielt Trihalogenmethane (THM), Adsorbierbare Organisch gebundene Halogene (AOX) und organische Inhaltsstoffe sowie Trübstoffe entfernt und so eine weitere Verbesserung der Wasserqualität ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005055146 A1 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 19643 [0008]
- DIN 19643 [0053]
