DE102014216499A1

DE102014216499A1 - Process and equipment for the treatment of swimming pool water and swimming pool with appropriate facility

Info

Publication number: DE102014216499A1
Application number: DE102014216499.0A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Johann
Original assignee: BWT AG
Current assignee: BWT Holding GmbH
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2016-02-25
Also published as: WO2016026646A1

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Behandlung von gechlortem Schwimmbeckenwasser, bei dem das zu behandelnde Schwimmbeckenwasser einem Schwimmbecken entnommen, mittels eines Ionenaustauschers enthärtet und mindestens teilweise wieder in das Becken eingespeist wird. Des Weiteren werden eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein Schwimmbad mit einer solchen Anlage beschrieben.A method is described for the treatment of chlorinated swimming pool water in which the swimming pool water to be treated is taken from a pool, softened by means of an ion exchanger and at least partially fed back into the pool. Furthermore, a system for carrying out such a method and a swimming pool are described with such a system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Behandlung von Schwimmbeckenwasser. Des Weiteren wird ein mit einer solchen Anlage ausgestattetes Schwimmbad beschrieben. The present invention relates to a method and a system for the treatment of swimming pool water. Furthermore, a swimming pool equipped with such a system is described.

Bereits seit Jahrzehnten wird Chlor zur Desinfektion von Wasser, insbesondere im Bereich von Schwimmbädern, eingesetzt. In aller Regel wird das Chlor dem Wasser in einer Aufbereitungsanlage, die verschiedene Reinigungs- und Filterstufen umfassen kann, zugesetzt. Chlorine has been used for decades to disinfect water, especially in the area of swimming pools. As a rule, the chlorine is added to the water in a treatment plant, which may comprise various purification and filtration stages.

Bekanntlich dient das Chlor der Desinfektion von Schwimmbeckenwasser. Schwimmbäder werden in aller Regel mit Leitungswasser betrieben. Eine Verkeimung ist allein in Folge des Kontakts mit menschlicher Haut unvermeidbar und wird durch erhöhte Wassertemperaturen gefördert. Ein technisches Regelwerk für die Chlorung von Schwimmbeckenwasser bietet die DIN 19643 , der zufolge Schwimmbadwasser in einem pH-Bereich zwischen 6,5 und 7,6 gehalten werden sollte. Der Grund hierfür liegt darin, dass Chlor in Wasser hydrolysiert und in dem genannten Bereich mehrheitlich als hypochlorige Säure (HOCl) vorliegt, die eine besonders gute Desinfektionswirkung aufweist. As is known, the chlorine is used for the disinfection of swimming pool water. Swimming pools are usually operated with tap water. Germinating is unavoidable solely as a result of contact with human skin and is promoted by elevated water temperatures. A technical rule for the chlorination of swimming pool water offers the DIN 19643 according to which swimming pool water should be kept in a pH range between 6.5 and 7.6. The reason for this is that chlorine is hydrolyzed in water and is present in the said range in the majority as hypochlorous acid (HOCl), which has a particularly good disinfecting effect.

In aller Regel bedarf es einer permanenten Regelung, um den pH-Wert von Schwimmbeckenwasser in dem genannten Bereich zu halten. In Folge der relativ hohen Temperaturen von Schwimmbeckenwasser kommt es fortlaufend zum Ausgasen von Kohlensäure. In der Folge steigt der pH-Wert des Schwimmbeckenwassers auf Werte > 8, bei denen der Anteil an hypochloriger Säure im Schwimmbeckenwasser stark abfällt. Zudem kommt es bei diesen pH-Werten leicht zur Abscheidung von Kalkablagerungen an allen in Kontakt mit dem Wasser stehenden festen Einrichtungen des Schwimmbads. As a rule, permanent regulation is required to maintain the pH of swimming pool water within the stated range. Due to the relatively high temperatures of swimming pool water, there is a continuous outgassing of carbon dioxide. As a result, the pH of the pool water rises to values> 8, at which the hypochlorous acid content in the pool water drops sharply. In addition, at these pH values, it is easy for calcium deposits to be deposited on all solid pool equipment in contact with the water.

Dies erfordert eine aufwändige Regelung des pH-Werts. Einem Anstieg des pH-Werts über die genannte Obergrenze hinaus muss durch Zugabe meist anorganischer Säuren wie Salzsäure (HCl) oder Schwefelsäure (H₂SO₄) entgegengewirkt werden, was allerdings die Ionenfracht des zu chlorenden Wassers unerwünschterweise erhöht. Zudem ist der mit der pH-Wert-Regelung verbundene Aufwand oftmals beträchtlich. This requires a complicated control of the pH. An increase in the pH above said upper limit must be counteracted by adding mostly inorganic acids such as hydrochloric acid (HCl) or sulfuric acid (H ₂ SO ₄ ), which, however, undesirably increases the ionic load of the water to be chlorinated. In addition, the effort associated with pH control is often considerable.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Lösungen bereitzustellen, um den genannten Problemen besser entgegenzuwirken. It is an object of the present invention to provide solutions to better counteract the problems mentioned.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 angegeben. Darüber hinaus sind auch die Anlage gemäß Anspruch 8 und das Schwimmbad gemäß Anspruch 10 von der vorliegenden Erfindung umfasst. Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist im abhängigen Anspruch 9 angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht. This object is achieved by the method having the features of claim 1. Preferred embodiments of the method according to the invention are specified in the dependent claims 2 to 7. In addition, the system according to claim 8 and the swimming pool according to claim 10 are also included in the present invention. A preferred embodiment of the system according to the invention is specified in the dependent claim 9. The wording of all claims is hereby incorporated by reference into the content of this specification.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zur Behandlung von Schwimmbeckenwasser und zeichnet sich dadurch aus, dass das zu behandelnde Schwimmbeckenwasser einem Schwimmbecken entnommen, mittels eines Ionenaustauschers enthärtet und mindestens teilweise, in bevorzugten Ausführungsformen vollständig, wieder in das Becken eingespeist wird. In der Regel handelt es sich bei dem Schwimmbeckenwasser um gechlortes Schwimmbeckenwasser. The method according to the invention is a method for the treatment of swimming pool water and is characterized in that the pool water to be treated is taken from a swimming pool, softened by means of an ion exchanger and at least partially, in preferred embodiments, completely fed back into the basin. As a rule, the pool water is chlorinated pool water.

Eine Enthärtung von Schwimmbeckenwasser ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt. Ungeachtet dessen hat diese einfache Maßnahme große Vorteile. Die erwähnten Probleme mit Kalkablagerungen können selbst bei hohen pH-Werten nicht mehr auftreten. Darüber hinaus bewirkt das enthärtete Wasser auf der Haut von Badenden und Schwimmern einen „Wohlfühleffekt“, vergleichbar dem einer Dusche mit Weichwasser. Softening of pool water is not known in the art. Regardless, this simple measure has great advantages. The mentioned problems with calcium deposits can not occur even at high pH values. In addition, the softened water on the skin of bathers and swimmers causes a "feel good", comparable to a shower with soft water.

Es ist bevorzugt, dass das entnommene Schwimmbeckenwasser in zwei Ströme unterteilt wird, von denen der erste mittels eines Filters gereinigt und der zweite mittels des erwähnten Ionenaustauschers enthärtet wird. In aller Regel liegt das Volumenverhältnis vom ersten zum zweiten Strom > 2, bevorzugt > 5, besonders bevorzugt > 10. It is preferred that the withdrawn pool water is subdivided into two streams, the first of which is cleaned by means of a filter and the second is softened by means of the mentioned ion exchanger. As a rule, the volume ratio of the first to the second stream is> 2, preferably> 5, particularly preferably> 10.

Der Filter kann beispielsweise einen Aktivkohlefilter umfassen. Er dient primär dazu, partikuläre Verunreinigungen und Schwebstoffe abzutrennen. Der Ionenaustauscher entfernt dagegen vor allem die Härtebildner Calcium und Magnesium. The filter may include, for example, an activated carbon filter. It serves primarily to separate particulate impurities and suspended matter. The ion exchanger, on the other hand, primarily removes the hardness formers calcium and magnesium.

Bei dem Ionenaustauscher handelt es sich bevorzugt um einen anorganischen Ionenaustauscher, insbesondere einen anorganischen, in der Natriumform oder in der Kaliumform betriebenen Ionenaustauscher. Das bedeutet, die erwähnten Härtebildner werden bevorzugt durch Natriumionen ersetzt. The ion exchanger is preferably an inorganic ion exchanger, in particular an inorganic ion exchanger operated in the sodium form or in the potassium form. This means that the mentioned hardeners are preferably replaced by sodium ions.

Die Verwendung eines anorganischen Ionenaustauschers ist insoweit vorteilhaft, als dieser gegenüber Chlor vergleichsweise chemisch inert ist. Im Trinkwasserbereich werden zur Wasserenthärtung üblicherweise organische Ionenaustauscherharze eingesetzt, beispielsweise mit Divinylbenzol quervernetzte Polystyrolharze. Diese werden durch freies Chlor angegriffen, wobei sich sogenanntes „gebundenes Chlor“ bildet, beispielsweise Mono-, Di- und Trichloramine. Eine Bildung derartiger Verbindungen ist jedoch unerwünscht, da sie zu starken Geruchsbelästigungen führen können und darüber hinaus teilweise auch gesundheitsschädlich sind. The use of an inorganic ion exchanger is advantageous insofar as it is comparatively chemically inert to chlorine. In the drinking water sector, organic ion exchange resins are usually used for water softening, for example polystyrene resins crosslinked with divinylbenzene. These are attacked by free chlorine, whereby so-called " bound chlorine "forms, for example mono-, di- and trichloramines. However, a formation of such compounds is undesirable because they can lead to strong odor nuisance and in addition are also harmful to health.

Besonders bevorzugt werden als anorganische Ionenaustauscher Zeolithe eingesetzt. Bei Zeolithen handelt es sich bekanntlich um Alumosilikate mit einer mikroporösen Gerüststruktur aus AlO₄₋− und SiO₄−Tetraedern. Dabei sind die Aluminium- und Silicium-Atome untereinander durch Sauerstoffatome verbunden. Geeignet sind beispielsweise Zeolithe, wie sie Waschmitteln zur Wasserenthärtung zugesetzt werden. Diese weisen bevorzugt Silizium- und Aluminiumatome im Verhältnis 1:1 auf. Geeignet sind aber insbesondere auch Zeolithe, die einen hohen Siliciumanteil (Verhältnis Silizium- zu Aluminiumatome > 1) aufweisen. Zeolithe sind gegenüber Chlorreagenzien bei Raumtemperatur weitestgehend unempfindlich, selbst bei hohen Chlorkonzentrationen von > 50 ppm. Particular preference is given to using zeolites as inorganic ion exchangers. Zeolites are known to be aluminosilicates with a microporous framework structure of AlO ₄ and SiO ₄ tetrahedra. The aluminum and silicon atoms are interconnected by oxygen atoms. Suitable zeolites, for example, are added to detergents for water softening. These preferably have silicon and aluminum atoms in a ratio of 1: 1. However, zeolites which have a high silicon content (ratio silicon to aluminum atoms> 1) are also particularly suitable. Zeolites are largely insensitive to chlorine reagents at room temperature, even at high chlorine concentrations of> 50 ppm.

Es ist bevorzugt, dass dem entnommenen Schwimmbeckenwasser Chlor zugesetzt wird, bevor es wieder in das Becken eingespeist wird. Die Konzentration an in Schwimmbeckenwasser enthaltenem Chlor sinkt im Grunde permanent, da Chlor zum einen mit Verunreinigungen abreagiert, zum anderen aber auch durch Verdunstung verlustig geht. Um die Chlorkonzentration auf einem gewünschten Level zu halten, kann es deshalb erforderlich sein, dem Schwimmbeckenwasser kontinuierlich oder bei Bedarf Chlor zuzusetzen. Dies lässt sich besonders einfach realisieren, indem das Chlor dem ersten und/oder zweiten Wasserstrom zugesetzt wird, idealerweise natürlich nachdem das Wasser den Ionenaustauscher und/oder den erwähnten Filter passiert hat. It is preferred that chlorine be added to the withdrawn pool water before it is fed back into the basin. The concentration of chlorine contained in swimming pool water basically sinks permanently because chlorine reacts with impurities on the one hand, but also loses its way through evaporation on the other hand. Therefore, to keep the chlorine concentration at a desired level, it may be necessary to add chlorine to the pool water continuously or as needed. This can be realized particularly simply by adding the chlorine to the first and / or second water stream, ideally, of course, after the water has passed through the ion exchanger and / or the mentioned filter.

Die Konzentration an hypochloriger Säure wird im Schwimmbeckenwasser in bevorzugten Ausführungsformen zwischen 0,3 ppm und 0,5 ppm gehalten. The concentration of hypochlorous acid in the pool water is maintained in preferred embodiments between 0.3 ppm and 0.5 ppm.

Das Chlor kann in das Wasser gasförmig eingeleitet oder alternativ dem Wasser in Form einer als Feststoff oder gelöst vorliegenden Chlorverbindung zugesetzt werden. Als Beispiel für einen Feststoff kann Chlorisocyanursäure dienen. Als Beispiel einer gelösten Chlorverbindung kommt eine wässrige Natriumhypochlorit-Lösung in Frage. The chlorine may be gaseous introduced into the water or, alternatively, added to the water in the form of a chlorine compound present as a solid or dissolved. As an example of a solid, chloroisocyanuric acid can be used. An example of a dissolved chlorine compound is an aqueous sodium hypochlorite solution.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es besonders bevorzugt sein, den pH-Wert des Schwimmbeckenwassers auf einen Wert > 7,6, bevorzugt auf einen Wert zwischen 7,6 und 8,5, einzustellen. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn dem Schwimmbeckenwasser ein Bromid zugesetzt ist oder wird. In diesem Fall kommt es nämlich auf das Vorhandensein bzw. die Konzentration von hypochloriger Säure nicht mehr an. Im Schwimmbeckenwasser enthaltenes oder dem Schwimmbeckenwasser zugesetztes Chlor reagiert nämlich sofort mit dem Bromid ab, das zu Brom oxidiert wird, das seinerseits eine stark desinfizierende Wirkung hat. According to the method of the invention, it may be particularly preferable to adjust the pH of the pool water to a value> 7.6, preferably to a value between 7.6 and 8.5. This may be advantageous, in particular, when a bromide is or is added to the pool water. In this case, the presence or concentration of hypochlorous acid no longer matters. Namely, chlorine contained in the pool water or added to the swimming pool water reacts immediately with the bromide, which is oxidized to bromine, which in turn has a strong disinfecting effect.

Analog zu Chlor hydrolisiert auch Brom in Wasser, wobei sich hypobromige Säure (HOBr) bildet. Hypobromige Säure ist bei pH-Werten > 7,6 deutlich stabiler als hypochlorige Säure, weshalb die genannten vergleichsweise hohen pH-Werte keine negativen Auswirkungen auf die Desinfektionswirkung haben. Like chlorine, bromine hydrolyzes in water to form hypobromous acid (HOBr). Hypobromous acid is significantly more stable than hypochlorous acid at pH values> 7.6, which is why the comparatively high pH values mentioned have no negative effects on the disinfecting effect.

Bei dem Bromid handelt es sich bevorzugt um ein Alkalibromid, besonders bevorzugt um Lithiumbromid. The bromide is preferably an alkali bromide, more preferably lithium bromide.

Die Konzentration des Bromids im Schwimmbeckenwasser wird bevorzugt auf einen Wert zwischen 10 ppm und 50 ppm eingestellt. The concentration of bromide in the pool water is preferably set to a value between 10 ppm and 50 ppm.

Die erfindungsgemäße Anlage dient zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens und zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass sie einen Ionenaustauscher umfasst, dessen Ein- und Ausgang an ein Schwimmbecken gekoppelt sind. The plant according to the invention serves to carry out the method described and is characterized inter alia by the fact that it comprises an ion exchanger whose input and output are coupled to a swimming pool.

Bevorzugt umfasst die Anlage einen Filter, vorzugsweise einen zu dem Ionenaustauscher parallel geschalteten Filter. Alternativ oder zusätzlich kann die Anlage eine Einrichtung zum Einbringen von Chlor in das Schwimmbeckenwasser umfassen. Preferably, the system comprises a filter, preferably a filter connected in parallel with the ion exchanger. Alternatively or additionally, the system may include means for introducing chlorine into the pool water.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage können Schwimmbäder nachträglich ausgestattet werden. Natürlich ist es aber bevorzugt, wenn die Anlage bereits beim Bau von Schwimmbädern konzeptionell berücksichtigt wird. With the system according to the invention swimming pools can be retrofitted. Of course, it is preferable if the system is already considered conceptually in the construction of swimming pools.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung und den Unteransprüchen. Die beschriebene Ausführungsform dient zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung und ist in keiner Weise einschränkend zu verstehen. Further features of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment in conjunction with the drawings and the dependent claims. The described embodiment serves to explain and to better understand the invention and is in no way limiting.

Bei der Darstellung in 1 handelt es sich um ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Schwimmbads mit einem Schwimmbecken und einer erfindungsgemäßen Anlage. When displayed in 1 it is a flow chart of a swimming pool according to the invention with a swimming pool and a system according to the invention.

Mittels einer Pumpe 1 wird Schwimmbeckenwasser über die Leitung 21 aus dem Schwimmbecken 2 entnommen. Das entnommene Wasser wird in einen Teilstrom 10 und einen Teilstrom 11 aufgeteilt. Der Teilstrom 10 wird durch den Filter 5 geleitet, der Teilstrom 11 durch den Enthärter 6. Die austretenden Wasserströme 12 und 13 werden wieder vereinigt und über die Leitung 20 in das Schwimmbecken 2 rücküberführt. By means of a pump 1 Pool water gets over the pipe 21 from the swimming pool 2 taken. The withdrawn water becomes a partial flow 10 and a partial flow 11 divided up. The partial flow 10 is through the filter 5 directed, the partial flow 11 through the softener 6 , The leaking streams of water 12 and 13 will be back united and over the line 20 in the pool 2 transferred back.

Im Enthärter 6 befindet sich ein Zeolith. Dieser kann mit im Behältnis 16 enthaltener Salzlösung regeneriert werden (Einspeisung der Sole über das Ventil 17, Abführung über das Ventil 15. In the softener 6 there is a zeolite. This can with in the container 16 saline solution to be regenerated (feeding the brine through the valve 17 , Discharge via the valve 15 ,

Wasserverluste, beispielsweise durch Verdunstung oder in Folge von Rückspülungen, können mit enthärtetem Wasser ausgeglichen werden. Hierzu kann Rohwasser 7 über das Ventil 14 und den Enthärter 6 in das Schwimmbecken 2 eingespeist werden. Water losses, for example due to evaporation or as a result of backwashing, can be compensated with softened water. This can be raw water 7 over the valve 14 and the softener 6 in the pool 2 be fed.

Vor dem Wiedereintritt des enthärteten Wassers in das Schwimmbecken kann das Wasser mit Chlor versetzt werden. Hierzu kann Chlor aus der Chlorquelle 18 über das Ventil 19 dem Wasser zugesetzt werden. Before re-entry of softened water into the swimming pool, chlorine may be added to the water. For this purpose, chlorine from the chlorine source 18 over the valve 19 be added to the water.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN 19643 [0003]

Claims

A process for the treatment of swimming pool water, wherein the pool water to be treated is taken from a swimming pool, softened by means of an ion exchanger and at least partially fed back into the pool.

A method according to claim 1, characterized in that the withdrawn swimming pool water is divided into two streams, of which the first is cleaned by means of a filter and the second is softened by means of the ion exchanger.

Process according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the ion exchanger is an inorganic ion exchanger, in particular an inorganic ion exchanger operated in the sodium form or in the potassium form.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the withdrawn swimming pool water chlorine is added before it is fed back into the basin.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the swimming pool water is adjusted in the swimming pool to a pH value between 7.6 and 8.5.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the swimming pool water contains a bromide, in particular an alkali bromide, particularly preferably lithium bromide.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the bromide is contained in the swimming pool water in a concentration between 10 ppm and 50 ppm.

Plant for carrying out a method according to one of the preceding claims, comprising an ion exchanger whose input and output are coupled to a swimming pool.

Plant according to claim 8, comprising at least one of the following components: A filter, preferably a filter connected in parallel with the ion exchanger, - a device for introducing chlorine into the water.

Swimming pool comprising a swimming pool and a system according to one of claims 8 or 9.