NL1012217C2

NL1012217C2 - Waterzuiveringsinstallatie.

Info

Publication number: NL1012217C2
Application number: NL1012217A
Authority: NL
Inventors: Peter Willem Appel
Original assignee: Peter Willem Appel
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2000-12-06
Also published as: EP1057784A1; DE60023594D1; DE60023594T2; ATE308484T1; EP1057784B1

Description

P48303NL00

Titel: Waterzuiveringsinstallatie

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een waterzuiveringsinstallatie voor een zwembassin, voorzien van een filterinrichting met een filtercircuit waarin een filter en een pomp zijn opgenomen en via hetwelk water uit 5 het zwembassin kan worden rondgepompt, en van een verder circuit dat parallel aan ten minste een deel van het filtercircuit is aangebracht en waarin een UV-reactor is opgenomen, alsmede van toevoerorganen voor een oxidatie- en desinfectiemiddel. Het verder circuit kan zowel parallel 10 aan het gehele als slechts aan een gedeelte van het • filtercircuit zijn aangebracht, terwijl het parallelle circuit voorts kan uitmonden zowel in het filtercircuit zelf als in een eigen aansluiting op het zwembassin.

Dergelijke waterzuiveringsinstallaties zijn bekend. 15 Daarbij worden veelal chloor of chloorverbindingen aan het water in het zwembassin toegevoegd. Behalve dat het chloor werkt als desinfectiemiddel, heeft het daarbij tevens een oxiderende werking. Het reageert zowel op humuszuren in het suppletiewater, waarbij gechloreerde organische koolwater-20 stoffen worden gevormd, als op organische bestanddelen als urea, creatinine, en dergelijke, die door zwemmers in het water worden gebracht, waarbij zich dan chlooramines vormen. Vandaar dat veelal, naast de hoeveelheid chloor die nodig i's voor het desinfecteren, een extra hoeveelheid 25 chloor moet worden toegevoegd om voor de oxiderende of chlorerende werking van het chloor te compenseren. Om, vanwege de ongewenste vorming van gechloreerde organische koolwaterstoffen en chlooramines, de toevoeging van chloor te beperken, is eerder voorgesteld het oxideren te doen 30 geschieden met behulp van ozon. Aangezien dit een giftig gas is waarvan de restanten toch weer apart moeten worden verwijderd, levert het gebruik daarvan in de praktijk grote problemen op. Bovendien dient dan toch weer chloor voor het desinfecteren van het bassinwater te worden toegevoegd.

1012217 2

Voorts is een zuivering van bassinwater bekend waarbij de UV-reactor niet in een apart parallelcircuit is opgenomen, doch in het filtercircuit, terwijl tevens de organische bestanddelen worden geoxideerd met behulp van 5 waterstofperoxide, terwijl de desinfectie geschiedt met behulp van de UV-reactor. Alhoewel waterstofperoxide bij hoge concentraties kan dienen als oxidatie- en des-infectiemiddel, en zou een UV-reactor zelfs overbodig zijn, zijn dergelijke hoge concentraties, met name voor zwemmers, 10 in het zwembadwater in sterke mate ongewenst. Bij lage concentraties vindt echter zowel onvoldoende oxidatie als onvoldoende desinfectie plaats. Een mogelijke oplossing zou kunnen zijn de verblijfstijd van het rondcirculerende water in een in het filtercircuit opgenomen waterstofperoxide-15 reactor zeer groot te laten zijn en de verblijfstijd in het zwembassin zeer laag. Dit stuit echter op praktische bezwaren, daar een dergelijke waterstofperoxidereactor bijzonder groot zou moeten zijn, waarmee onacceptabel hoge kosten gepaard gaan.

20 Om in een waterzuiveringsinstallatie, als in de aanhef is omschreven, de combinatie van een UV-reactor en ozon als oxidatiemiddel toe te passen is op zich ook bekend. Daarbij wordt in de UV-reactor lucht toegevoerd, waaruit onder invloed van de UV-straling ozon in situ wordt 25 verkrégen; de geözoniseerde lucht wordt door het water geleid dat de UV-reactor doorstroomt. De oxiderende werking hiervan blijkt echter zeer gering te zijn.

De uitvinding beoogt de bovengenoemde nadelen op te heffen, althans in aanzienlijke mate te verminderen en een 30 waterzuiveringsinstallatie te verschaffen, waarin op efficiënte wijze zowel een oxidatie van in het water gebrachte organische verbindingen als een afdoende desinfectie van het water wordt verkregen, terwijl daarbij geen chloor of andere ongewenste stoffen in hoge 35 concentraties meer behoeven te worden toegevoegd, alhoewel 1 o 1 2 2 17 3 dit, met name bij een onvoldoende desinfectie, soms toch wel gewenst kan zijn.

Om dit doel te bereiken heeft de waterzuiveringsinstallatie, zoals deze in de aanhef is omschreven, in een 5 eerste uitvoeringsvorm het kenmerk, dat het oxidatiemiddel in de UV-reactor in het deze reactor doorstromende water wordt gebracht.

In een tweede uitvoeringsvorm, welke betrekking heeft op een waterzuiveringsinstallatie voor een zwembassin, 10 voorzien van een filterinrichting met een filtercircuit waarin een filter en een pomp zijn opgenomen en via hetwelk water uit het zwembassin kan worden rondgepompt, wordt het genoemde doel bereikt doordat in het filtercircuit een UV-reac.toz· is opgenomen, terwijl voorts toevoerorganen voor 15 een oxidatie- en desinfectiemiddel aanwezig zijn, waarbij het oxidatiemiddel in de UV-reactor in het deze reactor doorstromende water wordt gebracht, alsmede toevoerorganen voor een additionele desinfectant, zoals chloor, allerlei chloorverbindingen en zilverzouten, enz.

20 Het oxidatiemiddel wordt in de UV-reactor in het deze reactor doorstromende water gebracht. Dit kan in de UV-reactor zelf geschieden, doch ook in het verdere circuit daarvoor, dat wil zeggen na de splitsing in het filtercircuit. Daarbij kan dan een overmaat aan 25 oxidatiemiddel aan het water worden toegevoegd; immers, omdat het water na de verdere leiding te hebben doorlopen wordt vermengd met het water uit het filtercircuit, waarbij de oxidatiemiddelconcentratie door verdunning sterk kan worden verminderd, zullen zwemmers van het toegevoegde 30 oxidatiemiddel toch geen hinder ondervinden. Bij voorkeur wordt een oxidatiemiddel gebruikt waarvan de oxiderende werking onder invloed van UV-straling wordt bevorderd.

Verdere voordelen van de waterzuiveringsinstallatie overeenkomstig de uitvinding zijn gelegen in het feit dat 35 het geloosde water minder gechloreerde verbindingen bevat zodat de diverse organische verbindingen gemakkelijker 1012217 4 biologisch afbreekbaar zijn, terwijl voorts minder suppletiewater behoeft te worden toegevoegd. Deze voordelen betekenen een mindere belasting van het milieu.

Door in plaats van in situ gevormde ozon door het 5 water te leiden, waardoor een slechte oxidatie wordt verkregen, is een rechtstreekse toevoer van een oxidatiemiddel aan het water bijzonder gunstig. Daarbij is het van belang dat het oxidatiemiddel in water oplosbaar is, dat wil zeggen althans in voldoende mate oplosbaar om 10 een efficiënte oxidatie te bewerkstelligen.

In het bijzonder is aan de uitlaatzijde van het filter een verdeelelement aanwezig via hetwelk een fractie (1-a) van het bassinwater, waarbij ot ongeveer in het interval van 0,03 tot 0,5, meer in het bijzonder van 0,05 tot 0,2 ligt 15 en bij voorkeur ongeveer 0,1 is, rechtstreeks over de filterleiding naar het zwembassin terug wordt geleid en de rest van het bassinwater over het verdere circuit met de UV-reactor naar het zwembassin terug wordt geleid. Door bijvoorbeeld slechts 0,1 van de hoeveelheid rondgepompt 20 water aan een rechtstreekse oxidatie te onderwerpen, kan een zeer hoge concentratie aan oxidatiemiddel in het verdere circuit worden ingebracht. Daarna vindt een verdunning plaats met 0,9 deel van het rondgepompte water.

Voorts is het bijzonder gunstig wanneer in het verdere 25 circuit, aan de inlaatzijde van de UV-reactor suppletiewater wordt ingebracht. Wanneer immers toch, zoals in de praktijk noodzakelijk is, suppletiewater moet worden toegevoegd, dan zal dit bij voorkeur, vanwege de daarin aanwezige humuszuren, geschieden daar waar de hoge 30 concentratie aan oxidatiemiddel wordt toegevoegd.

Zoals reeds is vermeld, kunnen door de maatregelen overeenkomstig de uitvinding hoge concentratie aan oxidatiemiddel worden toegepast zonder dat zwemmers in het bassin daar hinder van ondervinden. Daarbij zal dan de 35 concentratie aan actieve zuurstofequivalenten van het toegevoegde oxidatiemiddel hoger zijn dan de concentratie 10 1 2 2 17 5 aan actieve zuurstofequivalenten van oxideerbare organische verbindingen die gemiddeld door suppletiewater en door zwemmers in het bassinwater wordt gebracht. Daarbij is het gunstig wanneer de concentratie aan actieve 5 zuurstofequivalenten van het toegevoegde oxidatiemiddel (die bijvoorbeeld kan worden bepaald met behulp van kaliumpermanganaat) een factor 2 tot 100 en in het bijzonder 2 tot 20 maal zo hoog is dan de concentratie aan actieve zuurstofequivalenten van oxideerbare organische 10 verbindingen die gemiddeld door suppletiewater en door zwemmers in het bassinwater wordt gebracht. Op deze wijze wordt door de hoge concentratie van het oxidatiemiddel in het tweede filtercircuit een optimale oxidatie van de in het bassinwater gebrachte oxideerbare organische 15 verbindingen verkregen, terwijl dit proces aanzienlijk sneller verloopt dan in het geval de UV-reactor in het eerste filtercircuit zou zijn opgenomen en daarin het oxidatiemiddel zou zijn geïnjecteerd. Voorts kan in samenhang met de ingestelde UV-stralingsintensiteit een 20 desinfectie (bacteriologische evenwichtssituatie) worden verkregen.

Bij voorkeur wordt het oxidatie- en desinfectie-middel gevormd door een peroxideverbinding, in het bijzonder waterstofperoxide. Om aan de eventuele wettelijk 25 eisen'met betrekking tot een voorgeschreven mate van desinfectering te voldoen, kan bovendien nog additioneel een desinfectant, zoals chloor, allerlei chloorverbindingen en zilverzouten, enz., via daartoe aanwezige middelen worden toegevoegd.

30

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande figuur, waarin op schematische wijze de waterzuiveringsinstallatie overeenkomstig de uitvinding is weergegeven.

35 10 1 t t 1 ? 6

De figuur toont een zwembassin 1 met een filtercircuit 2 waarin een pomp 3 en een filter 4 zijn opgenomen. Parallel aan een deel van dit filtercircuit 2 is via verdeelelementen 5 en 6 een verder circuit 7 5 aangebracht, in welk verder circuit 7 een UV-reactor 8 en middelen 9 voor de toevoer van suppletiewater over de leiding 10 zijn opgenomen. De UV-reactor 8 is voorzien van een injector via welke een oxidatiemiddel, dat over een leiding 11 wordt toegevoerd, in het de UV-reactor 10 doorstromende water wordt gebracht. Als oxidatiemiddel is gekozen voor waterstofperoxide. Voorts is door de pijl 12 de leiding aangegeven via welke een extra hoeveelheid van . een desinfectant aan het zwembadwater kan worden toegevoegd.

15

Voorbeeld:

Aangenomen wordt dat via het verdeelelement 0,1 deel van de rondgepompte hoeveelheid water door het circuit 7 geleid en 0,9 deel hiervan door het filtercircuit 2.

20 Wanneer wordt verondersteld, dat gemiddeld per zwemmer over een dag van 8 uur ongeveer 2m3 dient te worden rondgepompt en dat 500 zwemmers per dag van het zwembassin gebruik maken, dan is het totale watercirculatiedebiet 125 m3/uur, zodat het debiet van het door het circuit 7 25 stromende water 12,5 m3/uur bedraagt en dat van het rechtstreeks naar het bassin terug geleide water 112,5 m3/uur.

Verder zij verondersteld, dat, de toevoer van suppletiewater buiten beschouwing latend, gemiddeld over 30 een dag van 8 uur per zwemmer ongeveer 0,2 gr aan actieve zuurstofequivalenten van oxideerbare organische verbindingen in het water wordt gebracht, dan is dit voor 500 zwemmers per dag ongeveer 12,5 gr/uur. Dit betekent dat in de UV-reactor ten minste 1 gr/m3 aan oxideerbare 35 organische verbindingen moet worden geoxideerd om de concentratie daarvan in het bassin constant te houden. Door *0 12 2 17 7 toevoeging van een overmaat aan waterstofperoxide aan de ingang van de UV-reactor, bijvoorbeeld 10 a 20 gr/uur, wordt aan de ingang van de UV-reactor een waterstofperoxideconcentratie verkregen van 10 a 20 gr/m3 5 ofwel 10 a 20 mg/liter - aannemend dat geen noemenswaardige afbraak van waterstofperoxide in het verdere circuit en het bassin plaatsvindt - en blijkt een vrijwel optimale oxidatie van de door zwemmers in het water gebrachte oxideerbare organische verbindingen mogelijk te zijn in 10 ongeveer 0,5 uur. Hierbij is de concentratie van de waterstofperoxide in het zwembassin voldoende laag opdat zwemmers daar geen last van ondervinden. Om onder deze • omstandigheden een desinfecterende situatie te bereiken, dient naast de hoeveelheid waterstofperoxide die nodig is 15 voor optimale oxidatie van de genoemde organische verbindingen een relatief geringe hoeveelheid chloor te worden toegevoegd. Veelal wordt dit zelfs wettelijk' voorgeschreven. Bij afbraak van waterstofperoxide in het verdere circuit en in het bassin dient hiervoor een 20 compensatie te worden aangebracht in de dosering van de waterstofperoxide.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de hier weergegeven uitvoeringsvorm, die de waterzuiveringsinstallatie slechts schematisch weergeeft, en niet tot het 25 hier beschreven uitvoeringsvoorbeeld. De uitvinding omvat alle mogelijke modificaties hierop, uiteraard voor zover deze vallen binnen de beschermingsomvang van de hiernavolgende conclusies.

ίο 17 z 17

Claims

1. Waterzuiveringsinstallatie voor een zwembassin, voorzien van een filterinrichting met een filtercircuit waarin een filter en een pomp zijn opgenomen en via hetwelk water uit het zwembassin kan worden rondgepompt, en van een 5 verder circuit dat parallel aan ten minste een deel van het filtercircuit is aangebracht en waarin een UV-reactor is opgenomen, alsmede van toevoerorganen voor een oxidatie- en desinfectiemiddel, met het kenmerk, dat het oxidatiemiddel in de UV-reactor in het deze reactor doorstromende water 10 . wordt gebracht.

2. Waterzuiveringsinstallatie voor een zwembassin, voorzien van een filterinrichting met een filtercircuit waarin een filter en een pomp zijn opgenomen en via hetwelk water uit het zwembassin kan worden rondgepompt, met het 15 kenmerk, dat in het filtercircuit een UV-reactor is opgenomen, terwijl voorts toevoerorganen voor een oxidatie-en desinfectiemiddel aanwezig zijn, waarbij het oxidatiemiddel in de UV-reactor in het deze reactor doorstromende water wordt gebracht, alsmede toevoerorganen 20 voor een additionele desinfectant, zoals chloor, allerlei chloorverbindingen en zilverzouten, enz.

3. Waterzuiveringsinstallatie volgens conclusie 1 of 2, met het- kenmerk, dat het oxidatiemiddel in water oplosbaar is.

4. Waterzuiveringsinstallatie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan de uitlaatzijde van het filter een verdeelelement aanwezig is via hetwelk een fractie (1-a) van het bassinwater, waarbij a ongeveer in het interval van 0,03 tot 0,5, meer in het 30 bijzonder van 0,05 tot 0,2 ligt en bij voorkeur ongeveer 0,1 is, rechtstreeks over de filterleiding naar het zwembassin terug wordt geleid en de rest van het to 1 i 1 17 - , bassinwater over het verdere circuit met de UV-reactor naar het zwembassin terug wordt geleid.

5. Waterzuiveringsinstallatie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in het verdere 5 circuit, aan de inlaatzijde van de UV-reactor suppletiewater wordt ingebracht.

6. Waterzuiveringsinstallatie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de concentratie aan actieve zuurstofequivalenten van het toegevoegde 10 oxidatiemiddel hoger is dan de concentratie aan actieve zuurstofequivalenten van oxideerbare organische verbindingen die gemiddeld door suppletiewater en door . zwemmers in het bassinwater wordt gebracht.

7. Waterzuiveringsinstallatie volgens conclusie 6, met 15 het kenmerk, dat de concentratie aan actieve zuurstofequivalenten van het toegevoegde oxidatiemiddel een factor 2 tot 100 en in het bijzonder 2 tot 20 maal zo hoog is dan de concentratie aan actieve zuurstofequivalenten van oxideerbare organische verbindingen die gemiddeld door 20 suppletiewater en door zwemmers in het bassinwater wordt gebracht.

8. Waterzuiveringsinstallatie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het oxidatie-en desinfectiemiddel wordt gevormd door een 25 peroxideverbinding, in het bijzonder waterstofperoxide.

9. Waterzuiveringsinstallatie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat additioneel een desinfectant, zoals chloor, allerlei chloorverbindingen en zilverzouten, enz., via daartoe aanwezige middelen kan 30 worden toegevoegd. 1012217