Badeverbot für Keime

Ein Besuch im Schwimmbad bedeutet für den Nutzer neben Freizeitspaß und Erholungsfaktor auch Gesundheitsförderung durch Bewegung im Wasser. Dafür erwartet der Badegast im wörtlichen Sinne ungetrübte Badefreuden. Außer der sichtbaren Wasserqualität gilt es vor allem, hygienische Anforderungen zu erfüllen, für die der Betreiber des Bades verantwortlich ist. Neben dem Aufwand für die laufende Überwachung sind auch die Betriebs- und Energiekosten mit entscheidend für die Wahl der Aufbereitungstechnik. Die sichere Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben setzt bei den Verantwortlichen zudem das nötige Fachwissen voraus. Gesetze und Verordnungen regeln die Anforderungen an die Schwimmbadwasserqualität; Normen bestimmen darüber, welche Aufbereitungs- und Überwachungsverfahren erforderlich und zulässig sind.

Hygieneanforderungen an Schwimmbäder

In privaten Schwimmbädern muss die Wasserqualität den allgemeinen hygienischen Anforderungen entsprechen. Unter dem Begriff Privatschwimmbad ist ausschließlich das Schwimmbad im privaten Einfamilienhaus zu verstehen. Sobald ein Schwimmbad von einem unbestimmten, wechselnden Personenkreis genutzt wird, handelt es sich um ein öffentliches Schwimmbad, das entsprechend der geltenden Normen und Regelwerke auszulegen und zu betreiben ist.

Auf öffentliche Bäder und Hotelschwimmbäder haben auch die Gesundheitsämter ein wachsames Auge. Führt eine behördliche Kontrolle zu dem Ergebnis, dass die Wasserqualität des Schwimm- und Badebecken­wassers ein hygienisches Risiko bedeutet, droht als Konsequenz die Außerbetriebnahme. Bei schwerwiegenden hygienischen Mängeln kann die komplette Schließung der Badeeinrichtung angeordnet werden, bis notwendige Sanierungsmaßnahmen abgeschlossen sind und eine den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechende Wasseraufbereitungstechnik in Betrieb gesetzt wurde.

Für die Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser gilt aktuell die DIN 19643 in der novellierten Fassung vom November 2012. Die Norm bestimmt die allgemeinen Anforderungen (Teil 1) und regelt den Einsatz von Verfahrenskombinationen zur Wasseraufbereitung (Teil 2 bis 4). In die Neufassung der Norm wurden zudem neue Verfahrenstechniken wie die Ultrafiltration aufgenommen und die Anforderungen an die Chemikaliendosierung überarbeitet.

Aufwand für Frischwasser, ­Energie und Überwachung

Die Aufgabe einer Schwimmbadwasseraufbereitung ist, den Eintrag an Verunreinigungen und Schadstoffen wirkungsvoll zu be­seitigen sowie die Anforderungen an die Hygiene zu ­erfüllen. Die laufende Überwachung der Badewasserqualität erfordert personellen Aufwand. So schreibt die DIN 19643 die Führung eines Betriebsbuches und die laufende Kontrolle von definierten Parametern vor. Zu überwachen sind zum Beispiel Hygiene-Hilfsparameter wie

• freies Chlor
• pH-Wert
• Redox-Wert

Die Schwimmbadwasseraufbereitung ist so auszulegen, dass eine hygienische Betriebsweise sichergestellt ist. Erreicht wird dies durch das Zusammenwirken der Parameter

• Filtration
• Beckenhydraulik
• Desinfektion
• Frischwasserzugabe

Die Aufbereitungsstufe Filtration ist beim ­Einsatz konventioneller Filtertechnik eine nicht nur technisch aufwendige, sondern auch wartungsintensive Komponente. Zur Standardausrüstung bestehender Schwimmbadanlagen gehören Kiesbettfilter, die in regelmäßigen Abständen automatisch oder manuell rückgespült werden müssen.

Entscheidend sind hierbei die richtigen Zeitintervalle für die Rückspülung. Wird die Rückspülung zu spät durchgeführt, ist möglicherweise bereits der nötige Filtrationsgrad nicht mehr gewährleistet. Ein zu früh vorgenommener Rückspülvorgang verursacht dagegen einen höheren Verbrauch an Wasser, Energie und Dosierchemikalien. Für die Rückspülung werden je nach Größe und Bauart des Filters pro Quadratmeter Filter­fläche etwa 4 bis 6 m³ Füllwasser benötigt. Um diese Füllwassermenge zur Rückspülung bereitstellen zu können, ist ein entsprechend dimensionierter Rohwasserspeicher erfor­derlich.

Schwimmbadwasseraufbereitung mit Membrantechnologie

Der Wasser- und Energieverbrauch wie auch der zeitliche und personelle Überwachungsaufwand lassen sich mit dem Einsatz moderner Aufbereitungsverfahren minimieren. Nachdem die DIN 19643-4 als technisches Regelwerk für die Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser auch die Technologie der Ultrafiltration zulässt, entspricht der Einsatz dieses leistungsfähigen Filtrationsverfahrens den allgemein anerkannten Regeln der Technik.

Die Ultrafiltration ist ein Absorptionsverfahren (Abscheidung), bei dem das Schwimmbadwasser durch Membranmodule strömt. Diese Form der Filtration ist in der Lage, 99,99% der im Wasser vorhandenen Partikel sowie Bakterien, Viren und Parasiten zuverlässig zurückzuhalten. Möglich wird diese hohe Filtrationsleistung durch Kapillar-Membranen, die aus Hohlfasern bestehen. In der von Grünbeck entwickelten Ultrafiltrationsanlage Geno-Ultrafil weisen die Membranöffnungen eine Porengröße von 0,02 µm auf. Die Reinigung der Membranen erfolgt ähnlich wie bei Mehrschichtfiltern durch Rückspülung, allerdings werden dazu erheblich geringere Mengen an Spülwasser benötigt.

Durch die hohe Rückhaltung von Mikroorganismen kann die Umwälzleistung gegenüber einer konventionellen Filteranlage in etwa halbiert werden. Für den Rohwasserspeicher genügt ein kleineres Volumen, da kein Rückspülwasser bevorratet werden muss. Ebenso können Rohrleitungen, Pumpen und Entwässerung kleiner dimensioniert werden. Die Schwimmbadwasseraufbereitung mittels Ultrafiltration beansprucht im Vergleich zu Kiesbettfiltern deutlich weniger Platz. Durch diese kompakte Anlagentechnik ist auch bei Sanierungen eine problemlose Einbringung möglich. Beim Neubau von Schwimmbädern ist für die Aufbereitungstechnik weniger umbauter Raum nötig, zudem ist die statische Belastung im Verhältnis zur Aufstellung von Kiesbettfiltern um ein Vielfaches geringer.

Chlorgeruch beseitigen

Das Verfahren der Ultrafiltration ermöglicht eine zuverlässige Einhaltung der Schwimmbadwasserqualität bei gleichzeitig reduziertem Verbrauch an Wasser und Energie. Auch wenn die Wasserqualität den geltenden Vorgaben entspricht, wird von Badegästen vielfach der typische Hallenbadgeruch beklagt. Nach allgemein herrschender Meinung wird die Ursache in einer zu hohen Chlordosierung vermutet. Doch dieser Chlorgeruch entsteht nicht infolge einer zu starken Chlordesinfektion, sondern weil das zur Desinfektion eingesetzte Chlor bereits verbraucht ist. Chemisch ausgedrückt hat das Chlor durch die in das Badewasser eingebrachten Verunreinigungen abreagiert und liegt als gebundenes Chlor vor. In diesem Fall werden die nach DIN 19643 vorgegebenen Grenzwerte für gebundenes Chlor (Chloramine) überschritten.

Für stark belastete Bäder mit hoher Benutzungsfrequenz ist eine automatische Reduzierung des gebundenen Chlors eine Lösung. Für den Abbau von gebundenem Chlor hat Grünbeck ein Verfahren entwickelt, das die Chloramine durch photochemische Bestrahlung mit UV-Mitteldruckstrahlern ­reduziert. Mit dem montagefertigen Geno-minator kann der Schwimmbadbetreiber die Grenzwerte für gebundenes Chlor einhalten und gleichzeitig die Luftqualität im Bad ­verbessern. Ein Großteil der für die UVDesinfektion benötigten Energie wandelt sich in der Anlage in Wärmeenergie und sorgt damit für die Nacherwärmung des Beckenwassers.

Automatisierte ­Schwimmbad­wasseraufbereitung

Für den Anlagenbetreiber reduziert sich mit modernen Aufbereitungsverfahren der Überwachungsaufwand durch komfortable Steuerungen. Automatische Mess- und Regeleinrichtungen kontrollieren permanent die Schwimmbadwasserqualität auf die Einhaltung der gesetzlich vorgegebenen Grenz­werte. Zu den Wasseraufbereitungssystemen für Schwimmbäder bietet Grünbeck eine Mess- und Regelanlage an, die auch entfernt von der Schwimmbadtechnik installiert werden kann. Um die Betriebskosten zu reduzieren, kann mit dieser Regelanlage außerhalb der Badebetriebszeiten die Aufbereitung im Teillastbetrieb gefahren werden. Sobald die vorgegebenen Sollwerte der Hygieneparameter überschritten werden, schaltet die Mess- und Regelanlage automatisch wieder auf Volllastbetrieb. Der Betriebstechnik-Verantwortliche hat damit außerdem die Möglichkeit, zum Beispiel im Büro oder in einem anderen Gebäudeteil per Fernüberwachung (optional über ein Fernbedienungs-Touchpanel) die Betriebsdaten und -parameter zu kontrollieren.

Fazit

In öffentlichen Schwimmbädern, zu denen auch Bäder in Hotels zählen, muss eine hygienische Wasserqualität permanent sicher­gestellt werden. Für den Anlagenbetreiber bedeutet dies personellen und technischen Aufwand für die laufende Überwachung und Durchführung von Maßnahmen wie der Filterrückspülung. Moderne Aufbereitungsverfahren wie die Membranfiltertechnologie (Ultrafiltration) erreichen eine hohe Filtrationsleistung einschließlich der Zurückhaltung von Mikroorganismen, automatisieren den Überwachungsaufwand und reduzieren den Verbrauch an Frischwasser und Energie.

Wozu Wasser behandeln?

Schwimmbecken ohne Wasserbehandlung werden schnell zu einer Brutstätte für Keime und Bakterien. Naturgemäß verschlechtert sich Wasser durch seine Umgebung:

Wettereinflüsse: Gewitter, Regen und Temperaturschwankungen bilden ideale Bedingungen für das Entstehen von Algen.

Geographische Lage: Je nach Region hat Wasser einen unterschiedlichen Kalk- und Salzgehalt sowie variablen pH-Wert.

Nutzungsrate: Je mehr Schwimmer, desto mehr verschlechtert sich die Wasserqualität.

Filtersystem: Eine leistungsfähige Filterpumpe erlaubt es dem Wasser im Schwimmbecken, sich schneller zu erneuern.

Pflanzen: Sie begünstigen das Aufkommen von Keimen, Bakterien und Insekten.

„Schwimmbecken ­ erfreuen sich immer größerer ­Beliebtheit. Doch die stetige Zunahme bringt auch neue Anforderungen im Bereich der Wasser­hygiene mit sich.“

„Wasser ist Leben. Doch nicht alles was lebt, möchte man im Wasser haben. Für ungetrübte ­Badefreuden ist eine ausgewogene Wasser­pflege des Schwimmbadwassers unerlässlich.“

Begriffsdefinitionen

Für die Anwendung der Verfahrenskombination Ultrafiltration gelten folgende Begriffe:

Dead-End-Modus

Betriebsart, bei der das aufzubereitende Wasser während der Filtrationsphase vollständig und ohne Rezirkulation durch die Membranen filtriert wird

Flux oder Filtratflux

Auf die Membranfläche bezogene, durchgesetzte Menge an Filtrat je Zeiteinheit (z. B. l/(m2 x h))

Fouling

Ablagerungen auf der Membranoberfläche, die durch mikrobiellen Bewuchs (Biofouling) oder durch partikuläre Ablagerungen (Fouling) verursacht werden und zur Verminderung der Wasserdurchlässigkeit der Membranen führen können (Verblockung)

Konservierung

Behandlung der Membranen bei Außerbetriebnahme zur Erhaltung der Gebrauchstauglichkeit bei Wiederinbetriebnahme

Membran

Semipermeable, teils poröse, teils homogene Trennschicht aus organischem oder anorganischem Material mit symmetrischer oder asymmetrischer Struktur

Membranfiltration

Filtration, bei der eine physikalische Trennung dadurch erfolgt, dass mindestens eine Komponente des zu trennenden Gemisches die Membranen nahezu ungehindert passieren kann, während andere Komponenten ganz oder teilweise zurückgehalten werden.

Modul

Anschlussfertige, funktionsfähige Einheit aus einem oder mehreren Membranelementen

Permeabilität

Auf den Transmembrandruck bezogener Filtratflux

Anmerkung: Die Permeabilität ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur.

Spülung

In kurzen Zeitabständen erfolgende Reinigung der Membranen, um die mit der Zeit abnehmende Permeabilität der Membranen wiederherzustellen.

Schutzfilter

Ein der Ultrafiltration vorgeschalteter Filter, der Partikel zurückhält, die die Membranen verstopfen oder beschädigen können.

Transmembrandruck

Über der Membran wirkender Differenzdruck. Er errechnet sich als Differenz der Drücke zwischen der Rohwasser- und der Filtratseite.

Ultrafiltration

Membranfiltrationsverfahren mit einer Porengröße der Membran im Bereich < 0,05 µm, um höhermolekular gelöste, suspendierte bzw. emulgierte Komponenten zurückzuhalten.

Mehrschichtfilteranlage versus Ultrafiltration

Beispiel:

Mehrschichtfilter für Freizeitbad mit Nichtschwimmerbecken und Whirlpool

Becken:

4x Filter BWK 1200 à 3,8 t 15,2 t

Schwallwasserbehälter 14,0 t

Schlammwasserbehälter 7,5 t

Gewicht 36,7 t

Whirlpool:

3x Filter BWK 1200 11,4 t

Schwallwasserbehälter 7,5 t

Schlammwasserbehälter 7,5 t

Gewicht 26,4 t

Gesamtgewicht 63,1 t

Platzbedarf ca. 200 m²

Beispiel:

Ultrafiltration für Freizeitbad mit Nichtschwimmerbecken und ­Whirlpool

Becken:

Ultrafiltration 52 m³/h 1,8 t

Schwallwasserbehälter 8,0 t

Schlammwasserbehälter 4,0 t

Gewicht 13,8 t

Whirlpool:

Ultrafiltration 42 m³/h 1,5 t

Schwallwasserbehälter 6,0 t

Gewicht 7,5 t

Gesamtgewicht 21,3 t

Platzbedarf ca. 100 m²

Aufbereitungsverfahren mit Membrantechnologie

Das Badewasser fließt von der Überlaufrinne in einen vorgeschalteten Rohwasserspeicher und wird von dort über eine drehzahlgeregelte Umwälzpumpe zunächst über einen Vorfilter und anschließend durch die Membranmodule gedrückt. Vor der Umwälzpumpe erfolgt eine Zudosierung von Flockungsmittel, sodass auf der Membrane grobe Verunreinigungen ausgefiltert werden können. Nach der Ultrafiltration wird das Wasser erwärmt, der pH-Wert auf den Sollwert eingestellt und das Filtrat zur Desinfektion mit Chlor versetzt, um die nach DIN 19643 geforderten Werte zu erreichen.

Über das Einströmsystem des Beckens wird das aufbereitete Wasser wieder dem Schwimmbecken zugeführt. In der Schwimmbadtechnik wird die Ultrafiltration als Dead-End-Filtration beschrieben: Das Wasser, das die Ultrafiltrationsanlage verlässt, ist absolut keimfrei, enthält aber noch gelöste Stoffe wie etwa Salze. Die Spülung der Ultrafiltrationsmembranen erfolgt vollautomatisch in regelmäßigen Zeitabständen. Für die Rückspülung werden nur geringe Mengen an Spülwasser benötigt, sodass kein Rückspülwasser bevorratet werden muss.

Die Membranen der von Grünbeck entwickelten Ultrafiltrationsanlage Geno-Ultrafil werden aus PVDF gefertigt und weisen dadurch eine hohe mechanische Festigkeit sowie chemische Beständigkeit auf. Die Abreinigung der Membranen erfolgt von innen nach außen mit Luft und Wasser (Dreiphasenreinigung), wodurch der Spülwasserverbrauch gering und die Rückspülzeiten kurz sind.

Durch den modularen Aufbau des Membran- und Pumpenracks ist es möglich, die Aufbereitungsanlagen entsprechend der benötigten Umwälzleistung beliebig zu erweitern. Dies ermöglicht für jede Beckengröße eine unkomplizierte Anlagenplanung. Die Montage wird durch vormontierte Modulracks vereinfacht.

Jürgen Weißenburger ist bei Grünbeck Wasseraufbereitung für den Geschäfts­bereich Schwimmbadtechnik ­zuständig. 89420 Höchstädt, Telefon (0 90 74) 41-0, Telefax (0 90 74) 41-1 00 https://www.gruenbeck.de/