Die nächste Grafik ist schon umfassender und beinhaltet stichwortartig die Einzelmaßnahmen,
wie sie in diesem Buch dargestellt werden. Die Zahl hinter jedem
Begriff verweist auf die betreffende Seite.
Beckendurchströmung (Beckenhydraulik)
Zu- und Abläufe eines Schwimmbeckens müssen schon von der Planung und
Konstruktion her so angeordnet sein, daß das aufbereitete und desinfizierte Wasser
gleichmäßig alle Bereiche des Beckens erreicht (keine “toten Ecken”) und
gleichzeitig das “abgebadete” Wasser möglichst auf kürzestem Wege abgezogen
wird. Die klassische Längsdurchströmung ist heute von zwei Systemen weitgehend
verdrängt worden: die horizontale und die vertikale Durchströmung.
Bei der horizontalen Durchströmung tritt das aufbereitete Wasser aus längsseitig
angeordneten Düsen ein. Bei der Vertikaldurchströmung tritt hingegen das Wasser
aus zahlreichen gleichmäßig über den Beckenboden verteilten Düsen ein. In
beiden Fällen wird das Wasser vollständig, also zu 100%, über die Überlaufrinne
wieder der Aufbereitungsanlage zugeführt.
Unbestrittener Vorteil der Überlaufrinne ist der Oberflächenreinigungseffekt: Die
von der Verschmutzung unmittelbar betroffene Beckenwasseroberfläche und die
darunter liegenden Wasserschichten werden auf kürzestem Wege der Aufbereitungsanlage
zugeführt.
Da allerdings eine Sedimentation (Absetzen von Schwebstoffen) im Schwimmbecken
unvermeidbar ist, muß als Maßnahme der zusätzlichen Wasserpflege eine
tägliche Absaugung der Sedimente durch Bodenreinigungsgeräte erfolgen.
Die DIN 19 643 für die Aufbereitung und Desinfektion von Schwimm- und Badebeckenwasser
(Absatz 9.2) fordert, daß 100% des Volumenstroms ständig über
die Überlaufrinne geführt werden (Ausnahme: Wellenbecken). Dabei ist besonders
darauf zu achten, daß der gleichmäßige und kontinuierliche Wasserüberlauf
auf der gesamten Länge der Rinne sichergestellt ist. Die Ableitung des Wassers
am Beckenrand in die Rinne ist so zu gestalten, daß ein freier Wasserüberfall
vermieden wird. Überlaufrinnen sind wöchentlich mindestens einmal zu reinigen.
(Rinne auf Schmutzwasserkanalisation umschalten)
Die Beckenumgebung (Fliesen) darf nur dann über die Überlaufrinne entwässert
werden, wenn für diese Zeit ein direkter Abfluß zur Schmutzwasser-Kanalisation
sichergestellt ist.
Volumenstrom
Genauso wichtig wie eine optimale Beckendurchströmung anzustreben, ist es,
ständig aufbereitetes Wasser in ausreichender Menge zur Verfügung zu stellen.
Begnügte man sich früher mit der Faustregel, nach der innerhalb von 8 bis 10
Stunden (rein rechnerisch!) der gesamte Beckeninhalt umzuwälzen war, so kommt
heute einer von Beckenart und Nutzung abhängigen Berechnung des Förderstromes größte Bedeutung zu. Die bereits erwähnte DIN-Norm gibt präzise Auskunft:
Stündlicher Volumenstrom (m3/h) = Q = A · n
mit A = Wasserfläche des Beckens in m²
a = Wasserfläche je Person in m²
n = Personen-Frequenz in 1/h
k = Belastbarkeitsfaktor in 1/m³
Die Berechnungsformel ist natürlich für die technische Auslegung eines noch zu
bauenden Schwimmbades von Bedeutung und soll daher an dieser Stelle nicht
näher an Hand von Berechnungsbeispielen erläutert werden.
Als Grundzahl läßt sich jedoch leicht merken: je Badenden sind 2 m³ aufbereitetes
Wasser zur Verfügung zu stellen, damit die durch ihn und durch die Umwelt
eingebrachten Verschmutzungsstoffe vollständig durch die Aufbereitungsanlage
entfernt werden können. Als Meßzahl für die Verschmutzung mit wasserlöslichen
Stoffen wie z.B. Harnstoff dient die Oxidierbarkeit des Wassers (Kaliumpermanganatverbrauch,
mg/l KMnO4). Man rechnet mit einer Standardverschmutzung von 4 g KMnO4 pro Person, eine Aufbereitungsanlage hält jedoch nur 2 g KMnO4 je m³ umgewälzten Wasser zurück, pro Badegast sind also 2 m³ Wasser aufzubereiten.
Diese Zahl ergibt sich aus der personenbezogenen Belastung für verschiedene
Verfahrenskombinationen. Steht eine Aufbereitungsanlage mit integrierter Ozonstufe
und Aktivkohlefiltration zur Verfügung, so genügt es, je Badenden 1,67 m²
Wasser aufzubereiten.
Es ist jedoch falsch anzunehmen, daß mit abnehmender Besucherzahl der
Förderstrom gedrosselt und über Nacht (Besucherzahl = 0) ganz abgestellt werden
könnte: stehendes Wasser ist ungesundes Wasser, da die Desinfektionswirkung
des Chlors rasch nachläßt und somit eine Vermehrung von Keimen und
Algenwuchs begünstigt. Die Aufbereitungsanlage sollte also 24 Stunden am Tag
in Betrieb sein, auch wenn das Bad einen Tag schließt. Das gilt insbesondere für
Freibäder, denn der nicht unerhebliche Schmutzeintrag durch die Umwelt (Staub,
Algensporen, Vogelkot etc.) kümmert sich wenig um die Öffnungszeiten!
Füllwasserzusatz
Selbst die wirksamste Schwimmbeckenwasser-Aufbereitungsanlage kann nicht
verhindern, daß sich das im Kreislauf geführte Schwimmbeckenwasser während
des Betriebes mit Störstoffen, meistens Salze, anreichert (siehe Tabelle), da sich
diese wegen ihrer Wasserlöslichkeit den Flockungs- und Filtrationsmaßnahmen
entziehen. Es ist daher unumgänglich, pro Badegast und Tag mindestens
30 Liter Füllwasser gegen Beckenwasser auszutauschen (DIN 19 643 Abs. 9.6)
und diese Menge gegebenenfalls dann zu erhöhen, wenn die Anforderungen an
das Schwimmbeckenwasser anderweitig nicht eingehalten werden können.
Die geforderte Füllwasserzugabe ergibt sich zum Teil zwangsläufig durch die
Notwendigkeit der regelmäßigen Rückspülung der Filteranlagen mit Beckenwasser.
Tabelle: Die Anreicherung des Schwimmbeckenwassers mit Salzen, ihre Herkunft
und mögliche Störung
Verfahrenskombinationen
Wesentliche Bestandteile der Verfahrenskombinationen sind die im
folgenden genannten Komponenten.
Die Liste gemäß DIN 19643 besteht aus folgenden Verfahrenskombinationen:
I) Adsorption – Flockung – Filtration – Chlorung (DIN 19 643-2)
II) Flockung – Filtration – Ozonung – Sorptionsfiltration – Chlorung (DIN 19 643-3)
III) Flockung – Ozonung – Mehrschichtfiltration – Chlorung (DIN 19 643-4)
IV) Flockung – Filtration – Adsorption an Aktivkornkohle – Chlorung (DIN 19 643-5)
Da die Verfahrenskombination I) die am häufigsten anzutreffende ist, sollen im
nachstehenden die einzelnen Verfahrensstufen Adsorption an Pulver-Aktivkohle,
Flockung, Filtration und Desinfektion ausführlicher beschrieben werden.
Adsorption an Pulver-Aktivkohle (DIN 19 643-2)
Pulver-Aktivkohle wird proportional zum Volumenstrom der Aufbereitungsanlage
dosiert. Das Pulver kann unmittelbar in Benetzungseinrichtungen dosiert und in
den Volumenstrom der Anlage gepumpt werden oder als Aktivkohle-Wasser-Suspension
angesetzt und als solche dosiert werden. Eine solche Suspension muß
ständig umgewälzt und zur Vermeidung der Verkeimung mit Säure auf pH-Werte
unter pH = 2 gehalten werden.
Bei einem Füllwasser mit geringem Trihalogenmethan-Bildungspotential kann auf
die Dosierung von Pulveraktivkohle bei Filtern nach DIN 19 605 verzichtet werden.
Dennoch sind die Vorkehrungen für eine Nachrüstung für den Fall zu treffen,
daß die Werte für gebundenes Chlor und Trihalogenmethane nicht eingehalten
werden.
Eingesetzt werden Pulverkohlen zur Wasseraufbereitung nach DIN 19 603.
Die Mindestzugabe an Pulver-Aktivkohle beträgt 1 g/m3 bis 3 g/m3; bei Verwendung
der Verfahrenskombination für Warmsprudelbecken (mit eigener Aufbereitungsanlage)
: 3 g/m3.
Die Zugabe von Pulver-Aktivkohle darf während der Schließungszeit des Bades
unterbrochen werden, wenn die Werte der Hygienehilfsparameter eingehalten
werden.
Nach der Zugabe von Pulver-Aktivkohle wird dem Wasser unter Verwendung
einer Dosieranlage Flockungsmittel kontinuierlich und gleichmäßig zugesetzt.
Flockung
In das Beckenwasser gelangen nicht nur sichtbare Verschmutzstoffe, wie z.B.
Haare, sondern auch solche, die sich im Wasser für das Auge unsichtbar verteilen
(sogenannte Kolloide), z.B. Bakterien, Keime, Körperfette einschließlich Kosmetika
etc. Diese feinsten Verschmutzungsstoffe, die nicht mit wasserlöslichen
Stoffen, wie z.B. Harnstoff verwechselt werden sollten, können auch durch hochwirksame
Filter nur unvollständig zurückgehalten werden. Setzt man jedoch dem
Wasser vor der Filtration sogenannte Flockungsmittel zu, so werden viele dieser
feinstverteilten Störstoffe entstabilisiert (elektrisch entladen), in die sich bildenden
Flocken eingebunden, und letztlich zusammen mit diesen im Filterbett zurückgehalten.
Wichtig ist, daß das Flockungsmittel dem abgebadeten Wasser ständig
zudosiert wird, denn nur im Augenblick der Zusammenmischung des Flockungsmittels
mit dem Wasser finden die entscheidenden Entstabilisierungsvorgänge
statt. Bereits gebildete und auf dem Filterbett befindliche Flocken verbessern
zwar das Filtrationsergebnis, lassen jedoch die “unangeflockten”, d.h. nicht entladenen
Kolloide, passieren. Folgende Flockungsmittel werden gemäß
DIN 19 643 dosiert:
¤ Aluminiumsulfat (E DIN EN 878)
¤ Eisen (III)-chlorid Hexahydrat (E DIN EN 888)
¤ Natriumaluminat (E DIN EN 882)
¤ Eisen (III)-chloridsulfat (E DIN EN 891)
¤ Aluminiumchlorid Hexahydrat(E DIN EN 881)
¤ Eisen (III)-sulfat (E DIN EN 890)
¤ Aluminiumhydroxidchlorid (E DIN EN 881)
¤ Aluminiumhydroxidchloridsulfat (E DIN EN 881)
Während die eisenhaltigen Flockungsmittel vom pH-Wert des Schwimmbeckenwassers
(6,5 - 7,6) so gut wie unabhängig wirken, sollte für die aluminiumhaltigen
Mittel der pH-Wert des Wassers zwischen 6,5 und 7,2 liegen, mit Ausnahmen
des Aluminiumhydroxidchlorid, das bis zum pH-Wert von 7,4 eingesetzt werden
kann.
Die Dosiermenge richtet sich nach dem Verschmutzungsgrad des Wassers, mindestens
jedoch 0,05 g/m3 als Aluminium bzw. 0,1 g/m3 als Eisen (m3 im Kreislauf
geführten Wassers). Für die Dosierung eignen sich erfahrungsgemäß 2 - 5%ige
Lösungen. Die Dosierung der Flockungsmittel muß kontinuierlich erfolgen. Die
Dosiermengen fertig eingestellter Lösungen sind den Anwendungshinweisen der
Lieferanten zu entnehmen.
Bei nicht sachgerechter Anwendung der Flockungsmittel, z.B. schlechte Vermischung
der Dosierlösung mit dem Beckenwasser, zu hohe Filtergeschwindigkeit,
ungünstiger pH-Wertbereich, zu niedrige Filterschichthöhe, schlecht gewartete
Filteranlage etc., kann es zu einer Nachflockung im Beckenwasser kommen, die
sich durch Opaleszenz (bei eisenhaltigen Mitteln: Grünfärbung des Wassers) und
schlimmstenfalls durch eine starke Eintrübung des Wassers zu erkennen gibt.
Filtration
Die Filtration dient zur mechanischen Reinigung des Schwimmbeckenwassers:
Alle sichtbaren und fast sichtbaren Verschmutzstoffe einschließlich der durch
Flockungsmittelzusatz gebildeten Flocken mit den darin eingeschlossenen kolloidalen
Teilchen werden auf der Filterbettoberfläche und zum Teil auch in der
Tiefe des Filterbettes selbst zurückgehalten.
An Schwimmbeckenwasserfilter sind bestimmte Anforderungen zu stellen, auf
deren Einhaltung der Betreiber eines Schwimmbades im eigenen Interesse achten
sollte. Die DIN-Norm sieht nur Filter vor, die der DIN-Norm 19 605 entsprechen.
Weiterhin sollte nur Filtersand gemäß 19 623 eingesetzt werden. In Einschichtfiltern
sollte die Filterschicht (ohne Stützschichten) mindestens 0,9 m in
offenen und 1,2 m in geschlossenen Schnellfiltern betragen. Die maximal zulässigen
Filtergeschwindigkeiten liegen bei 12 m/h (offene Schnellfilter) bzw. 30 m/h
(geschlossene Schnellfilter). Für Meerwasser gilt: 12 m/h (offene Schnellfilter) bzw.
20 m/h (geschlossene Schnellfilter)! Für Filter mit anderen Filtermaterialien in Kombination
mit Sand (Anthrazitkohle, Filterkokse, Bims/Lava) betragen die maximalen
Filtergeschwindigkeiten 15 m/h für offene und 30 m/h für geschlossene Schnellfilter.
Dolomitisches Filtermaterial nach DIN 19 621
Dolomitisches Filtermaterial (MgO · CaCO3) reagiert alkalisch und dient zur Aufrechterhaltung
des pH-Wertes im Beckenwasser, wenn sehr weiche bis mittelharte
Füllwässer (in der Regel bis 9° dH Karbonathärte = Säurekapazität
3,2 mmol/l) mit Chlorgas desinfiziert und mit sauren Flockungsmitteln behandelt
werden. Während des Betriebes reichert sich das Beckenwasser mit Calciumund
Magnesiumhydrogencarbonaten (Aufhärtung) an, die zur Stabilisierung des
pH-Wertes beitragen. Da ständig Füllwasser nachgefüllt wird, kommt es nach
einiger Zeit zu einem Gleichgewicht bezüglich der Aufhärtung und des pH-Wertes.
Gleichzeitig verbraucht sich das dolomitische Filtermaterial, spätestens wenn
10 % der Erstfüllung verbraucht sind, ist bis zur Sollhöhe nachzufüllen.
Die erforderlichen Filterschichthöhen sind abhängig von der Filterkonstruktion,
der Filtergeschwindigkeit, dem Förderstrom, der eingesetzten Körnung usw., in
der Regel zwischen 20 und 40 cm. Es ist empfehlenswert, sich vor Neufüllung
mit dem Filtermaterialhersteller in Verbindung zu setzen.
Ein Vorteil der pH-Wertstabilisierung mit dolomitischem Filtermaterial liegt in dessen
zusätzlicher Fähigkeit, Eisen und Mangan aus dem Wasser zu filtrieren.
Oft werden Füllwässer herangezogen, die aus Selbstversorger-Brunnen stammen
und nicht weiter aufbereitet (enteisent und entmangant) werden. Wenn sich beim
Einsatz von dolomitischem Filtermaterial ein “Gleichgewichts”-pH-Wert von 7,5 ergibt,
sollten nur eisenhaltige Flockungsmittel angewendet werden
Filtration über Aktivkornkohle (DIN 19643-5)
Durch die Filtration mit Aktivkornkohlefiltern werden Chlor-Stickstoff-Verbindungen,
halogenorganische Verbindungen (THM, AOX) und organische Verbindungen
weitgehend entfernt. Zur Filtration werden geschlossene Festbettfilter nach
DIN 19605 eingesetzt. Es wird Aktivkornkohle aus Steinkohle verwendet, Aktivkornkohlen
aus anderen Rohstoffen müssen sich im Versuch als tauglich erweisen.
Durch Spülung (zweimal pro Woche) unterliegt die Aktivkornkohleschicht
einem ständigen Verlust. Aus diesem Grund ist die Schichthöhe regelmäßig zu
kontrollieren. Aktivkornkohle ist nachzufüllen, wenn die Schichthöhe um 10 cm
abgenommen hat. Aktivkornkohlefilter werden nach einer Lockerung des Filterbetts
mit Luft nur mit Wasser gespült. Eine gleichzeitige Luft-Wasser-Spülung ist
nicht ratsam. Die Spülung mit chlorhaltigem Filtrat aus dem Flockungsfilter
(Chlorkonzentration etwa 1 mg/l) ist mindestens einmal monatlich erforderlich.
Ein gesonderter Spülwasserspeicher ist vorzusehen.
Filterrückspülung
Durch Umkehr der Fließrichtung werden die angesammelten Schmutzstoffe aus
dem Filter gespült und in die Kanalisation geleitet. Diese Rückspülung sollte unabhängig
vom Beladungszustand des Filters spätestens nach einwöchiger Betriebsdauer
durchgeführt werden, wenn nicht der Filterwiderstandsanstieg schon
früher die Notwendigkeit einer Rückspülung anzeigt. Die Rückspülung ist gemäß
den Betriebsanweisungen des Herstellers durchzuführen. Besonders wichtig ist
die Einhaltung der vorgeschriebenen Spülwassergeschwindigkeit und der Spüldauer.
Nur dann ist sichergestellt, daß die angesammelten Schmutzteilchen weitestgehend
aus dem Filter entfernt werden und somit die Entstehung von
Schlammnestern unterbunden bleibt, die oft genug Ursache für eine starke
Verkeimung des Reinwassers sind. Weiterhin soll hier ein Aspekt angesprochen
werden, der leider oft übersehen wird:
Ein Filter hält nur die sichtbaren Schmutzstoffe zurück; so lange diese
nicht durch die Rückspülung entfernt werden, befinden sie sich noch im
Wasserkreislauf, zwar unsichtbar für den Badenden, nicht aber für das
Chlor, welches die im Filter angereicherten Schmutzstoffe wie z.B. Haare
und Schuppen aufzulösen vermag und somit zur Bildung der unerwünschten
Chloramine (gebundenes Chlor) beiträgt.
Allein der Gedanke an den sich im Filter anreichernden “Dreck”, durch den das
an sich klare Beckenwasser ständig hindurchgepreßt wird, mag manchen am
Betreten eines Schwimmbades hindern, auch wenn das Wasser noch so klar ist.
Warmsprudelbecken (WSB)
Neben den klassischen Schwimmbecken sind in den letzten Jahren sog. Warmsprudelbecken
(Hot Whirl-Pools) populär geworden. Unter einem Warmsprudelbecken
versteht man ein kontinuierlich durchströmtes Wasserbecken, in dem für
den Aufenthalt von Menschen vorgesehenen Teilen warmes Wasser (etwa 37°C)
durch Eintragung von Luft sprudelt und in dem sich eine Person oder mehrere
Personen gleichzeitig oder in zeitlicher Folge aufhalten.
Durch die Norm DIN 19 643-1: 1997-04 ist die Aufbereitung und Desinfektion von
Wasser für Warmsprudelbecken geregelt, ausgenommen sind Einfamilienanlagen.
Bei der Erstellung der DIN ist man, soweit es möglich war, von der “Schwimmbad-
DIN” 19 643 ausgegangen. Aus dieser Tatsache läßt sich ableiten, daß viel
des bisher Gesagten auch für Warmsprudelbecken gilt.
Planung anhand der Mindestanforderungen (WSB)
Bei der Auswahl bzw. Neuanschaffung eines Warmsprudelbeckens ist jeder schon
heute gut beraten, wenn er sich mit den Anforderungen für die technische Auslegung
gemäß der DIN 19 643 vertraut macht. Dies gilt insbesondere für die gewerbliche
Nutzung von Warmsprudelbecken, aber auch privaten Interessenten
kann man nur raten, sich an oben zitierter Norm zu orientieren.
Diese Norm hat zwar weder den Stellenwert eines Gesetzes, noch geht sie bisher
in die Verwaltungsvorschriften ein, sie stellt lediglich den derzeitigen Stand
des Wissens und der Technik dar.
Trotzdem ist jedem zu empfehlen, sich daran zu orientieren, da spätere Umbauten
oder hohe Ausfallzeiten jeden Betreiber eines Warmsprudelbeckens teuer zu
stehen kommen.
Grundsätzlich gilt, daß pro Person und Sitzplatz ein Beckenvolumen von mindestens
400 Litern vorzusehen ist. Die Mindestgröße eines Warmsprudelbeckens
beträgt 1.600 l.
Die Aufbereitungsanlage eines Warmsprudelbecken (WSB)
Neben den üblichen Filtern und der kontinuierlichen Flockung kommt für Warmsprudelbecken
die Notwendigkeit eines Schwallwasserbehälters (Wasserspeicher)
hinzu. Dieser Schwallwasserbehälter sollte das gleiche Volumen wie das Wassersprudelbecken
selbst haben, mindestens aber 1.600 Liter Fassungsvermögen.
Selbstverständlich ist in diesem Zusammenhang die Forderung, daß das Füllwasser
für das Becken und den Wasserspeicher Trinkwasserqualität haben soll.
Die Verwendung von Aufbereitungsmitteln zur Desinfektion, pH-Regulierung und
Flockung ist weitestgehend identisch mit denen der Schwimmbadewasseraufbereitung.
Grenzwerte für Warmsprudelbecken sind auf Seite 40 gelistet.
Füllwasserzusatz (WSB)
Bei Warmsprudelbecken mit einer Aufbereitungsanlage entfällt der Füllwasserzusatz,
da die Anlagen täglich entleert werden müssen.
Anforderungen an die Wasserbeschaffenheit (WSB)
Die Reinwasserprobe muß unmittelbar vor Eintritt in das Becken vorgenommen
werden. Die Beckenwasserprobe muß im oberflächennahen Bereich, in der Regel
50 cm vom Beckenrand entfernt, genommen werden. Zu den täglich festzuhaltenden
Daten für das Betriebsbuch gehören der Meßwert des pH-Wertes,
des freien Chlores, des gebundenen Chlores und der Meßwert der Säurekapazität
KS4,3.
Die Bestimmungen der differenzierten Chlorgehalte sind jeweils zu Badebetriebsbeginn,
Mitte der täglichen Betriebszeit und Badebetriebsende durchzuführen.
Der Meßwert der Redox-Spannung ist wie in Schwimmbädern festzuhalten.
Chemische und mikrobiologische Parameter im Schwimmbadwasser
Die moderne Schwimmbeckenwasseraufbereitung mit ihren einzelnen Verfahrensstufen
ist ohne eine Kontrolle des Aufbereitungsergebnisses undenkbar. Nur die
aktuelle Kenntnis des Ist-Zustandes ermöglicht es dem Schwimmeister bzw. dem
Schwimmbadbetreiber, nach Vergleich mit dem Soll-Zustand (Anforderungen an
das Beckenwasser), in die Funktion der einzelnen Verfahrensstufen so einzugreifen,
daß auch bei Spitzenbelastung eine gute Beschaffenheit des Beckenwassers
hinsichtlich Hygiene und Sicherheit aufrecht erhalten bleibt. Automatische Regelsysteme
können zwar den Schwimmeister bei der Routinekontrolle entlasten,
aber niemals ersetzen. Nur er kann entscheiden, ob z.B. ein zu erwartender
Besucherandrang ein vorsorgliches Hochfahren des Chlorgehaltes rechtfertigt
oder ob aus gleichem Grund eine Filterspülung vorverlegt werden sollte.
Die mikrobiologischen Anforderungen an das Beckenwasser, sollen eine Schädigung
der menschlichen Gesundheit, insbesondere durch Krankheitserreger auf
ein Minimum reduzieren.
Der Nachweis dieser Erreger ist im Rahmen der routinemäßigen Überwachung
kaum möglich.
In der DIN 19 643-1:1997-04, Absatz 5,3 werden folgende mikrobiologische
Parameter aufgeführt:
Koliforme Keime sind ein typischer Indikator für fäkale Verunreinigungen im Badebeckenwasser
(insbesondere Escherichia coli = E. coli).
Pseudomonas areuginosa sind Bakterien, die sind optimal bei einer Temperatur
von ca. 20-42°C vermehren. Sie haben die Fähigkeit, eine schleimartige Schutzschicht
zu bilden, was sie besonders resistent gegen Desinfektionsmittel, wie
Chlor, macht.
Das Vorhandensein dieser Erreger weist auf mangelnde Hygiene und Desinfektion
des Badewassers hin. Es können durch diese Bakterien Hautinfektionen,
Außenohrinfektionen und Harnwegsinfektionen hervorgerufen werden.
Legionellen
Legionella (Legionella Pneumophila) sind Bakterien, die sich im Wasser bei Temperaturen
von 35-55º außerordentlich schnell vermehren und auch bei Wassertemperaturen
von bis 60º überlebensfähig sind. Diese Bakterien rufen bei Menschen
schwere Erkrankungen hervor, wenn sie z.B. über Aerosole (vernebelte
Wassertröpfchen) aufgenommen werden. Bei der Krankheit handelt es sich um
die sogenannte Legionärs-Krankheit und um das sogenannte Pontiakfieber.
Das Bundesgesundheitsamt hat deshalb zur Bekämpfung von Legionellen folgende
Maßnahmen vorgeschlagen:
¤ Entfernen von Perlatoren und Duschköpfen, um die Aerolisierung zu verringern
¤ Erhöhung der Wassertemperatur in warmwasserleitenden Systemen auf 70°C
¤ Einbau von UV-Anlagen in warmwasserleitende Systeme, da Legionellen
außerordentlich UV empfindlich sind
¤ Bestehende Niedertemperatursysteme in noch nicht klar definierten Intervallen
mit freiem Chlor aus Natriumhypochlorit oder Calciumhypochlorit zu behandeln
(Zusatz 50-100 mg/l freies Chlor).
Die Verbreitung dieser Erreger erfolgt hauptsächlich über aerosolbildende Einbauten
in Schwimmbädern, wie z.B. Wasserpilze, Wasserkanonen oder aber auch
Duschköpfe.
Gemäß DIN 19 643-1:1997-04 dürfen Legionellen im Reinwasser und Beckenwasser
nicht nachweisbar sein.
Desinfektion und Oxidation
Die Desinfektion dient in erster Linie zur raschen Abtötung aller in das Beckenwasser
gelangenden Erreger übertragbarer Krankheiten, so daß für den Badenden kein Infektionsrisiko entsteht. Für die Wirksamkeit der Desinfektion ist eine Keimtötung (Pseudomonas aeruginosa) von 4 Zehnerpotenzen innerhalb 30 Sekunden zugrunde gelegt (entspricht 99,9%). Die Keimtötungsgeschwindigkeit kann über die Messung des Redoxpotentials erfaßt werden. Bei einwandfreier Wasserbeschaffenheit genügen schon 0,2 mg/l freies Chlor, um ein für obige Keimtötungsgeschwindigkeit erforderliches Redoxpotential von 700 mV aufrecht zu erhalten. Das Redoxpotential mißt man zwischen einer Bezugselektrode (Kalomel oder Silber) und einer Platin- oder Goldelektrode, die an geeigneter Stelle in das Wasser getaucht wird. Die Messung des Redoxpotentials ist nicht ganz unproblematisch
(die Elektroden sind schmutzempfindlich und müssen regelmäßig gereinigt und kalibriert werden) und kann daher weder die Messung des Gehaltes an Desinfektionsmitteln ersetzen noch zur allgemeinen Steuerung der Desinfektionsmitteldosierung herangezogen werden. Gemäß DIN-Norm 19 643
gehört die kontinuierliche Messung des Redoxpotentials zu den Pflichten des Schwimmbadbetreibers.
Da in öffentlichen Bädern ausschließlich oxidierend wirkende Desinfektionsmittel
(Chlor, Chlordioxid und Ozon) eingesetzt werden, kommt es gleichzeitig zu einem
Abbau der wasserlöslichen organischen Verschmutzungsstoffe wie z.B. Harnstoff,
Schweiß- und Speichelbestandteile etc., die sich wegen ihrer Wasserlöslichkeit
durch Filtration und Flockung nicht aus dem Wasser entfernen lassen.
Ozon scheidet wegen seiner höheren Giftigkeit als alleiniges Desinfektionsmittel
aus und wird daher nur als zusätzliches Desinfektions- und Oxidationsmittel innerhalb
der Aufbereitungsstrecke eingesetzt. Die der Ozonstufe nachgeschaltete
Filtration beseitigt u.a. das überschüssige Ozon auf einen Restgehalt, der unter
der höchstzulässigen Konzentration von 0,05 mg/l Ozon (O3) am Ablauf des
Sorptionsfilters liegen muß. Allen anderen Desinfektionsverfahren ist gemeinsam,
daß die Desinfektionsmittellösung dem filtrierten Beckenwasser, also unmittelbar
nach dem Filter, zudosiert wird. Bis zum Eintritt des Wassers in das Becken tritt
im allgemeinen eine ausreichende Vermischung ein, so daß Belästigungen der
Badenden durch Geruch und Geschmack des Desinfektionsmittels ausgeschlossen
werden.
Die desinfizierende Wirkung der Chlorprodukte im Wasser geht von der freien
unterchlorigen Säure HCIO aus, die sich jedoch in Abhängigkeit vom pH-Wert in
Hypochlorit (CIO¯) — und Wasserstoff-(H+)-ionen spaltet (dissoziiert). Die Tabelle
zeigt, daß mit zunehmendem pH-Wert der Anteil an freier unterchloriger Säure
abnimmt.
Diesem Umstand trägt man in einigen europäischen Ländern Rechnung, d.h. je
höher der pH-Wert des Beckenwassers, je höher der geforderte Gehalt an freiem
Chlor. Die DIN 19 643 fordert in allen Bereiche des Beckens eines Gehalt von
mindestens 0,3 mg/l freiem Chlor, unabhängig vom pH-Wert innerhalb des Bereiches
6,5 - 7,6. Es ist wichtig zu wissen, daß die Untersuchungsmethode für
freies Chlor stets die Summe von unterchloriger Säure HCIO und Hypochlorition CIO¯ angibt, also pH-Wert unabhängig ist.
In Hallenbädern genügt erfahrungsgemäß ein Zusatz von 0,2 g (Nachtbetrieb) bis
0,5 g (Stoßbetrieb) Chlor je m3 umgewälzten Wassers, um den geforderten Restchlorgehalt
(freies Chlor) bis zum Beckenablauf im Wasser aufrecht zu erhalten.
In Freibädern kann die erforderliche Dosiermenge ein Vielfaches von diesem Wert
betragen, denn das Chlor wird ja nicht nur durch die Verschmutzungsstoffe "aufgezehr"t,
sondern auch in erheblichem Maße durch die Sonnenstrahlen.
Trihalogenmethane (THM)
Wie bereits beschrieben, reagiert freies Chlor mit den ins Beckenwasser eingetragenen
organischen Verunreinigungen zu gebundenem Chlor. Eine weitere chemische
Reaktion aller zur Desinfektion dienenden Halogene (Chlor oder Brom) ist
die Bildung von Trihalogenmethan.
Durch den Badegast selbst werden organische Verbindungen, die
Trihalogenmethane bilden können, eingetragen; sie können allerdings auch aus
dem Füllwasser, aus für den Umwälzkreislauf ungeeigneten Kunststoffen und sogar
aus organischen Reinigungs- und Desinfektionsmitteln stammen.
Die gebildeten Trihalogenmethane gasen an der Wasseroberfläche aus und werden
so vom Badenden eingeatmet.
Die Analyse der THM´s erfolgt gemäß DIN 38 047 Teil 4 gaschromatographisch
und ist somit im Rahmen der betriebseigenen Überwachung von Schwimm-und
Badebeckenwasser routinemäßig nicht zu bewältigen.
Die DIN 19 643-1:1997-04 schreibt als oberen Wert der Trihalogenmethane, berechnet
als Chloroform im Beckenwasser, 0,02 mg/l vor. Bei Freibädern dürfen
höhere Werte an Trihalogenmethanen auftreten, wenn zur Einhaltung der mikrobiologischen
Anforderungen höhere Werte an freiem Chlor notwendig werden.
Bestehende Anlagen, die der DIN-Anforderung nicht entsprechen, sollten innerhalb
von 5 Jahren nach Erscheinen der Norm nach oder umgerüstet werden.
Zur Verringerung der Trihalogenmethankonzentration im Beckenwasser wurden
die gängigen Verfahrenskombinationen um die Komponente Adsorption an Pulver-
Aktivkohle erweitert.
Anlagen mit Ozonstufen können die Vorläufersubstanzen der THM-Bildung
oxidieren und durch Adsorption eliminieren, bevor sie in der Desinfektionsstufe
(Chlorung) zu Trihalogenmethanen reagieren.
pH-Wert
Die sorgfältige Einhaltung des pH-Wertes des Beckenwassers im Bereich
6,5-7,6 ist unerläßlich, um einerseits die verschiedenen Aufbereitungsmaßnahmen
optimal durchführen zu können und andererseits das Wohlbefinden der Badenden
nicht zu beeinträchtigen. Weiterhin gilt es, pH-bedingte Korrosionen und
Kalkabscheidungen zu vermeiden. Die Zusammenhänge erläutert die Grafik.
Generell kann gesagt werden, daß Wasser mit einer Säurekapazität von
0,7 mol/m3 über eine ausreichende Pufferkapazität verfügt, um pH-Wert hebende
oder senkende Einflüsse durch Flockungs- und Desinfektionsmittelzusätze aufzufangen,
eine normale Betriebsweise und täglicher Füllwasserzusatz gemäß
DIN 19 643 (mindestens 30 Liter pro Badegast und Tag) vorausgestzt.
| Ursache |
ph-Skala |
Wirkung |
Chlorbleichlauge:
Natriumhydrochlorit
Natriumaluminat
Calciumhydrochlorit
CO2-Ausgasung
Aluhydroxidchloride
Alu-sulfat
Alu-chlorid
Eisen-III-chlorid
Chlorgas unterchlorige Säure + Salzsäure |
 |
Zerstörung des natürlichen Säuremantels der Haut nimmt zu
Kalkausfällung bei mittelharten bis harten Wässern (Eintrübung des Wassers, Verklebung im Filter)
Desinfektionswirkung des Chlors nimmt ab
Störung bei der Flockung mit aluminiumhaltigen Flockungsmitteln nimmt zu
Neutralpunkt
Geruchsbelästigungen und Schleimhautreizungen durch Bildung von Chloraminen (gebundenes wirksames Chlor)
Korrosionen an metall- und mörtelhaltigen Werkstoffen nehmen zu
Störungen bei der Flockung nehmen zu
|
Für die pH-Werteinstellungen eignen sich
a) zur Anhebung
Natronlauge (Natriumhydroxid) nach E DIN EN 816 vorwiegend für mittelharte
bis harte Füllwasser
Natriumkarbonat (Soda) nach E DIN EN 897, vorwiegend bei extrem abgefallenen
pH-Werten
Dolomitisches Filtermaterial dient zwar zur pH-Wertanhebung, kann jedoch nicht
wie die obigen Chemikalien bei Bedarf dosiert werden. Es wird nahezu ausschließlich
beim Vorliegen bestimmter Voraussetzungen als 20 - 40 cm hohe
Schicht auf die Sandschicht des Filters aufgebracht und muß in regelmäßigen
Abständen nachgefüllt werden. (Siehe gesonderten Hinweis zum Dolomitischen
Filtermaterial)
b) zur Senkung
Natriumhydrogensulfat (NaHSO4), ältere Bezeichnung: Natriumbisulfat.
Schwefelsäure (H2SO4) nach E DIN EN 899. Vorsicht: beim Vermischen mit
Wasser tritt starke Erwärmung auf, daher stets die Schwefelsäure langsam in
das Wasser geben und durch Rühren gut vermischen, niemals umgekehrt!
Salzsäure (HCI) nach E DIN EN 939, preiswerte pH-Senkungschemikalie, bei
regelmäßiger Anwendung ist mit einer nicht unerheblichen Chloridanreicherung
zu rechnen, die Metallkorrosion fördern kann. Technische Salzsäure sollte wegen
ihres Eisengehaltes nicht verwendet werden, das Eisen würde sich durch
Eintrübung und Verfärbung des Beckenwassers störend bemerkbar machen.
Kohlenstoffdioxid (CO2) nach E DIN EN 936 kann über entsprechende Dosierapparate
dem Schwimmbeckenwasser zudosiert werden.
Wichtig: pH-Werteinstellungen sollten möglichst kontinuierlich durchgeführt werden
(Dosierpumpe) und nicht durch direkte Zugabe der jeweiligen Chemikalie
zum Schwimmbeckenwasser erfolgen.
Säurekapazität KS4,3 (DIN 38 409-7): m-Alkalinität, Gesamtalkalinität,
Hydrogenkarbonathärte sind identische Begriffe
Die Säurekapazität wird im wesentlichen durch die Konzentration der im Wasser
gelösten Hydrogenkarbonationen festgelegt (HCO3–). Hydrogenkarbonate reagieren
mit Säuren zu Kohlensäure, welche ihrerseits zu Wasser und CO2 zerfällt.
Laugen reagieren mit Hydrogenkarbonaten zu Wasser und Karbonat-Ionen. Somit
bleibt der pH-Wert des Wassers bei Zugabe von Säure oder Laugen solange
stabil, wie Hydrogenkarbonat-Ionen vorhanden sind.
Aus diesem Grund ist ein Mindestwert der Säurekapazität für alle Schwimmoder
Badebecken (außer Warmsprudelbecken) von KS4,3 = 0,7 mol/m3 empfohlen
(DIN 19 643-2: 1997-04).
Sollte die Säurekapazität des Füllwassers zu niedrig sein, wird dem Rohwasser
unter Verwendung einer Dosieranlage eine wässerige Lösung von Natriumkarbonat
nach E DIN EN 897 oder Natriumhydrogenkarbonat nach E DIN EN 898
zugesetzt.Nach vollständiger Einmischung der zugesetzten Stoffe wird die Säurekapazität
bestimmt und die Prüfung auf Einhaltung der Mindestwerte durchgeführt.
Wässer mit einer niedrigen Säurekapazität zeigen starke pH-Wertschwankungen
und das Einstellen des gewünschten pH-Wertes durch Säuren oder
Laugendosierung ist schwierig. Auf der anderen Seite ist bei einer großen Säurekapazität
die Einstellung des gewünschten pH-Wertes ebenfalls schwierig, da
das Wasser "überpuffert" ist. Andererseits hat die Säurekapazität einen erheblichen
Einfluß auf Korrosionserscheinungen (niedrige Säurekapazität) und Kalkausfällungen
(hohe Säurekapazität).
Wasserhärte
Die Wasserhärte wird durch das Vorhandensein von Magnesium- und Calcium-
Ionen bestimmt. Unter dem Begriff Gesamthärte versteht man die Summe aus
Calcium- und Magnesiumsalzen. Ferner unterscheidet man zwischen temporärer
und permanenter Härte. Die temporäre Härte resultiert aus dem Vorhandensein
von Calciumhydrogenkarbonat (bzw. Magnesiumhydrogenkarbonat). Sie wird
deshalb temporäre Härte genannt, da bei dem Abbau bzw. Zerfall von
Hydrogenkarbonaten daraus die wasserunlöslichen Karbonate entstehen. Da die
temporäre Härte somit in direktem Zusammenhang mit der Säurekapazität eines
Wassers steht, ergibt sich bei hoher Säurekapazität die zunehmende Wahrscheinlichkeit
von Kalkausfällungen im Schwimmbadewasser.
Speziell im Schwimmbadewasser ist folgende Tatsache sehr wesentlich:
Die temporäre Härte und die Säurekapazität des Wassers werden von ein und
derselben Verbindung, nämlich Calciumhydrogenkarbonat, verursacht. Die permanente
Härte wird durch andere Calcium- und Magnesiumsalze (Sulfate und
Chloride) hervorgerufen. Die permanente Härte hat keinen Einfluß auf mögliche
Kalkausfällungen, es sei denn, sie tritt in einer hohen Konzentration auf. Zu hohe
Konzentrationen an Calcium- und Magnesium-Ionen (hartes Wasser) können nur
durch einen erhöhten Zusatz von Füllwasser reduziert werden.
Langelier-Index, Water Balance System
Wie aus den vorangegangenen Kapiteln ersichtlich geworden ist, stehen die Begriffe
pH-Wert, Säurekapazität und Härte in wechselseitiger Beziehung. Diese
wechselseitige Beziehung wird als Langelier Sättigungsindex (SI) in einer mathematischen
Gleichung beschrieben, und das Ergebnis läßt Rückschlüsse auf den
Zustand des Wassers zu. Um den Ist-Zustand des Wassers beurteilen zu können,
werden folgende Parameter bestimmt:
pH-Wert, Säurekapazität (Gesamtalkalinität), Calciumhärte, gesamt gelöste Stoffe
und Temperatur.
Das Verfahren der Wasserkonditionierung mittels Langelier Sättigungsindex ist in
Deutschland nicht besonders populär, wird jedoch in vielen Länder, manchmal
auch in vereinfachter Form (Water Balance System = Bestimmung von pH-Wert,
Säurekapazität und Calciumhärte) erfolgreich angewendet.
Die Chemikalien
Chlorgas
Elementares Chlor (CI2) kommt unter Druck in flüssiger Form (Stahlfässer, Stahlzylinder)
in den Handel. Bei der Entnahme bewirkt die Druckminderung eine Vergasung
des Chlors, das sich dann im Wasser löst. Hierbei bildet sich die bereits
erwähnte unterchlorige Säure HCIO (auch Hypochlorige Säure genannt) und Salzsäure
HCI. Bei der weit verbreiteten “indirekten Chlorung” wird eine Chlorlösung
mit etwa 3 g/l Chlor hergestellt und dem filtrierten Wasser zudosiert. Bei diesem
Verfahren werden also gleich zwei Säuren dem Beckenwasser zugeführt, so daß
bei weichen Wässern (Karbonathärte unter 9°dH entspricht 3,2 mmol/l Säurekapazität)
in der Regel Maßnahmen zur pH-Wertstabilisierung erforderlich werden
(siehe Seite 22). Chlorgas für die Desinfektion von Schwimmbeckenwasser
sollte den Anforderungen der EDIN EN 937 (Chlor zur Wasseraufbereitung) entsprechen.
Für den Umgang mit flüssigem Chlor sind nicht nur die Betriebsanweisung des
Herstellers der Chlorgasanlage zu beachten, sondern auch die einschlägigen
Vorschriften zur Unfallverhütung strikt einzuhalten. Die Chlorgasgeräte müssen
der DIN 19606 entsprechen, diese beinhaltet die wesentlichen Bestandteile einer
Chlorgasanlage, den Betrieb und die Aufstellung.
Elektrolyseverfahren
Eine Alternative zur Verwendung von Chlorgas stellt das Elektrolyseverfahren dar.
Hierbei wird Natriumchlorid durch Gleichstrom zu Chlorgas umgesetzt. Ohne
näher auf den Mechanismus einzugehen, gilt, dass bei der Elektrolyse an der
positiven Elektrode Chlor und an der negativen Elektrode Natronlauge und Wasserstoff
entstehen.
Auf Grund der räumlichen Nähe der beiden Elektroden verbindet sich das Chlorgas
mit der Natronlauge und es entsteht Natriumhypochlorit.
Arbeitet die Elektrolyseanlage nicht mit im Schwimmbadewasser vorhandenem
Natriumchlorid (Meerwasser oder Sole), sondern mit einer Dosierlösung (NaCl
oder HCl), so sollte diese mit vollentsalztem Wasser (Verhinderung von Kalkablagerungen
an den Elektroden) als 3 - 5%ige Natriumchloridlösung angesetzt werden.
Da nur ungefähr 20 % des vorhandenen Natriumchlorids bei der Elektrolyse
umgesetzt werden, gelangt ein erheblicher Anteil nicht umgesetzter Chloride in
das Schwimmbeckenwasser und trägt zur Chloridanreicherung bei.
Elektroanalyseanlagen bedürfen einer regelmäßigen Wartung.
Die Elektroden haben eine begrenzte Lebensdauer und müssen entsprechend
den Herstellerangaben periodisch ausgetauscht werden. Auch während der
Betriebszeit eines Elektrodenpaares kommt es zu Ablagerungen von Kalk. Eine
regelmäßige Reinigung der Elektroden mit Salzsäure ist deshalb notwendig. Wird
diese nicht durchgeführt, kommt es zu Fehlfunktionen der Anlage. Nähere Einzelheiten
zum Betrieb und zur Pflege der Anlage entnimmt man der Bedienungsanleitung
des Herstellers.
Für Elektrolyseverfahren gelten die gleichen Grenzwerte und Analysenotwendigkeiten
wie für alle anderen Aufbereitungsverfahren unter Verwendung
von Chlor- bzw. Chlorverbindungen.
Natriumhypochlorit (anorganisches Chlorprodukt)
Das Natriumhypochloritverfahren stellt die wohl älteste Chlormethode dar. In den
Handel gelangt Natriumhypochlorit - auch Chlorbleichlauge oder Natriumhypochloritlauge
genannt - in Form einer alkalischen, ätzenden Lösung. Gemäß
der E DIN EN 901 enthält Natriumhypochloritlauge 150 g/l Chlor und etwa
12 g/l Natronlauge. Da diese oft nach Gewicht gehandelt wird und ihre Dichte
etwa 1,2 g/ml beträgt, entspricht eine Natriumhypochloritlösung mit
12,5 % Chlor der Norm. In der Regel wird die handelsübliche Natriumhypochloritlösung
vor der Zugabe zum Beckenwasser im Verhältnis 1:3 mit Füllwasser
verdünnt. Über das genaue Verdünnungsverhältnis geben die Betriebsanleitungen
Auskunft. Wegen ihrer Alkalität (pH-Wert ca. 11) kann es schon bei
mittelharten Wässern zu Verstopfungen an der Impfstelle kommen, die aus Kalkausfällungen
resultieren. Die Impfstelle ist daher in regelmäßigen Abständen zu
warten. Weiterhin erhöht die Alkalität der Natriumhypochloritlösung den pH-Wert
des Schwimmbeckenwassers, der durch Säuredosierung auszugleichen ist. In
keinem Fall darf jedoch Säure zum pH-Wertausgleich direkt der unverdünnten
oder verdünnten Natriumhypochloritlösung zugegeben werden: es entsteht sofort
giftiges Chlorgas! Auch darf sie nicht mit anderen Lösungen, gleich welcher
Art und Herkunft, vermischt werden, sondern stets nur mit Wasser!
Natriumhypochloritlösungen sind nicht besonders lagerstabil, das Chlor
(Hypochlorit) zersetzt sich durch die Einwirkung von Licht, Wärme und vor allem
durch Schwermetallspuren. Im allgemeinen rechnet man mit einem Chlorverlust
von 1g/l pro Tag bei ca. 20°C, daher sollten die Bezugsmengen dem zu erwartenden
Bedarf eines Monats angepaßt werden. Natürlich ist fabrikfrische Ware
zu bevorzugen, die dann möglichst kühl in dunklen Räumen gelagert werden
sollte.
Calciumhypochlorit (anorganisches Chlorprodukt)
Das handelsübliche Calciumhypochlorit enthält gemäß E DIN EN 900 mindestens
65 % Chlor, also bedeutend mehr als Natriumhypochloritlösungen. Andere
Bestandteile sind Calciumcarbonat, Calciumhydroxid, Natriumchlorid und Kristallwasser.
Letzteres kann zwischen 5 und 10% liegen und dient zur Stabilisierung
des Caciumhypochlorits gegen hitzebedingten Zerfall. In fester Form
(überlicherweise als Granulat oder Tabletten, Pulver ist weniger empfehlenswert)
ist es über Jahre beständig und sollte daher als Notreserve in keinem Bad fehlen
(kühl und trocken lagern!). Es eignet sich aber auch für fällig werdende
Stoßchlorungen: man kann das Granulat nach oder vor dem Badebetrieb direkt
auf die Wasseroberfläche streuen.
Für die Dosierung als Lösung empfiehlt es sich, eine 1-2%ige Lösung herzustellen,
die dann etwa 6,5 bis 13 g wirksames Chlor je Liter enthält. Höher konzentrierte
Lösungen sind wie Natriumhypochloritlösungen weniger beständig und
der dann höhere Trübstoffgehalt (bedingt durch den Anteil des wasserunlöslichen
Calciumcarbonates) kann die Dosierpumpe verstopfen. Calciumhypochlorit reagiert
alkalisch, d.h. bei fortgesetzter Anwendung kommt es zu einem pH-Wertanstieg
im Schwimmbeckenwasser, besonders wenn dieses weich bis mittelhart
ist.
Calciumhypochlorit und dessen wässerige Lösungen dürfen mit keinen anderen
Chemikalien (andere Chlorprodukte, pH-Senker etc.) vermischt werden!
Chlor-Chlordioxid
Gegenüber der alleinigen Anwendung von Chlor (Chlorgas, Natrium- oder
Calciumhypochlorit) hat das Chlor-Chlordioxid-Verfahren den Vorteil, daß es bei
gleicher Wirkung in weitaus geringerem Maße geruchlich wahrnehmbar ist.
Chlordioxid CIO2 wird an Ort und Stelle durch eine Reaktion von Chlorgas bzw.
unterchloriger Säure mit einer wässerigen Natriumchlorit-Lösung (NaCIO2) in besonderen
Apparaturen erzeugt, wobei Chlor stets im Überschuß vorhanden sein
muß (Mischungsverhältnis Chlor : Natriumchlorit = 10 : 1). Der Chlorüberschuß
ist erforderlich, um eine Rückbildung von Natriumchlorit aus Chlordioxid zu unterbinden.
Gemäß den Anforderungen der DIN 19 643: 1984-04 soll der Chloritgehalt im Beckenwasser 0,1 mg/l nicht überschreiten.
Die handelsüblichen Natriumchlorit-Lösungen enthalten etwa 300 g NaCIO2 pro Liter.
Chlor-Ozon
Ozon (O3), eine aktive Form des Sauerstoffes (O2), ist ein starkes Oxidationsmittel.
Wegen seiner Giftigkeit (ca. 10 mal größer als die von Chlor) wird es nur innerhalb
der Aufbereitungsstrecke eingesetzt, d.h. nach der erforderlichen Kontaktzeit mit
dem aufzubereitenden Wasser durch Aktivkohlefiltration (Sorptionsfiltration) wieder
aus diesem entfernt. Am Ablauf des Sorptionsfilters dürfen maximal
0,05 mg/l Ozon gemessen werden.
Die Verwendung von Ozon als Desinfektionsmittel in der Aufbereitungsstrecke
ersetzt nicht die Zugabe eines Desinfektionsmittels für das Badebeckenwasser,
wie z.B. Chlor. Lediglich die Chlorzehrung im Beckenwasser wird durch die zusätzliche
Verwendung von Ozon verringert.
Vorteile der Ozonierung sind:
Wirksame Abtötung von Keimen
Oxidation wasserlöslicher, organischer Verschmutzungsstoffe, wie z.B.
Harnstoff
Geringere Menge an Trihalogenmethanen (vgl. Seite 20)
Niedrigere Chlorzehrung im Beckenwasser
Keine störenden Rückstände
Gasförmiges Ozon ist wie seine wäßrige Lösung (max. 25 mg/l O3) sehr unbeständig
und muß daher am Orte seines Einsatzes erzeugt werden. Der Einsatz
von Ozon bedingt erhebliche Investitionen für den Ozonerzeuger mit den erforderlichen
Zusatzeinrichtungen, wie z.B. Lufttrockner, Ozonwäscher, Aktivkornkohlefilter
etc.. Ozonerzeugungsanlagen für die Wasseraufbereitung sind genormt (DIN 19 627).
Neben den bisher genannten Desinfektionsmitteln finden gerade im
privaten Schwimmbadbereich noch weitere Desinfektionsmittel Verwendung,
die hier ergänzend erwähnt sind. Die Auflistung erhebt keinen
Anspruch auf Vollständigkeit, da der private Schwimmbadbereich keinen
Vorgaben durch den Gesetzgeber in Deutschland unterliegt und die Art
der Wasseraufbereitung somit in das Ermessen des Betreibers gestellt ist.
Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der Einsatz dieser
Desinfektionsmittel in öffentlichen Bädern durch die DIN 19 643 bisher
(Stand Juni 2001) nicht vorgesehen ist.
Brom
Elementares Brom (Br2) ist wie Chlor ein Halogen und somit prinzipiell zur Desinfektion
von Schwimmbeckenwasser geeignet. Vorteil des Broms: Anders als die
Chloramine (gebundenes Chlor) sind die entsprechenden Bromamine geruchlos,
reizen die Schleimhäute nicht und verfügen über eine unverminderte Desinfektionskraft.
Nachteilig ist hingegen die grundsätzliche geringere Oxidationswirkung, der
höhere Preis und die ätzende Wirkung des elementaren Broms (bei versehentlichem
Hautkontakt mit flüssigem Brom entstehen schwer heilbare Wunden!).
Wesentlich sicherer in der Anwendung sind die sogenannten Brom-Sticks, in
denen sowohl Brom als auch Chlor enthalten sind (chemischer Name: 1-Bromo-
3-chloro-5,5-dimethylhydantoin). Brom-Sticks werden vorwiegend in Privatbädern
eingesetzt. In Frankreich, Österreich und England sind sie auch für die Wasserdesinfektion
in öffentlichen Bädern zugelassen, allerdings mit gewissen Einschränkungen.
Chlorierte Isocyanurate (organische Chlorprodukte)
(Natriumdichlorisocyanurat, Trichlorisocyanursäure)
Natriumdichlorisocyanurat (schnellöslich) und Trichlorisocyanursäure (langsamlöslich)
sind in Tabletten- und Granulatform erhältlich.
Vorteil: hoher Gehalt an wirksamen Chlor (56-90%), Beständigkeit, leichte und
sichere Handhabung. Nachteil: die organische Trägersubstanz (Isocyanursäure)
beeinflußt bei höherer Konzentration (ab ca. 40 mg/l) die Keimtötungsgeschwindigkeit
des Chlors, so daß zum Ausgleich höhere Chlorgehalte
(0,6-1,2 mg/l, gemessen mit DPD-Tablette No.1) im Beckenwasser aufrecht erhalten
werden müssen. (Vgl. b-Wert-Gutachten zur Verwendung von
Trichlorisocyanursäure.) Bei genügender Füllwasserzufuhr wird normalerweise eine
Konzentration der Isocyanursäure von 30-40 mg/l nicht überschritten.
Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, daß durch die Anwesenheit von
Isocyanursäure ein neuer Begriff zu prägen ist, daß "gesamt verfügbare Chlor".
Darunter versteht man die Summe aus freiem Chlor und das an die Cyanursäure
gekoppelte Chlor (Chlordepot). Mit der DPD-Tablette No. 1 wird dieses “gesamt
verfügbare Chlor” bestimmt. Um auf den tatsächlichen Gehalt an "freien Chlor"
zu kommen, muß man die Cyanursäurekonzentration im Wasser kennen. Bei
einer Cyanursäurekonzentration von 30 mg/l beträgt zum Beispiel der Anteil freies
Chlor am "gesamt verfügbaren Chlor" nur noch 43%-47%; bei einer
Cyanursäurekonzentration von 70 mg/l sind es sogar nur noch 19%-37%.
| Cyanursäurekonzentration |
30mg/l |
50mg/l |
70mg/l |
90mg/l |
100mg/l |
130mg/l |
Anteil "freies Chlor" am
"gesamt verfügbaren Chlor" (bei ph 7,5; t= 25ºC |
43-47%* |
26-41%* |
19-37%* |
14% |
12% |
10% |
*unterschiedliche Literaturstellen
Diese wichtige Tatsache muß man berücksichtigen, wenn man die bakteriologische
Wirksamkeit des "gesamt verfügbaren Chlors" diskutiert.
Aus dem variablen Verhältnis von "gesamt verfügbarem Chlor" zu "freiem Chlor"
ergibt sich die Notwendigkeit, die Cyanursäurekonzentration regelmäßig zu überwachen.
Iod, Silber und UV-Strahlen
Iod gehört wie Chlor und Brom zur Gruppe der Halogene, ist aber den letzteren
wegen der wesentlich geringeren Oxidationskraft unterlegen. Darüber hinaus
verleiht Iod dem Beckenwasser eine unansehnliche Braunfärbung, das u. U. die
Sicherheitsanforderungen (einwandfreie Sicht über den ganzen Beckenboden)
nicht gewährleistet sind.
Silber verfügt über keine Oxidationswirkung und tötet Mikroorganismen nur sehr
langsam ab. Verschiedene handelsübliche Zubereitungen enthalten geringe Mengen
von Silber (u.a. Silberverbindungen) zur unterstützenden Wirkung.
UV-Strahlen sind nur am Ort des Einsatzes wirksam, also nur innerhalb der
Bestrahlungskammer, aber nicht im Schwimmbeckenwasser. UV-Strahlen können
allenfalls die Entkeimung und Oxidationswirkung des Chlors innerhalb der
Aufbereitungsstrecke unterstützen, aber niemals ersetzen.
"Sauerstoff" = Peroxide, Persulfate, u.a.
Sauerstoffabspaltende Verbindungen, wie z.B. Wasserstoffperoxid oder Persulfat,
werden als Oxidations- bzw. Desinfektionsmittel eingesetzt. Oxidierend bzw. desinfizierend
wirkt hierbei jedoch nicht Sauerstoff (O2 molekular), wie ihn unsere
Atemluft enthält, sondern ein Sauerstoffradikal. Da dieses Sauerstoffradikal sehr
schnell zu molekularem Sauerstoff rekombiniert, also den Sauerstoff unserer Atemluft
bildet, besteht die Desinfektions- bzw. Oxidationswirkung nur kurz nach Zusatz
des Mittels. Der Begriff “Sauerstoffmethode” ist also etwas irreführend, da
auch hierbei, wie bei allen anderen Desinfektionsverfahren, dem Wasser eine Chemikalie
zugesetzt wird, und nicht etwa nur Sauerstoff. Eine Depotwirkung ist nur
eingeschränkt vorhanden; deshalb wird dieses Verfahren in öffentlichen Bädern
nicht eingesetzt.
In Privatbädern empfiehlt sich wegen der eingeschränkten Depotwirkung neben
dem Einsatz der “Sauerstoffmethode” in regelmäßigen Zyklen die Verwendung
eines Algizides zur Algenvermeidung oder von Chlor zur Erlangung der Depotwirkung.
Die Dosierung des Sauerstoffabspalters sollte vor Benutzung des Bades entsprechend
der Herstellerangaben erfolgen.
Besonders berücksichtigt werden muß die Tatsache, daß bei der parallelen Verwendung
von Wasserstoffperoxid oder Persulfaten die Chloranalytik mit dem DPD
Verfahren die Summe der beiden Oxidationsmittel als Ergebnis ausweist. Insbesondere
kann bei Verwendung der DPD No. 3 Tablette zur Messung des
Gesamtchlores ein wesentlich höherer Wert erhalten werden. Dieser Wert ist dann
nicht nur auf die Anwesenheit von gebundenem Chlor zurückzuführen, sondern
auch auf die sauerstoffabspaltende Verbindung, die auf Grund ihrer Kinetik (Reaktionsgeschwindigkeit)
in der vorgegebenen Zeitspanne nicht mit DPD No. 1
reagiert hatte. Lediglich bei der Verwendung von Monopersulfat kann durch einen
zusätzlichen Analyseschritt (Verwendung der MPS Out Tablette) eine Differenzierung
zwischen Chlor und Monopersulfat vorgenommen werden.
Biguanide
Verschiedene polimere Hexamethylenbiguanide werden als Desinfektionsmittel
für Schwimmbadwasser angeboten. Von ihrem Wirkungsspektrum herstellen sie
nur teilweise einen Ersatz für Chlor dar, da mit Biguaniden gewisse Algenbildungen
nur schwer kontrollierbar sind. Ferner sind Biguanide keine Oxidationsmittel, so
daß der Abbau von organischen Verunreinigungen (Urin, Schweiß) nicht erfolgt.
Biguanide sind im Wasser sehr beständig, müssen aber auf Grund des Wasseraustausches
regelmäßig nachdosiert werden.
Auch bei diesem Verfahren muß die Konzentration des Biguanides im Wasser
regelmäßig kontrolliert werden, da zu geringe Mengen eine nicht ausreichende
Desinfektionswirkung bedingen, zu große Mengen können Augenreizungen und/
oder Geschmacksprobleme hervorrufen.
Biguanide vertragen sind nicht mit Chlor-, Brom-, Kupfer- und Silberverbindungen.
Sie sollten deshalb immer nur dann dosiert werden, wenn sichergestellt ist, daß
das Schwimmbadewasser frei von den o.g. Verbindungen ist und nie parallel mit
diesen Verbindungen verwendet werden. Die genaue Verwendung, die vorbereitenden
Arbeiten zur Verwendung und den empfohlenen Konzentrationsbereich
entnimmt man am besten aus der Informationsschrift des jeweiligen Herstellers.
Die meisten Hersteller empfehlen zusätzlich zu den Biguaniden die Verwendung
von Wasserstoffperoxid zum oxidativen Abbau von wasserlöslichen Verschmutzungen
und zur Algenprophylaxe.
Algizide: Quats, Kupfer
Beim Betrieb von Freibädern kann es trotz Aufrechterhaltung eines Restchlorgehaltes
von mindestens 0,3 mg/l freiem Chlor zu einer Veralgung des Wassers
kommen, insbesondere bei schwüler Witterung und nach Gewitterregen. Zur Vorbeugung
gegen den Algenbefall und auch zur Beseitigung von vorhandenem
Algenwuchs eignen sich sogenannte Quats (quaternäre Ammoniumverbindungen),
die bereits in sehr geringer Konzentration wirksam werden (1-4 mg/l Wirksubstanz).
In der Regel zeichnen sich Quats durch ihre Oberflächenaktivität aus und begünstigen
bei höherer Anwendungskonzentration die Schaumbildung des Beckenwassers.
Neuzeitliche Quats sind zum Teil schaumarm eingestellt oder gar schaum30
frei. Wichtig: mindestens 12 Stunden vor dem Zusatz von Quats sollte eine Stoßchlorung
mit mindestens 5 g/m3 (entspricht 5 mg/l) Chlor duchgeführt werden.
Quats ersetzen nicht die Chlorung, sind aber chlorverträglich, so daß bei ihrer
Anwendung die übliche Chlorung nicht unterbrochen werden muß.
Die Quats haben das früher gebräuchliche Algizid Kupfersulfat (Kupfervitriol) wegen
dessen nachteiliger Eigenschaften verdrängt. Zum einen kann Kupfersulfat
die Haare der Badenden verfärben, andererseits beobachtet man häufig nur
schwer entfernbare Flecken an den Schwimmbadwandungen. Hohe Konzentrationen
führen zu einer Grünfärbung des Wassers.
Resümée
"... bei sachgemäßer Handhabung stellt die Chlorung nach wie vor ein für die
Aufbereitung und Desinfektion ausgezeichnetes Verfahren dar, das sicher nicht
ohne weiteres zu ersetzen ist und das vielleicht auch nicht um jeden Preis ersetzt
werden muß..."
Zitat: Dr. D. Eichelsdörfer et al: Archiv des Badewesens 29,9-13 (1976)
Die Untersuchungsmethoden
Gemäß DIN 19 643 sind u.a. folgende Untersuchungen täglich durchzuführen
und unter anderem in das Betriebstagebuch einzutragen:
Chlor (freies und gebundenes): im Beckenwasser bei Betriebsbeginn und
Betriebsende sowie in der Mitte der Betriebszeit.
pH-Wert: im Beckenablauf, jeweils vor und nach dem Badebetrieb.
Säurekapazität KS4,3 des Rohwassers: wöchentlich
Diese Messungen sind also unerläßlich für den sicheren Betrieb eines Schwimmbades
und werden in der Regel auch von der zuständigen Aufsichtsbehörde zu
ermitteln, z.B. bakteriologische Werte (Koloniezahl, E. coli etc.), chemische Werte
(u.a. Kaliumpermanganatverbrauch, Nitrit, Nitrat etc.) und physikalische Werte
(Färbung, absetzbare Stoffe).
Die folgenden Messungen dienen zur Kontrolle der Betriebssicherheit, sie geben
dem Schwimmbadbetreiber wertvolle Hinweise auf den Zustand des Wassers
und bilden die Grundlage für wesentliche Entscheidungen bezüglich der Betriebsweise
der gesamten Anlage:
Gesamthärte, Calcium-Härte, Chloride, Sulfate.
Für die Untersuchung von Beckenwasser eignen sich kolorimetrische, photometrische,
titrimetrische und elektrochemische Verfahren. Von diesen haben sich
in der Praxis die kolorimetrischen und photometrischen Verfahren bestens bewährt.
Sie zeichnet sich durch leichte und sichere Handhabung bei hoher Genauigkeit
aus. Auch bei der Trink-, Brauch- und Abwasseraufbereitung werden
kolorimetrische und photometrische Verfahren eingesetzt.
Analyseverfahren
Ammonium
Ammonium NH4+ gelangt hauptsächlich durch die Badegäste in das
Schwimmbeckenwasser und entsteht durch Zersetzung stickstoffhaltiger Verunreinigungen,
wie z.B. Harnstoff und Eiweißverbindungen. Durch dessen Fähigkeit,
mit freiem Chlor sogenannte Chloramine zu bilden, beeinträchtigt Ammonium
die Desinfektionswirkung des Chlores erheblich. Daher ist der Ammoniumgehalt
im Beckenwasser möglichst niedrig zu halten.
Für die Kontrolle des Ammoniumgehaltes im Schwimmbeckenwasser hat
Lovibond© eine spezielle Farbscheibe für den Bereich 0 bis 0,4 mg/l NH4
+ entwickelt.
Die Ammoniumbestimmung erfolgt in Küvetten mit einer Schichttiefe von 40 mm
mit den Ammonium No. 1 und No. 2-Tabletten.
Harnstoff
Neben Ammonium ist Harnstoff einer der wichtigsten Verschmutzungsindikatoren
im Schwimmbadewasser. Harnstoff wird in Form von Urin und Schweiß in das
Schwimmbadewasser eingetragen.
Die Ammonium- und Harnstoffbelastung lässt sich durch gründliches Duschen
der Badegäste im unbekleideten Zustand vor dem Schwimmen am besten verringern.
Die tatsächlich eingebrachte Menge an Harnstoff hängt u. a. von der Körperbewegung
(Anstrengung) des Badegastes und seiner Hygiene sowie der Wasserund
Außentemperatur ab.
Enzymatische und bakteriologische Vorgänge zersetzen Harnstoff im Schwimmbadewasser
zu Ammonium und Kohlendioxid.
Chlorverbindungen, die als Desinfektionsmittel im Schwimmbadewasser verwendet
werden, reagieren mit Ammonium zu Chloraminen und mit Harnstoff zu Chlorharnstoff.
Dieses so genannte gebundene Chlor hat, wie bereits ausgeführt, eine
reduzierte Keimtötungsgeschwindigkeit und ist verantwortlich für Hautirritationen
und den typischen Schwimmbadgeruch.
Die Bestimmung von Harnstoff im Schwimmbadewasser gibt einen schnellen
Hinweis auf die Notwendigkeit, mehr Frischwasser zuzusetzen bzw. die Chlordosierung
präventiv zu erhöhen - speziell bei außerordentlichen Belastungen des
Bades (schönes Wetter - großer Besucherandrang).
Brom
Das DPD-Verfahren eignet sich auch für die Bestimmung des Broms im Wasser.
Allerding ist das entsprechende “gebundene Brom” genauso wirksam wie das
freie Brom, so daß auf eine Unterscheidung zwischen beiden Formen verzichtet
werden kann. Diese Tatsache nutzt man für die Bestimmung von Brom neben
Chlor: durch Zusatz einer speziellen Tablette (DPD-Glycin) wird das freie Chlor in
gebundenes übergeführt, die Messung mit der DPD No. 1-Tablette ergibt nun
den Gehalt an Brom.
Chlor
(freies, gebundenes und Gesamtchlor nach dem DPD-Verfahren)
Ammoniak (Ammonium) und Harnstoff sind die typischen Verschmutzungsstoffe
des Schwimmbeckenwassers. Mit freiem Chlor (unterchlorige Säure und
Hypochlorit) verbinden sie sich zu sogenannten Chloraminen, die hauptsächlich
Ursache für den bekannten Hallenbadgeruch und für die unangenehmen Augenreizungen
sind. Das in den Chloraminen enthaltene Chlor besitzt nur noch eine
geringe Desinfektionswirkung und wird deshalb als gebundenes Chlor bezeichnet.
Die früher weitverbreitete Chlormeßmethode mit o-Tolidin erfaßt beide Chlorarten
gleichzeitig, das Meßergebnis war also wenig aussagekräftig. Darüberhinaus
gehört o-Tolidin zu den Stoffen, die als krebserregend gelten und ist deshalb
durch verschiedene Runderlässe (z.B. Rd. Erl. des Innenministers NRW vom
03.09.1971 - VIII B3-1.41 -) im öffentlichen Bereich aus dem Verkehr gezogen
worden. Erst mit der Einführung des DPD-Verfahrens wurde es möglich, auf einfache,
sichere und zuverlässige Art zwischen freiem und gebundenem Chlor im
Wasser zu unterscheiden. Die Bestimmung des freien Chlores im Trinkwasser
wie im Schwimmbeckenwasser ist auf Grund von Vorschriften ausschließlich nach
der DPD-Methode durchzuführen.
Leider hört man noch oft die Meinung, der typische Hallenbadgeruch und Beschwerden
der Badenden über gerötete Augen seien auf ein Zuviel an Chlor
zurückzuführen.
Nein, es ist eher umgekehrt! Nur ein Überschuß an freiem Chlor "vernichtet" das
gebundene Chlor! Deshalb ist bei einem Anstieg des Gehaltes an gebundenem
Chlor umgehend die Chlordosierung sukzessiv zu erhöhen, gegebenenfalls sogar
eine Stoßchlorung (über Nacht) durchführen.
Das Prinzip der DPD-Methode besteht darin, daß das DPD-Reagenz
(Diethyl-p-phenylendiamin) zunächst nur das freie Chlor anzeigt. Nach Zusatz
einer weiteren Tablette wird dann auch der Anteil an gebundenem Chlor mit angezeigt:
Mit der DPD No.1-Tablette bestimmt man zunächst das freie Chlor:
Eine saubere Küvette wird mit dem zu untersuchenden Wasser gespült. Einige
Tropfen werden in der Küvette zurückgelassen.
Die DPD No.1-Tablette wird zugegeben und zerfällt bzw. wird mit einem sauberen
Rührstab zerdrückt; anschließend wird bis zur 10 ml Marke aufgefüllt, die
Küvettendeckel aufgesetzt, die Probe durch Schwenken vermischt und der Wert
sofort gemessen.
Mit der DPD No.3-Tablette bestimmt man den Gehalt an Gesamtchlor:
Nach Ablesung des Meßergebnisses (freies Chlor) wird die Probe in eine zweite,
saubere Küvette umgefüllt, eine DPD No.3-Tablette zugegeben, Deckel aufgesetzt,
die Probe durch Schwenken vermischt und das Meßergebnis zwei Minuten
nach Zugabe der DPD No.3-Tablette abgelesen.
Zieht man vom Gesamt-Chlor den vorher abgelesenen Wert für freies Chlor ab,
erhält man den Gehalt an gebundenem Chlor.
Die DPD No.3-Tablette enthält eine Substanz, die bereits in geringster Konzentration
die Bestimmung des Gesamt-Chlores ermöglicht. Aus diesem Grund ist
es sinnvoll, die Bestimmung von freiem- und Gesamt-Chlor in verschiedenen
Küvetten vorzunehmen. Die Küvetten und Deckel sollten gekennzeichnet sein
und ausschließlich für die jeweilige Bestimmung verwendet werden.
Wird dieser Verfahrensvorschrift keine Aufmerksamkeit geschenkt, können anhaftende
Spuren von Reagenz - DPD No.3 - bei einer anschließenden Messung
des freien Chlores in ein und derselben Küvette einen zu hohen Gehalt dieser
Chlorform vortäuschen, und zwar zu Lasten des Gesamtchlores, d. h. man mißt
unfreiwillig von vornherein das Gesamt-Chlor und glaubt, es sei freies Chlor.
Alternativ zur Verwendung von Reagenztabletten werden in der DIN 38 408 ausschließlich
frisch angesetzte Flüssigreagenzien beschrieben. Trotzdem gibt es
immer wieder Nachfrage nach stabilen Reagenziensätzen.
Die Lovibond® -Flüssigreagenzien für die Bestimmung von freiem Chlor besteht
aus zwei Komponenten, die tropfenweise der Probe zugesetzt werden.
Analog zur Bestimmung von Gesamtchlor mit Tablette wird bei Verwendung von
Flüssigreagenzien eine dritte Komponente in Tropfenform zugegeben.
Für Lovibond® -Flüssigreagenzien wird bei sachgemäßer Lagerung (Kühlschrank)
und bei sofortigem Wiederverschluß nach Gebrauch (mit dem farblich gekennzeichneten
Deckel) eine Mindesthaltbarkeit von einem Jahr garantiert.
Bestimmung von Chlor, Chlordioxid, Brom und Ozon
Chlorit
(nur bei Verfahrenskombination mit Chlor-Chlordioxid)
Für die exakte Bestimmung des Chloritgehaltes wird eine erweiterte DPD-Methode
angewendet. In der Praxis hat es sich in Privatbädern jedoch als ausreichend
erwiesen, den Chloritgehalt über die Bestimmung des gebundenen Chlores
zu ermitteln. Bei der erweiterten DPD-Methode wird der Chloritgehalt nach Zusatz
einer Säuretablette und einer Neutralisationstablette ermittelt.
Fehlerquellen bei der Chlorbestimmung
Cyanursäure
Die Cyanursäurekonzentration wird mit einem einfachen Testbesteck bestimmt;
der Zusatz einer Lovibond® Cyanursäure-Tablette zu der Wasserprobe erzeugt
eine charakterliche Trübung, die durch ein kleines Tauchröhrchen ausgewertet
werden kann.
Alternativ kann die Cyanursäurekonzentration auch photometrisch bestimmt
werden.
Die Kenntnis der Cyanursäurekonzentration ist wichtig, da durch das DPD-Verfahren
in Verbindung mit Cyanursäure nur das gesamte verfügbare Chlor bestimmt
wird.
Gesamthärte, Calciumhärte, Chloride, Säurekapazität KS4,3
Bei diesen Bestimmungen der Härte handelt es sich um titrimetrische Verfahren.
Bei einem titrimetrischen Verfahren wird ein geeigneter Indikator durch sukzessive
Zugabe eines Titers zu einem definierten Farbumschlag gebracht. Die Menge
des zugegebenen Titers steht im direkten Verhältnis zu der gesuchten Konzentration.
Mit der Produktreihe Lovibond® MINIKIT können in Form von Tablettenzählverfahren
die Bestimmungen durchgeführt werden. Zu einem abgemessene
Probevolumen wird eine Reagenztablette gegeben. Die Wasserprobe färbt sich.
Es werden weitere Tabletten nacheinander zugegeben, bis ein definierter
Farbumschlag beobachtet wird (z.B. von grün nach rot). Aus der Anzahl verbrauchter
Tabletten erhält man durch Multiplikation mit einem Faktor das gesuchte
Analyseergebnis.
- Gesamthärte: Verwendung von Total Hardness-Tabletten
- Calciumhärte: Verwendung von Calcium Hardness-Tabletten
- Chloride: Verwendung von Chloride-Tabletten
- Säurekapazität K S4,3: Verwendung von Total Alkalinity-Tabletten
Alternativ zu dem Tablettenzählverfahren steht für einige Verfahren auch ein sogenannter
Lovibond® Speedtest zur Verfügung. Bei dem Speedtest wird ein graduiertes
Röhrchen verwendet. Das Röhrchen wird mit der zu untersuchenden Wasserprobe
gespült, einige Tropfen der zu untersuchenden Wasserprobe werden in
dem Röhrchen zurückgelassen. In diesen Tropfen wird die entsprechende Reagenztablette
gelöst, wodurch sich die Wasserprobe färbt. Es wird sukzessive die zu
untersuchende Wasserprobe zugegeben, bis ein definierter Farbumschlag erfolgt.
Durch die gegebene Füllhöhe kann das Ergebnis direkt abgelesen werden.
| Gesamthärte: |
Verwendung von T-Hardness Test Tabletten |
| Säurebindevermögen KS4,3: |
Verwendung von Alk Test Tabletten |
| Calciumhärte: |
Verwendung von Cal Test Tabletten |
| Sämtliche Bestimmungen können natürlich auch photometrisch durchgeführt
werden:
|
| Gesamthärte: |
Verwendung von Hardcheck P Tabletten |
| Calciumhärte: |
Verwendung von Calcheck Tablette |
| Säurekapazität KS4,3: |
Verwendung von Alka-m-Photometer Tabletten |
| Chloride: |
Verwendung von Chloride T1/T2 Tabletten |
| Sulfat: |
Verwendung von Sulfate T Tabletten |
Umrechnungstabelle
Ozon
(nur bei der Verfahrenskombination mit Chlor)
Für den Nachweis von Ozon im Schwimmbeckenwasser eignet sich besonders
die menschliche Nase: von ihr werden bereits 1 Teil Ozon in 500.000 Teilen Luft
sicher wahrgenommen. Ist also der typische Ozongeruch (ähnlich wie in unmittelbarer
Nähe einer Höhensonne) in der Schwimmbadhalle bzw. oberhalb der
Wasseroberfläche feststellbar, sollte umgehend die Aktiv-Kohlefilterstufe auf Ihre
Funktion hin untersucht werden.
Für die Ozonbestimmung in Wasser in Gegenwart von Chlor eignet sich ebenfalls
die DPD-Methode. Einmal bestimmt man die Summe von Ozon und Chlor, in
einer erneuten Messung nur das Chlor, nachdem durch Zusatz einer Glycintablette
das Ozon eliminiert worden ist. Die Differenz beider Meßwerte ergibt den Gehalt
an Ozon in mg/l O3.
Alternativ kann Ozon auch mit der “Ozone”-Tablette nachgewiesen werden. Der
Indikator Indigotrisulfonat weist eine blaue Färbung auf. Mit zunehmender Ozonkonzentration
wird dieses Blau entfärbt. Für eine höhere Nachweisgenauigkeit
wird im Comparator ein Probevolumen von 20ml (40 mm Küvetten) verwendet.
Auch die photometrische Bestimmung von Ozon mit der “Ozone”-Tablette ist
möglich. Vorteil dieses Verfahrens ist, daß Ozon direkt bestimmt werden kann
und Chlor nicht stört.
pH-Wert
In der Regel sollte der pH-Wert des Schwimmbeckenwassers zwischen 6,5 und
dem schwach basischen Wert von 7,6 liegen, ein Bereich, der weitestgehend mit
einer Lovibond© Farbscheibe (Bereich 6,8-8,4 mit Phenolrot-Tabletten) erfaßt wird.
Wichtig: Hat das zu untersuchende Wasser einen pH-Wert außerhalb dieses
Bereiches, zeigt der Comparator stets die Grenzwerte der Farbscheibe an, eben
6,8 oder 8,4. Das kann zu einer falschen Bewertung mit erheblichen Konsequenzen
führen. Werden also bei unbekannten Wässern diese Grenzwerte ermittelt,
so empfiehlt es sich, zur Sicherheit mit dem Lovibond© CHECKIT© -System eine
orientierende pH-Wert-Prüfung vorzunehmen. Stellt sich bei dieser Voruntersuchung
heraus, daß das Wasser sauer (pH unter 4) oder alkalisch (pH über 10) ist,
kann eine totale oder auch teilweise Erneuerung des Schwimmbeckenwassers
u. U. vorteilhafter sein als größere Mengen an pH-Regulierungschemikalien portionsweise
(!) dem Wasser zuzugeben.
Die Lovibond© Phenolrot-Tabletten enthalten sorgfältig abgestimmte Zusatzstoffe,
um den störenden Einfluß von Chlor auf die pH-Wert-Messung auszugleichen.
Für die anderen pH-Wertbereiche gibt es eine Vielzahl von Lovibond® -
Farbscheiben mit unterschiedlichen Abstufungen.
Phosphat
Für den Phosphatnachweis (Ortho-Phosphat) stehen sowohl kolorimetrische Verfahren
(Lovibond©‚ Comparator System oder Lovibond©‚ Checkit‚) als auch ein
photometrisches Verfahren zur Verfügung. Der Meßbereich beträgt 0-4 mg/l.
Phosphat (Ortho): Verwendung von "Phosphate No.1/No.2 LR" Tabletten
Säurebedarf
Der pH-Wert der zu untersuchenden Wasserprobe wird unter Verwendung einer
Phenolrot Tablette gemessen. Der pH-Wert wird notiert. Zu der gefärbten Lösung
gibt man einen Tropfen "Acid Demand Test Solution" hinzu, mischt und
prüft nochmals den pH-Wert durch Farbvergleich. Man fährt so fort und zählt die
Tropfen bis zum Erreichen des gewünschten pH-Wertes.
Verwendet werden können kolorimetrische Systeme wie das Comparator-System
oder der Pooltester in Verbindung mit "Acid Demand Test Solution".
Kontinuierliche Meßverfahren
Unter kontinuierlichen Meßverfahren versteht man die permanente Erfassung von
Analysedaten unter Berücksichtigung der zeitlichen Veränderung.
Die Redox-Spannung
Die Redox-Spannung ist ein Maß für die keimtötende und oxidative Wirkung von
Desinfektionsmitteln im Badewasser. Unter dem Begriff Redox-Spannung versteht
man eine Spannung, welche man an einer Edelmetall-Elektrode (Platin oder
Gold) gegen eine Bezugs-Elektrode (Kalomel/Hg2CI2 oder Silber (Ag/AgCI) beim
Eintauchen in eine Lösung (Redox-System) mißt. (Einheit mV “Milli-Volt”). Redox-
Spannungen sind vom pH-Wert abhängig und müssen deshalb immer mit dem
pH-Wert zusammen dokumentiert werden.
Die Spannung ist abhängig vom Konzentrationsverhältnis Oxidationsmittel
(z.B. freies Chlor) zum Reduktionsmittel (z.B. organische Verunreinigungen).
Die Redox-Spannung ist also ein genaues Maß für die oxidierende bzw. desinfizierende
Wirkung des vorhandenen Desinfektionsmittels (Chlor) unter Berücksichtigung
der im Moment vorliegenden Verunreinigungen. Derselbe Chlorgehalt
kann in einem anderen Wasser eine niedrigere oder eine höhere Redox-Spannung
ergeben, je nachdem wie groß der Gehalt an reduzierenden Wasserinhaltsstoffen
(Verunreinigungen) ist. Ferner laufen Spannungsänderungen nur
langsam ab, deshalb werden Störungen im Betriebsablauf nur verzögert angezeigt.
Die kontinuierlich gemessene und ggf. auf einem Schreiberstreifen registrierte
Redox-Spannung eignet sich somit weder für die Steuerung der Chlordosierung
noch als Ersatz für die quantitative Erfassung des differenzierten Chlorgehaltes.
Es wird für eine eigene Betriebsüberwachung bzw. für die Beobachtung tendenzieller
Änderungen der Wasserbeschaffenheit herangezogen.
Amperometrische Chlormessung
Amperometrisch arbeitende Chlormeßzellen bestehen aus zwei verschiedenen
Metallelektroden im Kontakt mit dem Meßwasser. Diese beiden Elektroden bilden
ein galvanisches Element, welches, so lange das Wasser kein Chlor
(Oxidationsmittel) enthält, nahezu vollständig polarisiert ist und nur einen sehr
kleinen Reststrom liefert (von der Wasserbeschaffenheit abhängig), der elektronisch
kompensiert werden muß. Ändert sich die Wasserbeschaffenheit, (z.B. der
Salzgehalt), so verändert sich auch der Reststrom und die elektrische Kompensation
muß kalibriert und justiert werden.
Ist freies Chlor im Wasser vorhanden, so wird die oben erwähnte Polarisation
gestört, das Element wird depolarisiert und liefert einen elektrischen Strom, dessen
Größe proportional der Konzentration des Oxidationsmittels ist. Durch die
Auswahl der für die Elektroden verwendeten Metalle (Platin/Kupfer) sind die Meßwerte
spezifisch für freies Chlor. Wird der durch die Depolarisation hervorgerufene
Strom einem bestimmten Gehalt an freiem Chlor zugeordnet (Justieren des Gerätes), kann der aktuelle Gehalt an freiem Chlor zu jedem Zeitpunkt abgelesen
werden. Die Meßwerteinstellung und die Kalibrierung und Justierung des Gerätes
wird mit Hilfe eines Kolorimeters (Comparator) oder Photometers nach der
DPD-Methode vorgenommen (vgl. Seite 34, 35). Erste Voraussetzung für eine
exakte, kontinuierliche Messung ist jedoch, daß die Nullpunkt-Einstellung korrekt
ist. Dafür benötigt man Meßwasser, welches über einen Entchlorungsfilter geleitet
wurde.
Die Elektroden selbst müssen sauber gehalten werden, da die aktive Elektrodenoberfläche
entscheidend für die Interpretation des erhaltenen Depolarisationsstromes
ist. Aus diesem Grund werden häufig Elektroden mit einer automatischen
Reinigung wie z. B. Zirkulation von Reinigungspartikeln in der Meßzelle
angeboten. Je nach Herstellerempfehlung sollten die Nullpunkt- und Meßbereichseinstellungen
sowie die Reinigung der Elektroden als routinemäßige Betriebskontrolle
wöchentlich durchgeführt werden.
Neben diesen beiden indirekten Meßmethoden hat die kolorimetrische bzw. photometrische
Messung der Restchlorgehalte im Schwimmbadewasser größte Bedeutung.
Bei den kolorimetrischen bzw. photometrischen Meßmethoden handelt
es sich um die direkte Erfassung von Einzelmeßwerten zur Kontrolle der automatisch
arbeitenden Meß- und Regelanlagen.
Anforderungen (Auszug) an Reinwasser und Beckenwasser
(DIN 19 643-1:1997-04)
Das private Schwimmbad
Auch wenn keine Verpflichtung besteht, sollte der private Schwimmbadbetreiber
im Interesse seiner Gesundheit und zur Werterhaltung seiner Anlage, die Aufbereitung
seines Schwimmbadewassers durch entsprechende Anlagen technisch
sinnvoll gestalten.
Automatisch arbeitende Komponenten bedürfen einer Wartung und ggf. Kalibrierung,
was sich für den technisch Uninteressierten am besten in Form eines
Wartungsvertrages mit der Liefer- bzw. Montagefirma realisieren läßt.
Darüber hinaus sollten bestimmte Wasserpflegemaßnahmen in bestimmter zeitlicher
Abfolge durchgeführt werden:
Brauchen Sie individuelle Informationen, wenden Sie sich einfach per E-Mail an: info@schwimmbad-krumbein.de oder rufen Sie uns an unter Tel.: 0 36 01 - 44 98 94. |
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