SE433206B - Forfarande och apparat for rening av korerat vatten i en simbasseng - Google Patents

Description

10 20 25 30 8004064-5 2 och irritation av slemhinnorna. De med användning av vanliga filter förbundna svårigheterna undviks, i det att det visar sig, att hudflagor och andra föroreningar samlar sig på de stavformiga värmekropparna, när dessa är anbragta med sådan täthet och har sådan kapacitet, att värmekropparnas ytor har en temperatur över 80°C och kan värma det genomströmmande vattnet, så att temperaturhöjningen blir av storleksordningen 100. När värmekropparna är högglanspolerade, t.ex. elektropo- lerade, kan de med största möjliga verkan uppsamla förore- ningarna på sina ytor. Värmekropparna har visat sig kunna förhindra smutsning och fördunkling av ultraviolettbr-ännare (Ä > 300 nm) och därmed effektförlust.

Den genom uppfinningen möjliggjorda tillsättningen av en helt liten mängd friskt vatten kan emellertid åstadkomma, att klorresistenta bakterier blir dominerande i badvattnet och kan orsaka mellanöroninflammation hos simmarna. Detta problem löses emellertid genom att vattnet i en i strömnings- riktningen sist anbringad kammare bestrålas med ultraviolett- lampor med en bestämd ljusutstrålning av våglängden Å < 300 nm.

Medelst kombinationen av ultraviolettlampor med Ä > 300 nm och ultraviolettlampor med Ä < 300 nm och stavformiga värmekroppar uppnås en problemfri rening av klorerat vatten, genom att ultraviblettlamporna med X > 300 nm, vilka arbetar inom det fotokemiska området, dödar bakterierna genom att påskynda klorens spordödande verkan, och ultraviolettlamporna med A < 300 nm, vilka arbetar inom det baktericida omrâdet. dödar de klorresistenta bakterierna Pseudomonas fluorescens och Pseudomonas acuruginosa.

Jämte den besparing, som uppnås genom att endast en ringa mängd friskt vatten skall värmas,.kan man enligt uppfinningen uppnå ännu en mycket väsentlig besparing genom att den under start och drift av ultraviolettlamporna med A < 300 nm utvecklade värmeenergin bidrar till att värma vattnet i den med värmekroppar försedda genomströmningskam- marcn och genom att dc stavformiga värmekropparna används som elektriska förkopplingsresistorer i strömkretsen till ultraviolettlamporna med Å)300 nm i de följande genom- strömningskamrarna. 10 ZU 30 8004064-5 3 Apparaten enligt uppfinningen innefattar en behållare, som mellan inloppet och utloppet är delad i ett antal serie- kopplade genomströmningskamrar, vari åtminstone den närmast inloppet liggande kammaren har ett antal tvärs mot vattnets strömningsriktning anbragta (eventuellt högglanspolerade) stavformiga värmekroppar och minst en av de i vattnets ström- ningsväg följande kamrarna har ett antal så anbragta ultraviolett- lampor med en bestämd ljusutstrålning, att de intensivt kan be- stråla det genomströmmande vattnet. Utmärkande för apparaten är att åtminstone en del av ultraviolettlamporna utsänder ljus med våglängden > 300 nm.

De stavformiga värmekropparna är billigare, långt mera hållbara och lättare Rengöringen kan ske genom enkel spolning av behållaren, i det att rengöra än de normalt använda filtren. att dess förbindelse med simbassängen brytes och en ström av spol- vatten, eventuellt försett med ett rengöringsmedel, ledes genom apparaten med hjälp av ett lämpligt ventil- och pumparrangemang.

För dödande av klorresistenta bakterier, som kan bli förhärskande, när endast en ringa mängd friskt vatten tillsätts, kan en i vattnets strömningsriktning sist anbragt genomströmningskammare vara försedd med ett antal ultraviolett- Å < 300 nn för bestrålning av vattnet. En sådan sista genomströmningskammare lampor med en bestämd ljusutstrålning av våglängden kan lätt inbyggas i serie med de övriga genomströmningskamrarna.

De värmeutvecklade elektriska komponenterna i den strömkrets, som levererar ström till ultraviolettlamporna Å < 300 nm, är anbragta i värmeledande förbindelse med vattnet i den med en bestämd ljusutstralning av våglängden första genomströmningskammaren,som innehåller de stavformiga värmekropparna. De stavformiga värmekropparna kan ingå som elekt- riska förkopplingsresistorer i den krets, som levererar ström 8004064-5 10 15 20 30 35 4 till ultraviolettlamporna med en bestämd ljusutstrâlning av våglängden Ä < 300 nm. Det har visat sig, att man med en sådan apparat kan uppnå en utomordentligt stor energi- II besparing, i det att upp till ca 90 a av energin i den till apparaten förda elektriska strömmen omvandlas till värmeenergi, som tillföres bassängsvattnet.

En effektiv bestrålning av vattnet och en betydande platsbesparing uppnås enligt uppfinningen genom att ultra- violettlamporna med en bestämd ljusutstrålning av våg- längden Ä > 300 nm är rörformiga och anbragta i genom- strömningskamrarna tvärs mot vattnets genomströmnings- riktning och ultraviolettlamporna med en bestämd ljusut- strålning av våglängden Ä < 300 nm är rörformiga och an- bragta i vattenströmmens riktning i genomströmningskam- maren. Behållaren kan göras relativt smal, i det att ultraviolettstrålrören med en bestämd ljusutstrålning av våglängden Ä > 300 nm exempelvis har en längd av 300 cm och ultraviolettlamporna med en bestämd ljusutsträlning av våglängden Å < 300 nm, vilka kan vara anbragta lodrätt, har en längd av exempelvis 1 m.

För att full verkan av ultraviolettstrålarna skall ernâs, bör innerväggarna i genomströmningskamrarna enligt uppfinningen vara reflekterande.

De stavformiga värmekropparna och de rörformiga ultraviolettlamporna kan vara anordnade lätt utbytbara.

Värmekropparna kan i detta syfte enligt uppfinningen exempelvis ha en centralt anbragt elektrisk värmekropp, som omges av ett ytterrör, vilket innehåller en värmetrans- missíonsolja, varigenom jämte lätt utbytbarhet uppnås, att rörens yttemperatur lätt kan regleras.

Ultraviolettlamporna med en bestämd ljusutstrål- ning av våglängden Ä > 300 nm kan exempelvis ha en effekt- förbrukning av 400 W och en resistans av 37 Q. De arbetar icke i det omrâde där det bildas ozon, men har visat sig säxbles effektiva för nedbrytning av kloraminer.

Apparaten har visat sig kunna arbeta så, att vattnet när det lämnar apparaten icke blott är bakterie- 10 15 20 25 30 35 8004064-5 5 fritt, utan även är fritt från kloraminer och innehåller endast försvinnande mängder fri klor. På det hela taget har det visat sig, att man vid användning av apparaten enligt uppfinningen utan svårighet kan hålla de faktorer, som uttrycker badvattnets kvalitet, på optimala värden; exempelvis har man i en arbetande apparat mätt en redox- potential av ca 750 mV och en halt tillgänglig klor av mindre än 0,1 ml/1 samt normala pH-värden mellan 7 och 8.

Turbiditeten eller klarheten var i motsvarande mån god, och vattnet hade ingen obehaglig lukt och irriterade ej slemhinnorna.

Det har vidare vid praktiska försök visat sig, att ett normalt sandfilter med tillsättning av aluminium- sulfat, vilket normalt returspolas var vecka, efter mon- tering av ultraviolettseparatorn behöver returspolas endast var fjärde vecka. Detta innebär i praktiken, att man kan förmoda, att filterperioden kan förlängas med alla andra slags filter, enär ultraviolettseparatorn icke är beroende av vad slags filter som nyttjas.

I det följande beskrivs en utföringsform av appa- raten enligt uppfinningen under hänvisning till ritningen.

Figur 1 visar schematiskt och delvis i snitt appa- raten sedd frân sidan.

Figur 2 visar apparaten enligt figur 1 sedd från ena änden.

Apparaten har en behållare 1 med ett inlopp 2 och ett utlopp 3. Behållaren är med hjälp av skiljeväggar 4 delad i genomströmningskamrar 5, 6, som är förbundna med varandra genom omväxlande upptill och nedtill i skilje- väggarna 4 anbringade genomloppsspalter, så att vatten, som kommer in i den först i strömningsriktningen liggande kammaren 5, strömmar växelvis nedåt och uppåt längs en ser- pentinformig strömníngsbana genom apparaten.

I den första kammaren 5 är anbragta ett antal stav- formiga värmekroppar 7 med högglanspolerad (elektropolerad) yta och innehållande vardera en elektrisk värmare, t.ex. en spinflformig resistor, som omges av en värmetransmis- 08004064-5 10 15 20 25 30 35 6 síonsolja, vilken leder ut värmen till den högglans- polerade yttre ytan. Glasrörsresistorer är dock synner- ligen fördelaktiga.

I de följande kamrarna 6, räknat i vattnets ström- ningsbana genom apparaten, är ett antal rörformiga ultra- violettlampor 8 med en bestämd ljusutstrålning av våg- längden Ä > 300 nm anbragta tvärs mot strömningsrikt- ningen i varje kammare. Värmekropparna 7 och ultravio- lettstrålrören 8 sträcker sig i huvudsak över hela bredden av varje kammare.

Det har i praktiken visat sig, att föroreningar, såsom hudflagor, här och liknande främmande kroppar i vattnet, samlar sig på värmekropparnas 7 högglanspolerade ytor, när värmekropparna är anbragta i sådana antal och har sådan kapacitet, att de är i stånd att värma det in- strömmande vattnet ca 1°C, exempelvis har en yttemperatur av 8000. Det har vidare visat sig, att man med ett lämp- ligt - icke överväldigande stort - antal ultraviolett- strâlvör med en bestämd ljusutstrålning med våglängden Ä > 300 nm anbragta i de med kraftigt reflekterande väggar försedda genomströmningskamrarna 6 kan uppnå en effektiv sönderdelning av kloraminer och urinämnen, så att det vat- ten som lämnar behållaren genom utloppet 3, är särdeles väl ägnat att användas som badvatten. Genom att kontinuerligt leda en delström av vattnet i en simbassäng genom appa- raten kan man undvika den hittills nödvändiga bortled- ningen av en del av vattnet till avlopp med därav följ- ande behov av tillförsel och värmning av friskt vatten.

Dessutom umüüks bruket av filter, t.ex. med aktivt kol för bortskaffande av kloraminer eller genomströmningsfilter och andra slags filter, vilkas rengöring och regenerering ofta är besvärlig och tidskrävande. Beläggningen på de stavformiga värmekropparna 7 avlägsnas då och då genom att apparatens förbindelse med simbassängen bryts och spolvatten, eventuellt försett med ett rengöringsmedel, ledes genom strömningskamrarna och bortföres till avlopp tillsammans med de på värmekropparna 7 avlagrade ämnena; Denna vat- 10 15 20 25 30 isoo4oe4-s 7 tenströmning frambringas med en pump 9, som normalt suger vatten från simbassängen och genom en ledning 10 trycker det till inloppet 2, genom behållaren 1 och tillbaka till simbassängen genom en ledning 11. Medelst ett lämpligt ventilarrangemang stängs förbindelsen med simbassängen, och spolvattnet bringas att cirkulera genom ledningarna 10 och 11 innan det bortledes till avloppet.

I den på ritningen visade föredragna utförings- formen av apparaten enligt uppfinningen är en genomströmnings- kammare 13 anbragt efter genomströmningskamrarna 6 i serie med dessa. I denna genomströmningskammare finns ett antal långa rörformiga ultraviolettlampor 1U med en bestämd ljus- utsträlning av våglängden Å < 300 nm, vilka är verksamma för att döda klorresistenta bakterier, som kan bli förhärsk- ande i badvattnet, när endast små mängder friskt vatten tillsätts. komponenter i den krets, som levererar ström till ultra- Spolar och andra värmeutvecklande elektriska violettlamporna 14 (Ä < 300 nm), är samlade i ett värme- aggregat, som är så anbragt på sidan av genomströmnings- kammaren 5, att den utvecklade värmen överförs till det förbiströmmande vattnet. Värmekropparna 7 är elektriska resistorer, som ingår som förkopplingsresistorer i den krets som levererar ström till ultravíolettlamporna 8 (Ä > 300 nm). Med detta arrangemang uppnås en mycket stor energibesparing, i det att största delen av energin i den apparaten tillförda elektriska strömmen omsätts till värme i det genomströmmande vattnet.

Apparatens funktion kontrolleras och styrs från en styrpulpet 12, som är försedd med en trippräknare, som visar hur länge apparaten har kört sedan den senaste rengöringen, en termometer, som visar vattentemperaturen vid utström- ningen ur kammaren 5 och diverse amperemetrar och kontakt- organ för vatten- och bränslepumpar, värmekropparna 7 och ultraviolettlamporna 8.

En synnerligen fördelaktig utföringsform av appa- raten utmärkes av att de stavformiga värmekropparna 7 är glasrörsresistorer, vilka utsänder ljus i det infraröda 8004064-5 10 20 25 30 35 8 strälníngsomrädet. Härigenom lämnar de ett viktigt bidrag till spjälkningen av klorkväveföreningar, speciellt genom att bryta ned kreatin och kreatinin. Ä I De kemisk reaktioner, som försiggår när separatorn är i funktion, är följande: 1) HOCl + ljus ger HCl + O, varefter O + O + ljus ger Oš (syre i status nascendi). ' 2) C12 O +O + ljus ger OÉ (som förekommer i synnerhet när vattnet + H20 ,+ ljus ger 2HCl + O, varefter är försatt med klorgas). 3) N03 + ljus ger N02 + O, varefter N02 + O, var- efter N02 + ljus ger NO + O och O + O bildar Oš. Varje badare avger ca 50 ml N02 per timme, och denna oxideras strax till N03 i närvaro av en hög oxidationspotential, som bl.a. skapas av separator. _ 4) Kloraminen oxideras och spjälkas under inverkan av ultraviolett ljus vid Å > 300 nm till HCl, H20 och kväve.

I syfte att uppnå en god badvattenskvalitet uppsat- tes separatorerna i en simhall, där kväveföreningarna till- sammans med kloren, som bildar kloramínerna, har varit ett mycket stort problem.

Kloraminhalten i inomhusbad bestäms av den mängd kreatinin och kreatin, som tillförs badvattnet av de bad- ande, av den vattenförnyelse som företas i bassängen, och av den mängd som kvarhålls i simbadets.filter.

Genom en lång rad undersökningar i simbad har man funnit att relationen mellan halten kloraminer och de ovan~ nämnda storheterna kan uttryckas med kP-F Q där Cr är kloraminkoncentrationen i en bassäng, där det har CE = inträtt ett jämviktstillstånd mellan kloramintillförsel och vattenförnyelse, d.v.s. bassängen har under en längre period haft konstant kloraminkoncentration, P är antalet badande i bassängen per dag, k är den mängd kloramin en 10 70 25 30 35 isoo4o64~s 9 badande avger till bassängvattnet, F är den mängd klor- amin, som absorberas i filtret per dag, och Q är den dagligen tillförda mängden spädvatten, exklusive avdunst- ning. En förutsättning för att man i uttrycket för jäm- viktskoncentration skall kunna använda ett bestämt k-värde är att k kan betraktas som en storhet som inte varierar med tiden. De uppmätta värdena i den ifrågavarande sim- hallen före insättning av kloraminseparatorn var följande.

Fri klor 1,55 mg, kloraminhalt 1,35 mg, pH 7,6. redoxvärde H30 mV; andra parametrar mättes inte i sim- hallen före uppsättningen av separationsanläggningen. Med hänsyn till spädning med friskt vatten förbrukade man ca 20 till 25 r Sandfiltret returspolades en gång i veckan med en förbruk- må friskt vatten dagen, exklusive returspolning. ning av 80 m3 hassängvatten. Efter filterspolningen till- sattes 80 m¿ friskt vatten. Ventilationsanläggningen körde med 75 % tillsatt friskluft. Luften i simhallen av en stark kloraminlukt. Nitrathalten (N03) var H,2 mg/l, präglades totalt N var H,7 mg/l. KS var 2,8 mg syre per liter.

Efter 3/H års drift med kloraminseparalorn har man uppnått följande konstanta värden: Fri klor 0,5 mg, klor- aminhalt 0,2 mg, pH 7,3, redoxvärde 780 mV, friskvattens- tillsats enbart avdunstning motsvarande ca 2 - 3 mg friskt vatten per dag, returspolning av filtret med 80 m3 bas- uängvatten var fjärde vecka. Ventilationsanläggningen kör med endast 20 % friskluftstillsats för att hålla den rela- tiva fuktigheten vid 60 %. Det finns ingen klorlukt i sim- hallen. Det var icke möjligt att komma under 0,? mg klor- aminhalt med hänsyn till den använda separatorns kapacitet, som var 25 m3/h. Det kan förmodas, att detta beror på en nedbrytning av högre ordning under omvandling av kväveför- eningarna till fritt kväve. KS ligger konstant utan stig- nïng pl I,u mg syre per liler i medelvärde. Nllri1 (N02) har inte kunnat mätas, enär detta inte förekommer vid den höga oxidationspotentialen. Nitrat (N03) stiger inte och ligger konstant på 1,7 mg/l. Totalt N ligger på ca 2,1 mg/l.

Urinämnesbestämningar har visat, att urinämneshalten är 8004064-5 10 15 10 mycket låg och ligger konstant vid ett värde av 0,18 mg/l.

De bakteriologiska undersökningarna av bassängvattnet har icke ändrat sig efter igångsättning av kloraminseparatorn.

Följande värden är upprätthållna. Det genomsnittliga samlade sportalet vid 3 X 100 ml bassängvattensprov på blodagar vid 37°c under zu h Pseudomonas på centrimidagar på 100 ml bassångvatten vid är under 100 sporer, fluorescerande 21OC under 52 h h har inte kunnat påvisas. Vid undersök- ning genom membranfiltrering av 500 ml vatten på intero- kocker på difcointerokockagar under 2 - 3 dygn vid 37oC har sådana icke kunnat påvisas. Vid undersökning på koli- bakterier på emb-agar per 500 ml membranfiltrerat vatten har ej heller sådana påvisats.

På grund av separationsanläggningen har man i den ifrågavarande simhallen på årsbasis uppnått en besparing av 7000 m3 friskvatten och en besparing av 16000 m3 fjärr- värmevatten (vid 850C).

Detta beror i synnerhet på att man har kunnat recirkulera luften och på det ernådda låga kloraminvärdet.

Claims (2)

10 15 20 8004064-5 11 PATENTKRQX

1. Förfarande för rening av klorerat vatten i en simbassäng genom cirkulation av vattnet genom en behållare med ett antal seriekopplade genomströmningskamrar, varvid vattnet i behållaren först bringas att strömma förbi ett antal tvärs mot strömmen an- bragta värmekroppar och i ett antal följande genomströmningskam- rar bestrålas med ett antal ultraviolettlampor, k ä n n e t e c k- n a t av att vattnet vid åtminstone några-av ultraviolettlamporna bestrålas intensivt med ljus av våglängden Ä > 300 nm.

2. Apparat för rening av klorerat vatten i en simbassäng med en behållare (1), vars inlopp (2) och utlopp (3) är så för- bundna med bassängen, att vatten från denna kan bringas att cir- kulera genom ett antal seriekopplade genomströmningskamrar (5, 6), vari åtminstone den närmast inloppet liggande kammaren (5) har ett antal tvärs mot vattnets strömningsriktning anbragta, eventu- ellt högglanspolerade, stavformiga värmekroppar (7) och minst en av de i vattnets strömningsriktning följande kamrarna (6) har ett antal så anbragta ultraviolettlampor (8) med en bestämd ljus- utstrålning, att de kan intensivt bestråla det genomströmmande vattnet, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en del av ultraviolettlamporna är inrättade att utsända ljus med våglängden Ä > 300 nm.