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Dokumentenidentifikation DE102004025993B4 29.11.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Qualität von Schwimmbeckenwasser
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Graf, Werner, 86637 Wertingen, DE;
Beyer, Arnim, 12203 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 27.05.2004
DE-Aktenzeichen 102004025993
Offenlegungstag 22.12.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.11.2007
IPC-Hauptklasse C02F 1/76(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Erfindungsgedanken ein Verfahren zur Verbesserung der Qualität von in einem Brauchwasserkreislauf umgewälztem Schwimmbeckenwasser, das gefiltert und dem Chlor und Chlordioxid beigemischt wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem einem Schwimmbecken zugeordneten Brauchwasserkreislauf, der eine Filtereinrichtung enthält. und dem eine Einrichtung zur Beimischung von Chlor und Chlordioxid zugeordnet ist, wobei eine von einer Beimischgasquelle abgehende Beimischleitung vorgesehen ist.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art sind aus der US 4 334 968 A bekannt. Hierbei ist im Brauchwasserkreislauf stromabwärts von einem Filter eine Venturi-Anordnung vorgesehen, über die dem Brauchwasser ein Mix aus Cl2 und ClO2 beigemischt wird. Bei der Reaktion von Chlor mit sog. Huminstoffen entstehen Trihalogenmethane (THM) sog. Haloforme, und gebundenes Chlor, sog. Chloramin. Das ClO2 ist zwar reaktiver als das Cl2 und kann. organische Substanzen wie sog. Huminstoffe etc., die bei einer Reaktion mit Chlor zur Bildung von unerwünschten Haloformen und Chloraminen führen, zerstören. Durch das gleichzeitig beigemischte Cl2 wird jedoch die Tätigkeit des ClO2 behindert, so dass dieses seine Wirkung nicht voll entfalten kann. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die Beaufschlagung des Brauchwassers mit unter anderem ClO2 hier stromabwärts vom Filter erfolgt, so dass dieser durch das ClO2 nicht desinfiziert wird.

In der DE 100 17 407 A1 werden ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Schwimmbeckenwasser mit ClO2 angegeben. Hierbei wird das dem Brauchwasser beigemischte ClO2 in situ aus dem im Brauchwasser enthaltenen Cl2 hergestellt. Die Zugabe von Cl2 muss daher bereits vorher erfolgt sein. Die zur Herstellung des ClO2 vorgesehene, im Brauchwasserkreislauf angeordnete Zelle ist dabei einem Filter nachgeordnet. Dieser wird daher durch das dem Brauchwasser zugegebene Cl2 nicht desinfiziert.

In der DE 8 61 836 A werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von unangenehmen Gerüchen von Fettdämpfen beschrieben. Diese Dämpfe werden dabei in Wasser eingeleitet, das mit Cl2 und anschließend mit ClO2 beaufschlagt wird. Das Wasser fungiert hier lediglich als Medium, um die übe1 riechenden Fettdämpfe mit dem Cl2 und ClO2 zusammenzubringen. Behandelt werden hierbei die Fettdämpfe und nicht das Wasser. Abgesehen davon erfolgt hier die Zugabe von Cl2 vor der Zugabe von ClO2, was bei der Behandlung von Schwimmbeckenwasser zu einer Behinderung der Wirkung des ClO2 führen würde.

In der Drukschrift bbr 3/97, 48. Jahrgang, Seite 36, ist unter der Überschrift „neue Chlordioxid-Anlagen" die Behandlung von Spül- bzw. Reinigungswasser, beispielsweise zur Flaschenreinigung, mit ClO2 beschrieben. Geeignete Hinweise, wie ClO2 zur Behandlung von Schwimmbeckenwasser eingesetzt werden könnte, sind nicht angegeben.

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass eine zuverlässige Reduzierung der Chloramin- und Haloformbelastung des Brauchwassers ermöglicht und dennoch eine gute Wirtschaftlichkeit gewährleistet werden. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete, einfach und kostengünstig aufgebaute Vorrichtung anzugeben.

Die auf die Verbesserung des gattungsgemäßen Verfahrens sich beziehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Beimischung von Chlordioxid bereits bei dem Brauchwasser zugeführtem Frischwasser erfolgt, bevor die Filterung und anschließende Chlorung des Brauchwassers durchgeführt werden.

Die auf die Verbesserung der gattungsgemäßen Vorrichtung sich beziehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Chlordioxid mittels einer zugeordneten, von einer Chlordioxid-Quelle abgehenden Beimischleitung in eine Versorgungsleitung, über die Frischwasser in den Brauchwasserkreislauf einspeisbar ist, einführbar ist, und dass die Einmündung der Beimischleitung in die Versorgungsleitung stromaufwärts von der dem Brauchwasserkreislauf zugeordneten Filtereinrichtung und anschließenden Chlorbeimischeinrichtung angeordnet ist.

Mit diesen Maßnahmen werden die eingangs geschilderten Nachteile des gattungsgemäßen Standes der Technik vollständig beseitigt. Chlordioxid zerstört bekanntlich Wasserinhaltsstoffe in Form organischer Substanzen, wie sog. Huminstoffe etc., die bei einer Reaktion mit Chlor zur Bildung von schädlichen Haloformen und Chloraminen führen würden. Dadurch, dass das Chlordioxid bereits dem Frischwasser zugeführt wird, werden bereits im Frischwasser enthaltene Huminstoffe etc. sofort eliminiert. In diesem Zusammenhang ist davon auszugehen, dass erfahrungsgemäß bereits mit dem Frischwasser viele Huminstoffe in den Brauchwasserkreislauf gelangen können. Dadurch, dass die Zugabe von Chlordioxid stromaufwärts von der Chlorung erfolgt, ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass das Chlordioxid bereits im umgewälzten Brauchwasser verteilt ist, wenn die Chlorung erfolgt. Das Chlor kann daher die Tätigkeit des Chlordioxids nicht mehr behindern, das wesentlich reaktiver als das Chlor ist. Vielmehr werden hier dem Chlor bereits vor seiner Beimischung zum Brauchwasser durch das Chlordioxid die möglichen Reaktionspartner weitestgehend entzogen. Die Bildung der unerwünschten Haloforme und Chloramine wird so weitestgehend unterbunden oder jedenfalls erschwert. Dadurch, dass das Chlordioxid auch vor der Filterung beigegeben wird, wird außerdem sichergestellt, dass auch eine Desinfektion des Filters durch Chlordioxid erfolgt und eine Biofilmbildung im Filter verhindert wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. So kann im Falle einer Rückspülung des Filters mit Rückspülwasser diesem zweckmäßig ebenfalls Chlordioxid beigegeben werden. Hierdurch werden die oben genannten Nachteile hinsichtlich Desinfektion des Filters und Verhinderung von Biofilmbildung noch verstärkt.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass der Beimischleitung eine Beimischeinrichtung mit einer Regelungseinrichtung zugeordnet ist, die einen Basisregelkreis für eine mengenproportionale Chlordioxid-Beigabe und einen diesem übergeordneten Nachregelkreis für eine konzentrationsabhängige Chlordioxid-Beigabe aufweist. Hiermit lassen sich auf einfache Weise enge Grenzwerte einhalten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.

Die einzige Figur der nachstehend beschriebenen Zeichnung enthält eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schwimmbeckenwasser-Aufbereitung.

Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die Schwimmbeckenwasser-Aufbereitung. In der Zeichnung ist dementsprechend eine Schwimmbadanordnung mit einem Schwimmbecken 1 und einer diesem nachgeordneten Schwallwasserkammer 2 angedeutet. In die Schwallwasserkammer 2 mündet eine von einer hier nicht näher dargestellten Frischwasserquelle abgehende Versorgungsleitung 3, über welche das Schwimmbecken 1 und die Schwallwasserkammer 2 befüllbar bzw. nachfüllbar sind. Das zur ersten Befüllung verwendete Frischwasser heißt Füllwasser. Das zum späteren Ausgleich von Wasserverlusten nachgelieferte Frischwasser heißt Beckennachspeisewasser. Das insgesamt in Gebrauch befindliche Wasser wird als Brauchwasser bezeichnet.

Das Schwimmbecken 1 und die Schwallwasserkammer 2 befinden sich innerhalb eines Brauchwasserkreislaufs, über den eine permanente Brauchwasserumwälzung stattfindet. Hierzu ist der mit seinem Vorlaufast von der Schwallwasserkammer 2 abgehende und mit seinem Rücklaufast in das Schwimmbecken 1 einmündende Brauchwasserkreislauf mit einer im Vorlaufast angeordneten Umwälzpumpe 4 versehen. Dieser kann ein Filter 5 zur Filterung des umgewälzten Brauchwassers nachgeordnet sein.

Dem Brauchwasser kann zur Desinfektion Chlor zugesetzt werden. Das Chlor kann in das Schwimmbecken 1 oder in den in das Schwimmbecken 1 einmündenden Rücklaufast des Brauchwasserkreislaufs eingeleitet werden. Im dargestellten Beispiel ist hierzu eine in den Rücklaufast des Brauchwasserkreislaufs einmündende Chlor-Beimischeinrichtung 6 vorgesehen. Diese Chlorung fördert jedoch erfahrungsgemäß die Bildung sogenannter Haloforme, die ein gesundheitliches Risiko darstellen können. Zur Beseitigung dieses Gesundheitsrisikos wird Chlordioxid (ClO2) eingesetzt.

Die ClO2-Zufuhr erfolgt dosiert zum Füllwasser und Beckennachspeisewasser. Die hierzu vorgesehene Beimischeinrichtung 7 enthält eine in die Versorgungsleitung 3 einmündende ClO2-Beimischleitung 8, die von einer ClO2-Quelle 9 abgeht. Die Dosierung kann dabei so erfolgen, dass die ClO2-Konzentration im Füll- bzw. Beckennachspeisewasser im Bereich von 0,1 bis 0,4 mg/l liegt. Die ClO2-Beigabe zum Brauchwasser erfolgt hier vorteilhaft stromaufwärts von der oben erwähnten Chlorung, so dass das ClO2 bereits Gelegenheit zur Reaktion mit den im Brauchwasser enthaltenen organischen Substanzen bekommt, bevor die Chlorzugabe erfolgt. Diese kann daher auf ein Mindestmaß reduziert werden.

Zur Dosierung der ClO2-Beigabe ist in der ClO2-Beimischleitung 8 ein Dosierorgan 10 vorgesehen. Dabei kann es sich um ein Dosierventil, eine Dosierpumpe, einen Dosierinjektor oder dergleichen handeln. Das Dosierorgan 10, im dargestellten Beispiel in Form eines Dosierventils ist mittels eines zugeordneten Reglers 11 steuerbar, wie durch eine Signalleitung 12 angedeutet ist. In einfachen Fällen wird mittels des Reglers 11 einfach eine mengenproportionale Beigabe von ClO2 zum Frischwasser in einem fest vorgegebenen Verhältnis bewerkstelligt. Hierzu wird der Brauchwasserdurchsatz durch die Versorgungsleitung 3 ermittelt und in Abhängigkeit davon ClO2 durch entsprechende Ansteuerung des Dosierorgans 10 im gewünschten Verhältnis beigegeben. Der Durchsatz durch die Versorgungsleitung 3 wird mittels eines dieser zugeordneten Sensors 13 ermittelt, dessen Ausgang über eine Signalleitung 14 mit einem zugeordneten Eingang des Reglers 11 verbunden ist. Das genannte Mengenverhältnis kann zweckmäßig manuell einstellbar sein, wie durch einen entsprechenden Eingang 15 des Reglers 11 angedeutet ist.

Die mengenproportionale ClO2-Beigabe kann zu einer von der Belastung des zugeführten Frischwassers oder Brauchwassers mit organischen Substanzen abhängigen Schwankung der Konzentration von freiem ClO2 führen. Um unabhängig hiervon einen vorgegebenen Grenzwert der ClO2-Konzentration einzuhalten, wird die ClO2-Beigabe zweckmäßig konzentrationsabhängig nachgeregelt. Im dargestellten, bevorzugten Beispiel soll die ClO2-Konzentration im zugeführten Frischwasser in engen Grenzen konstant gehalten werden. Hierzu wird die Konzentration von ClO2 im zugeführten Frischwasser gemessen und das Dosierorgan 10 in Abhängigkeit hiervon entsprechend nachgestellt. Aufgrund der mengenproportionalen Voreinstellung sind dabei in der Regel nur noch kleinere Korrekturen erforderlich, was sich vorteilhaft auf die erzielbare Genauigkeit auswirkt.

Zur Messung der ClO2-Konzentration ist ein der Versorgungsleitung 3 zugeordneter, dem Sensor 13 nachgeordneter Sensor 16 vorgesehen, dessen Ausgang über eine Signalleitung 17 mit einem zugeordneten Eingang des Reglers 11 verbunden ist, der in Abhängigkeit von der gemessenen Konzentration das aufgrund des Messergebnisses des Durchflusssensors 13 ermittelte mengenproportionale, an das Dosierorgan 10 zu übermittelnde Stellsignal entsprechend korrigiert. Die gewünschte ClO2-Konzentration im zugeführten Frischwasser kann manuell vorgegeben werden, wie durch einen geeigneten Eingang 18 des Reglers 11 angedeutet ist.

Der oben bereits erwähnte Filter 5 befindet sich stromabwärts von der ClO2-Einleitung in das Brauchwasser und wird dementsprechend mit gut mit ClO2 versorgtem Brauchwasser beaufschlagt, was vorteilhaft zu einer guten Desinfektion des Filters 5 sowie zur Bekämpfung des im Filter 5 zu befürchtenden Biofilms führt. Im Falle einer Rückspülung kann dem Rückspülwasser vorteilhaft ebenfalls ClO2 beigegeben werden, um die Desinfektion und Biofilmbekämpfung im Filter 5 noch zu verbessern. Dabei kann zweckmäßig eine vergleichsweise hohe Dosis von etwa 5 mg pro Liter verwendet werden.

Bei der Rückspülung des Filter 5 wird dieser in einer zum normalen Filterbetrieb gegenläufigen Richtung mit Rückspülwasser beaufschlagt, wie in der Zeichnung durch einen Strömungsweg 19 angedeutet ist. Als Rückspülwasser kann normales Brauchwasser Verwendung finden. Die Beimischung von ClO2 zum Rückspülwasser ist durch eine mit ClO2 beaufschlagbare Beimischeinrichtung 20 angedeutet. Diese kann eine nicht näher dargestellte Dosiereinrichtung enthalten. In der Regel genügt dabei eine mengenproportionale Dosierung, da das Rückspülwasser nicht mehrfach verwendet wird, sondern nach einmaligem Durchgang durch den Filter 5 als Abwasser abgeleitet wird.


Anspruch[de]
Verfahren zur Verbesserung der Qualität von in einem Brauchwasserkreislauf umgewälztem Schwimmbeckenwasser, das gefiltert wird und dem Chlor und Chlordioxid beigemischt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimischung von Chlordioxid bereits bei dem Brauchwasser zugeführtem Frischwasser erfolgt, bevor die Filterung und anschließende Chlorung des Brauchwassers durchgeführt werden. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Chlordioxid-Konzentration im Frischwasser von 0,1 bis 0,4 mg/l aufrechterhalten wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Rückspülung der Filtereinrichtung mit Rückspülwasser diesem Chlordioxid beigegeben wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Chlordioxid mengenproportional und/oder konzentrationsabhängig beigegeben wird. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem einem Schwimmbecken (1) zugeordneten Brauchwasserkreislauf, der eine Filtereinrichtung (5) enthält und dem eine Einrichtung zur Beimischung von Chlor und Chlordioxid zugeordnet ist, wobei eine von einer Beimischgasquelle abgehende Beimischung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Chlordioxid mittels einer zugeordneten, von einer Chlordioxid-Quelle abgehenden Beimischleitung (8) in eine Versorgungsleitung (3), über die Frischwasser in den Brauchwasserkreislauf einspeisbar ist, einführbar ist, und dass die Einmündung der Beimischleitung (8) in die Versorgungsleitung (3) stromaufwärts von der dem Brauchwasserkreislauf zugeordneten Filtereinrichtung (5) und anschließenden Chlorbeimischeinrichtung (6) angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Beimischleitung (8) eine Beimischeinrichtung (7) zugeordnet ist, mittels welcher das beizumischende Chlordioxid zumindest proportional zum Wasserduchsatz durch die Versorgungsleitung (3) dosierbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimischeinrichtung (7) eine Regeleinrichtung enthält, die einen Basisregelkreis für eine mengenproportionale Chlordioxid-Beigabe und einen dem Basisregelkreis übergeordneten Nachregelkreis für eine konzentrationsabhängige Chlordioxid-Beigabe aufweist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5–7, wobei eine durch Rückspülung mit Rückspülwasser regenerierbare Filtereinrichtung (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den zur Filtereinrichtung (5) hinführenden Ast eines Rückspülwasser führenden Strömungswegs (19) eine mit CIO2 beaufschlagbare Beimischeinrichtung (20) einmündet. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Beimischeinrichtung (20) eine Dosiereinrichtung für mengenproportionale Dosierung zugeordnet ist.






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