NL9301387A

NL9301387A - Method and system for filling a swimming pool with salty/brackish ground water

Info

Publication number: NL9301387A
Application number: NL9301387A
Authority: NL
Original assignee: Jan Sebo Luursema; Erik Petrus Siemons
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1994-10-17
Also published as: NL194764C; NL194764B

Abstract

The invention relates to a method and an arrangement for filling a swimming pool with salty/brackish water, wherein salty/brackish water of a certain temperature is pumped up from underground, the water pumped up is used as swimming water, and the water, after a predetermined time, is returned to the ground near the location where the water was pumped up. The water, having been pumped up, can be subjected to various treatments to make it suitable as swimming water or to keep the water clean. Optionally, the salty/brackish water can be heated before being used as swimming water, for example by means of a heat pump or the like. Preferably, the water returned to the ground is pumped up again after a while.

Description

WERKWIJZE EN SYSTEEM VOOR HET MET ZOUT/BRAK GRONDWATER VULLEN VAN EEN ZWEMBADMETHOD AND SYSTEM FOR FILLING A POOL WITH SALT / BRAKED GROUNDWATER

De uitvinding betreft een werkwijze en systeem voor het met zout/brak grondwater vullen van een zwembad.The invention relates to a method and system for filling a swimming pool with salt / brackish groundwater.

Normaliter zijn de meeste zwembaden gevuld met zoet (leiding)water. Teneinde dat leidingwater als zwemwater geschikt te maken en te houden worden chemicaliën toegepast voor het in voldoende mate desinfecteren daarvan. Deze chemicaliën zijn echter duur, milieubelastend en kunnen in bepaalde gevallen huid- en oogirritaties bij de gebruikers van het zwembad veroorzaken. Daarnaast dient het zwemwater regelmatig ververst te worden en wordt het zo verkregen vervuilde afvalwater met de chemicaliën via het riool of rechtstreeks op het oppervlaktewater geloosd. Daarna is opnieuw een grote hoeveelheid water en chemicaliën nodig voor het (bij)vullen van het zwembad. In de toekomst zullen de kosten voor het lozen van vervuild water alleen maar stijgen. Verder dient rekening gehouden te worden met een toenemende schaarste van met name zoet drinkwater.Normally most swimming pools are filled with fresh (tap) water. In order to make and keep that tap water suitable as bathing water, chemicals are used for disinfecting it sufficiently. However, these chemicals are expensive, environmentally damaging and can in certain cases cause skin and eye irritation to the users of the pool. In addition, the bathing water must be refreshed regularly and the contaminated waste water thus obtained with the chemicals is discharged via the sewer or directly into the surface water. After that, a large amount of water and chemicals is needed again to refill the pool. In the future, the costs of discharging polluted water will only increase. Furthermore, an increasing scarcity of fresh water in particular should be taken into account.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel bovengenoemde nadelen te vermijden en verschaft daartoe een werkwijze voor het met zout/brak grondwater vullen van een zwembad, waarbij zout/brak grondwater van een bepaalde temperatuur vanuit de bodem wordt opgepompt, het opgepompte water als zwemwater wordt gebruikt en het water na een vooraf bepaalde tijdsduur in de bodem wordt teruggebracht nabij de lokatie waar het water werd opgepompt.The object of the present invention is to avoid the above-mentioned drawbacks and for this purpose provides a method for filling a swimming pool with salt / brackish groundwater, wherein salt / brackish groundwater of a certain temperature is pumped up from the bottom, the pumped-up water is used as swimming water and the water is returned to the soil after a predetermined period of time near the location where the water was pumped up.

In Nederland is overal zout/brak grondwater in de bodem beschikbaar. In sommige gebieden zelfs relatief dicht onder het aardoppervlak. Het grondwater is in vergelijking met leidingwater derhalve een goedkopere bron voor het produceren van zwemwater. Daarnaast wordt zwemmen in zout/brak water in het algemeen als gezond ervaren.Salt / brackish groundwater in the soil is available everywhere in the Netherlands. In some areas even relatively close to the earth's surface. In comparison with tap water, groundwater is therefore a cheaper source for producing bathing water. In addition, swimming in salt / brackish water is generally perceived as healthy.

Met de term "zout grondwater" wordt in deze aanvrage grondwater met een zoutgehalte van >1000 mg/1 bedoeld. De term "brak grondwater" staat voor grondwater met een zoutgehalte tussen 150 en 1000 mg/1.The term "salt groundwater" in this application refers to groundwater with a salt content of> 1000 mg / l. The term "brackish groundwater" stands for groundwater with a salt content between 150 and 1000 mg / l.

Het uit de bodem opgepompte water kan op twee manieren gebruikt worden. Enerzijds kan het water direct uit de zout/brak-grondwaterlaag eventueel na een voorbehandeling in het zwembad gebracht worden teneinde dit te vullen. Daarnaast kan het opgepompte water door middel van een warmtepomp worden afgekoeld en de daarbij vrijkomende warmte worden aangewend voor verwarming van tenminste een deel van het zwemwater. Het afgekoelde water wordt vervolgens teruggebracht in de oorspronkelijke laag in de bodem.The water pumped up from the bottom can be used in two ways. On the one hand, the water can be brought directly into the swimming pool from the salt / brackish groundwater layer, if necessary after pre-treatment, in order to fill it. In addition, the pumped-up water can be cooled by means of a heat pump and the heat released thereby can be used to heat at least part of the swimming water. The cooled water is then returned to the original layer in the soil.

In een voorkeurssituatie zullen het vulsysteem en het verwarmingssysteem gecombineerd gebruikt worden. Het is echter eveneens denkbaar om bij een met opgepompt zout/brak water gevuld zwembad andere verwarmingsmiddelen toe te passen, zoals gasverwarming of zonnecollectoren, en eveneens om het verwarmingssysteem toe te passen op met ander water gevulde zwembaden.In a preferred situation, the filling system and the heating system will be used in combination. However, it is also conceivable to use other heating means, such as gas heating or solar collectors, in a swimming pool filled with pumped salt / brackish water, and also to apply the heating system to swimming pools filled with other water.

Het grondwater stroomt langzaam in een bepaalde richting. Het is nu mogelijk om een gedeeltelijk gesloten systeem te creëren door het in de bodem teruggebrachte water na verloop van tijd opnieuw op te pompen door het injectie-punt stroomopwaarts van het oppomppunt te plaatsen. Hierbij hangt de keuze van de plaats van de oppomp- en injectiepun-ten af van de snelheid en de richting waarin het grondwater stroomt.The groundwater flows slowly in a certain direction. It is now possible to create a partially closed system by re-pumping the water returned to the soil over time by placing the injection point upstream of the inflation point. The choice of the location of the inflation and injection points depends on the speed and direction in which the groundwater flows.

Het water dat teruggebracht wordt in de bodem heeft een bepaalde temperatuur. De temperatuur ligt in het algemeen hoger dan de temperatuur van het grondwater. Door dit zelfde teruggebrachte water na verloop van tijd opnieuw op te pompen wordt bereikt dat het zwemwater minder verwarmd hoeft te worden. Op deze wijze treedt een soort kortslui-tingseffect op, waarmee energie voor verwarming bespaard kan worden.The water that is returned to the soil has a certain temperature. The temperature is generally higher than the temperature of the groundwater. By pumping up the same returned water over time, it is achieved that the swimming water does not need to be heated as much. In this way a kind of short-circuit effect occurs, with which energy for heating can be saved.

Het is eventueel ook mogelijk om voorafgaand aan het terugbrengen van het water in de bodem het water door een warmtewisselaar te leiden voor het aan het water onttrekken van tenminste een deel van de warmte. Deze warmte kan dan weer gebruikt worden voor het verwarmen van het zwemwater. In hoeverre een warmtewisselaar toegepast wordt hangt onder andere af van de temperatuur van het grondwater. Wanneer het grondwater zich heel diep in de bodem bevindt zal het een hogere temperatuur hebben dan aan het oppervlak. Om te voorkomen dat het grondwater niet te veel afkoelt door het teruggebrachte water zal er geen of slechts weinig warmte aan het terug te brengen water onttrokken kunnen worden. Wanneer de temperatuur van het grondwater duidelijk lager is dan van het zwemwater zal ter voorkoming van opwarming van het grondwater, waardoor een verstoring van het grondwatermilieu zou kunnen optreden, juist wel gebruik worden gemaakt van warmte-ontrekking.It is optionally also possible to pass the water through a heat exchanger prior to returning the water to the soil for extracting at least part of the heat from the water. This heat can then be used to heat the swimming water. The extent to which a heat exchanger is used depends, among other things, on the temperature of the groundwater. When the groundwater is very deep in the soil, it will have a higher temperature than at the surface. To prevent the groundwater from cooling down too much by the returned water, little or no heat can be extracted from the water to be returned. When the temperature of the groundwater is clearly lower than that of the bathing water, heat extraction will be used to prevent heating of the groundwater, which could result in a disturbance of the groundwater environment.

Over het algemeen zal het opgepompte water wel schoon zijn maar zal het om te voldoen aan de wettelijke eisen voor zwemwater echter nog aan een voorbehandeling onderworpen moeten worden. Een dergelijke voorbehandeling houdt bijvoorbeeld in dat bepaalde elementen, zoals ijzer en dergelijke, verwijderd moeten worden. Ook zal vaak een desinfectiemiddel in het water gebracht moeten worden. Dit kan bijvoorbeeld chloor zijn, dat als zodanig in het water wordt gebracht of door middel van electrolyse in het water gevormd wordt. Sommige typen grondwater bevatten bromide, dat eventueel in het zwemwater omgezet kan worden in broom. Het broom heeft een met chloor overeenkomende desinfecterende werking. Een extra belading van het zwemwater met chemicaliën kan in een dergelijk geval verminderd of vermeden worden. Het water kan voor desinfectie eveneens door een ozoninstallatie geleid worden.In general, the pumped-up water will be clean, but it will still have to be pre-treated to meet the legal requirements for bathing water. Such a pretreatment means, for example, that certain elements, such as iron and the like, must be removed. A disinfectant will also often have to be added to the water. This can be, for example, chlorine, which is introduced as such into the water or is formed in the water by means of electrolysis. Some types of groundwater contain bromide, which can possibly be converted into bromine in the bathing water. The bromine has a disinfectant effect corresponding to chlorine. In such a case, an additional loading of the bathing water with chemicals can be reduced or avoided. The water can also be passed through an ozone installation for disinfection.

Het zwemwater wordt gedurende zijn verblijf in het zwembad ook regelmatig door een filter, zoals bijvoorbeeld een zandfilter, geleid voor het uit het water verwijderen van vuildeeltjes en dergelijke.During his stay in the pool, the swimming water is also regularly passed through a filter, such as, for example, a sand filter, for removing dirt particles and the like from the water.

Wanneer het zoute/brakke grondwater gebruikt wordt voor het daaraan onttrekken van warmte is het van belang het injectiepunt van het afgekoelde water zodanig te kiezen dat er geen vermenging van (warm) grondwater met (koud) afgekoeld water kan optreden. Een en ander om te voorkomen dat het grondwater afkoelt. In de praktijk houdt dit in dat het injectiepunt stroomafwaarts van het oppomppunt geplaatst moet zijn.When the saline / brackish groundwater is used to extract heat from it, it is important to choose the injection point of the cooled water in such a way that no mixing of (warm) groundwater with (cold) cooled water can occur. This is to prevent the groundwater from cooling down. In practice this means that the injection point must be located downstream of the inflation point.

Over het algemeen zal het in de bodem terug te brengen water nog aan een zuiveringsstap onderworpen worden voor het daaruit verwijderen van desinfectiemiddelen en dergelijke. De hoeveelheid daarbij vrijkomend chemisch afval zal echter kleiner zijn dan in de huidige situatie.Generally, the water to be returned to the soil will still be subjected to a purification step for removing disinfectants and the like therefrom. However, the amount of chemical waste released during this process will be smaller than in the current situation.

De uitvinding verschaft verder een systeem voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding. Een dergelijk systeem omvat middelen voor het uit de bodem oppompen van zout/brak grondwater, middelen voor het daarmee vullen van een zwembad, en middelen voor het in de bodem terugbrengen van gebruikt zwemwater.The invention further provides a system for performing the method according to the invention. Such a system comprises means for pumping up salt / brackish groundwater from the bottom, means for filling a swimming pool therewith, and means for returning used swimming water to the ground.

Voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding omvatten verder middelen voor het schoonhouden en desinfecteren van het zwemwater, en eventueel een warmtepomp voor het afkoelen van een deel van het uit de bodem opgepompte water en middelen voor het met behulp van de daarbij vrijkomende warmte verwarmen van tenminste een deel van het zwemwater. Het systeem kan verder een warmtewisselaar omvatten voor het uit het in de bodem terug te brengen water terugwinnen van warmte.Preferred embodiments of the invention further comprise means for keeping the swimming water clean and disinfected, and optionally a heat pump for cooling a part of the water pumped up from the bottom and means for heating at least a part of the water released by means of the heat thereby released. the bathing water. The system may further comprise a heat exchanger for recovering heat from the water to be returned to the soil.

De werkwijze en het systeem volgens de onderhavige uitvinding hebben verschillende voordelen. Enerzijds is het niet meer langer nodig om relatief duur en in de toekomst wellicht schaars zoet drinkwater te gebruiken voor het vullen van het zwembad. Daarnaast worden belasting van het milieu door het lozen van zwemwater op het riool of oppervlaktewater en eventueel daarmee gepaard gaande kosten voorkomen. Een verder voordeel is dat er netto geen grondwater aan de bodem wordt onttrokken, waardoor een verdroging van de bodem wordt voorkomen. Doordat geen zout/brak grondwater op het riool of het oppervlaktewater geloosd wordt wordt een verzilting van dit opppervlaktewater voorkomen. Tenslotte wordt door gebruik van de aardwarmte, en/of warmtepomp, en/of een warmtewisselaar en/of het kortsluitingsef- feet het energieverbruik van het zwembad gedeeltelijk verminderd.The method and system of the present invention have several advantages. On the one hand, it is no longer necessary to use relatively expensive and perhaps scarce fresh drinking water in the future to fill the swimming pool. In addition, environmental pollution by discharging bathing water into the sewer or surface water and any associated costs are avoided. A further advantage is that no net water is extracted from the soil, which prevents the soil from drying out. Because no salt / brackish groundwater is discharged into the sewer or surface water, salinization of this surface water is prevented. Finally, by using the geothermal heat and / or heat pump and / or a heat exchanger and / or the short-circuit feet, the energy consumption of the swimming pool is partially reduced.

De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de navolgende beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm daarvan met verwijzing naar de bijgevoegde tekening, waarin tonen: figuur 1 een schematisch overzicht van een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarin een warmtepomp wordt toegepast; en figuur 2 een schematisch overzicht van een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij gebruik gemaakt wordt van een warmtewisselaar.The present invention will be further elucidated with reference to the following description of a preferred embodiment thereof with reference to the annexed drawing, in which: figure 1 shows a schematic overview of a first embodiment of the invention, in which a heat pump is used; and figure 2 shows a schematic overview of a second embodiment of the invention, in which use is made of a heat exchanger.

Onder verwijzing naar figuur 1 wordt met behulp van een pomp 1 vanuit een voorafbepaalde diepte via leiding 2 zout/brak water opgepompt, bijvoorbeeld met een temperatuur van ± 17°C. Het water kan via een leiding 3 aangesloten worden op het circulatiesysteem (leiding 5) van een zwembad 4, welk zwembad voorzien kan zijn van niet getoonde verwarmingsmiddelen. Voor het zuiveren van het zwemwater wordt water via een leiding 5 naar een filterinrichting 6 gevoerd, daar gefilterd en vervolgens via een leiding 7 teruggeleid naar het zwembad. De afvalstoffen uit het water worden door het filter via een rioolleiding 8 afgevoerd. Voor het afvoeren van gebruikt zwemwater wordt regelmatig een klep 9 geopend en wordt eventueel met behulp van pomp 10 het zou-te/brakke water via een leiding 11 teruggebracht in de bodem op een lokatie nabij het einde van de leiding 2. Het teruggebrachte water stroomt in de richting van pijl 17 weer terug naar het oppomppunt en kan dan hergebruikt worden. In de bodem kan eventuele van menselijke activiteiten afkomstige bacteriologische vervuiling in het water geneutraliseerd worden.With reference to figure 1, with the aid of a pump 1, salt / brackish water is pumped up from pipe at a predetermined depth via line 2, for instance at a temperature of ± 17 ° C. The water can be connected via a pipe 3 to the circulation system (pipe 5) of a swimming pool 4, which swimming pool can be provided with heating means (not shown). To purify the swimming water, water is fed via a pipe 5 to a filter device 6, filtered there and then returned to the swimming pool via a pipe 7. The waste products from the water are discharged through the filter via a sewer pipe 8. To drain used swimming water, a valve 9 is regularly opened and, with the aid of pump 10, the salt / brackish water is optionally returned via a pipe 11 to the bottom at a location near the end of the pipe 2. The water returned flows in the direction of arrow 17 back to the inflation point and can then be reused. In the soil, any bacteriological pollution in the water from human activities can be neutralized.

In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm is op de leiding 2 tevens een leiding 12 aangesloten, die leidt naar een warmtepomp 13, waarmede het zoute/brakke water kan worden afgekoeld. De daarbij vrijkomende warmte kan worden aangewend ten behoeve van de verwarming van het zwemwater. Aan- en afvoer van te verwarmen zwemwater naar de warmtepomp geschiedt via een leiding 14. Het in de warmtepomp afgekoelde zoute/brakke water wordt via leiding 15 afgevoerd en stroomafwaarts van het oppomppunt in de bodem geïnjecteerd. In deze stand dient een afsluiter 16 de doorgang tussen leiding 2 en 3 af te sluiten.In the shown preferred embodiment, a pipe 12 is also connected to the pipe 2, which leads to a heat pump 13, with which the salt / brackish water can be cooled. The heat released during this process can be used to heat the swimming water. Supply and discharge of bathing water to be heated to the heat pump is effected via a conduit 14. The salt / brackish water cooled in the heat pump is discharged via conduit 15 and injected into the ground downstream of the inflation point. In this position, a shut-off valve 16 must close the passage between lines 2 and 3.

In de tweede uitvoeringsvorm, welke getoond wordt in figuur 2 wordt een warmtewisselaar 18 toegepast. Zwemwater dat via leiding 11 wordt afgevoerd naar de bodem heeft nog een bepaalde temperatuur. Door dit water door de warmtewisselaar te leiden wordt warmte onttrokken, waarmee eventueel via leiding 19 aan de warmtewisselaar 18 aangevoerd zwemwater gedeeltelijk verwarmd kan worden. Het opgewarmde water komt via leiding 20 weer in het circulatiesysteem terecht. De hierin getoonde uitvoeringsvorm vertoont geen pomp, omdat het dikwijls mogelijk is het water via· natuurlijk verval in de bodem terug te brengen. Dit is vaak zelfs meer gewenst omdat daarmee verstoppingen en een verstoring van het grondwatermilieu worden voorkomen.In the second embodiment shown in Figure 2, a heat exchanger 18 is used. Swimming water that is drained to the bottom via line 11 still has a certain temperature. By passing this water through the heat exchanger, heat is extracted, with which swimming water supplied via pipe 19 to the heat exchanger 18 can be partially heated. The heated water returns to the circulation system via line 20. The embodiment shown herein does not have a pump, because it is often possible to return the water to the soil via natural decay. This is often even more desirable because it prevents blockages and disruption of the groundwater environment.

De gevraagde rechten worden niet bepaald door de getoonde en beschreven uitvoeringsvorm; zij worden veeleer bepaald door de navolgende conclusies.The requested rights are not determined by the shown and described embodiment; rather, they are defined by the following claims.

Claims

1. Method for filling a swimming pool with salt / brackish water, in which salt / brackish water of a certain temperature is pumped up from the bottom, the pumped-up water is used as swimming water and the water is returned to the ground after a predetermined period of time near the location where the water was pumped up.

Method according to claim 1, characterized in that the pumped-up water is subjected to a treatment for rendering it suitable as bathing water.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the swimming water in the swimming pool is circulated through at least one filter for keeping the water clean.

Method according to any one of claims 1-3, characterized in that the salt / brackish water is heated before being used as bathing water.

Method according to claim 4, characterized in that the pumped-up water is cooled by means of a heat pump and the heat released thereby is used to heat at least a part of the swimming water therewith, and the cooled water in the bottom reduced.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that water returned to the soil is re-pumped over time.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that heat is first extracted from the water that is returned to the soil.

Method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that waste materials from the filter are discharged to the sewer.

System for application of the method according to any one of claims 1 to 8, comprising means for pumping up salt / brackish groundwater from the ground, means for (refilling) a swimming pool therewith, and means for returning to the ground of used bathing water.

System according to claim 9, further comprising means for keeping the swimming water clean and disinfected.

System as claimed in claim 9 or 10, further comprising a heat pump of extracting heat from at least a part of the water pumped up from the bottom and means for heating at least a part of the swimming water with the aid of the extracted heat.

A system according to any one of claims 9-11, further comprising a heat exchanger arranged in the used swimming water discharge means for at least partially extracting heat from the used swimming water.

System as claimed in claim 12, further comprising means for heating swimming water still to be used with the heat extracted from the swimming water used by means of the heat exchanger.