Aufbereitung von Schwimmbadwasser – Keine Lösung von der Stange

Schwimmen ist gesund. Neben dem Trainingseffekt für das Herz-Kreislaufsystem sind die positiven Wirkungen des Schwimmens auf die Funktionsfähigkeit der Skelettmuskulatur, der Gelenke und der Wirbelsäule hervorzuheben.

Die Bewegungsabläufe im Wasser können nahezu schwerelos, also ohne Belastung für die Gelenke durchgeführt werden. So ist es nicht verwunderlich, dass immer mehr Hoteliers ihren Well­nessbereich mit einem Pool aufrüsten. Auch der Wunsch nach einem Schwimmbad in den eigenen vier Wänden nimmt zu.

Sauber durch Überlaufrinne
Unabhängig davon ob es sich um ein öffentlich genutztes (z.B. Hotelbad, kommunales Schwimmbad, etc.) oder ausschließlich privat genutztes Schwimmbad handelt, müssen bestimmte An­forderungen an das Wasser und an die Aufbereitung eingehalten werden. Min­dest­an­forde­run­gen oder Empfehlungen werden meistens in technischen Regelwerken festgehalten. Bei öffentlich genutzten Schwimmbädern orientiert man sich an der DIN 19643 [1]. Für privat genutzte Schwimmbäder hat der Bundesverband „Schwimm­bad und Wellness“, kurz bsw, die Richtlinie „Planung der Wasseraufbereitung für Privatschwimmbäder“ herausgegeben.
In beiden Regelwerken werden die notwendigen Verfahrensschritte für die Aufbereitung hinsichtlich ihrer Auslegung beschrieben. Eine wesentliche Rolle spielt die Abführung des abgebadeten Wassers. Beim Benutzen des Schwimmbades werden Belastungsstoffe von unterschiedlicher Zusammensetzung und Größe in das Becken eingetragen. Der Eintrag erfolgt durch den Badegast selbst und durch die Umgebung z.B. Gräser, Staub etc. Der größte Teil dieser Stoffe befindet sich im oberflächennahen Bereich des Beckens. Deshalb sollte dieses Wasser so schnell als möglich der Aufbereitungsanlage zugeführt werden. Das kann durch eine ringsumlaufende Überflutungsrinne erfolgen. Das abgebadete Wasser fließt in diese Rinne und wird darin drucklos abgeführt. Damit werden alle Beckenbereiche gleichermaßen und wirkungsvoll be­rücksichtigt. Aus diesem Grund ist bei öffentlichen Bädern eine zu hundert Prozent umlaufende Rinne erforderlich.

Skimmer bringt Nachteile
Dem gegenüber steht das System der Oberflächenabsaugung (Skimmertechnik) an einer oder wenigen Stellen des Beckens. In der Beckenwand befindet sich dafür ein Einbauteil mit einem beweglichen Wehr. An dieser Stelle wird das Wasser direkt abgesaugt und der Anlage zugeführt. Gegenüber der Überflutungsrinne wird das Wasser nur an wenigen Stellen abgeführt, so dass es eine längere Zeit dauert, bis alle Bereiche des Beckens erfasst werden.

Zudem liegt der Wasserspiegel aufgrund des Einbauteiles in der Beckenwand unterhalb vom Beckenumgang, was für manchen Bauherrn eventuell einen optischen Nachteil darstellen kann. Im Gegensatz zum Skimmersystem ist für das System mit Überflutungsrinne ein Wasserspeicher zur Zwischenspeicherung des ablaufenden Wassers erforderlich. Zusätzlich sind das verdrängte Wasser durch Badegäste und das durch Wellen erzeugte Wasservolumen zu berücksichtigen. Denn schließlich soll ja das Becken nicht halb leer sein, wenn alle Badenden wieder aus dem Wasser gegangen sind. Wenn die Filterspülung aus dem Wasserspeicher erfolgen soll, ist diese Wassermenge bei der Auswahl der Größe des Wasserspeichers ebenfalls zu berücksichtigen.

Das Herz der Anlage
Die Pumpe in der Badewasseraufbereitung ist in der Funktion einem Herzen gleichzusetzen. Die Pumpe muss eine bestimmte Menge an Wasser pro Stunde fördern und gleichzeitig Widerstände überwinden. Um die Pumpe richtig auslegen zu können, müssen deshalb die anlagenspezifischen Widerstände sowie die geodätische Höhe bekannt sein. Um die Pumpe vor größeren Schmutzpartikeln zu schützen, sollte ein ausreichend bemessenes Vorsieb installiert werden. Für einen sicheren Betrieb empfiehlt es sich, bei der Werkstoffauswahl sorgfältig vorzugehen. Bewährt haben sich vor allem Pumpengehäuse und Pumpenlaufräder aus Bronze oder hochwertigen Rotgusslegierungen. Diese sind sowohl chemisch als auch mechanisch sehr beständig.
Vom Flocken und Filtern
Im Wasser können sich feinste, kaum oder nicht sichtbare Schmutz­teilchen befinden. Aufgrund ihrer sehr geringen Größe können diese durch den Filter unter Umstän­den hindurchgehen. Um das zu vermeiden, werden mit Hilfe eines Flockungsmittels, welches vor der Filteranlage zugegeben wird, feinste Schmutzteilchen und Trübstoffe in größere, filtrierbare Partikel überführt und im Filter sicher zurückgehalten.

Für das öffent­liche Schwimmbad ist eine Flockungsdosierung entsprechend der technischen Norm vorgeschrieben. Im privat genutzten Schwimmbecken dagegen ist aufgrund der geringeren Belastung des Beckens eine Flockung nicht erforderlich und sollte nur im Aus­nahmefall eingesetzt werden. Einer der wichtigsten Verfahrensschritte bei der Badewasseraufbereitung ist die Filtration. Damit später die Anforderungen an das Wasser dauerhaft eingehalten werden, sind die Wahl des Filtermaterials und die hydraulische Konstruk­-­tion des Filters maßgebend. In der DIN 19643 wird bezüglich der Mehrschichtfiltration das Filtermaterial Anthrazit aufgeführt. Wichtig dabei zu wissen ist, dass es zwei verschiedene Arten von Anthrazit gibt. Zu unterscheiden sind die Filtermateria­lien Hydroanthrazit H und Hydroanthrazit N. Lediglich Hydroanthrazit H besitzt die Eigenschaften, ähnlich wie ­Aktivkornkohle, das gebundene Chlor und THM (Trihalogenmethan) zu reduzieren. Hydroanthrazit N hingegen besitzt diese Eigenschaften nicht. Die Wirkung von Hydroanthrazit N entspricht der einer reinen Sandfiltration.

Sauber durch spülen
Um die Filtrationswirkung dauerhaft sicherzustellen, muss der Filter zweimal wöchentlich gespült werden. Bei der Filterspülung wird die Fließrichtung des Wassers im Filter umgekehrt. Das Wasser durchströmt den Filter dabei von unten nach oben. Aufgrund der Aufwärtsströmung werden die oberen Filterschichten ausgedehnt – auch Fluidisierung genannt. Die Schmutzstoffe werden mit der Aufwärtsströmung über die obere Wasserverteilung ausgetragen und in den Kanal abgeführt. Hierbei sind Spülgeschwindigkeiten von mind. 50 m/h – je nach Filtermaterialkombination – unerlässlich, um die Schmutz- und Belastungsstoffe sicher auszutragen.

Damit bei diesen Spülgeschwindigkeiten kein Austrag an Filtermaterial erfolgt, ist dem inneren Aufbau eines Filters, strömungstechnisch besondere Beachtung zu schenken. Dass Filter nicht gleich Filter ist, zeigt der besondere innere Aufbau der Ospa-Mehrschicht­filter mit der speziellen Diffusortechnik. Für die optimale Filtra­tion und Filterspülung ist die Innenhydraulik, also die Art und Weise wie das Wasser durch die Filterschichten geführt wird, entscheidend. Für Filteranlagen in privat genutzten Schwimmbädern gilt generell dasselbe. Die Ansprüche der Kunden an die Wasserqualität sind meist jedoch noch höher, sodass als Filtermaterial z.B. Aktivkohle eingesetzt wird. Die Aktivkohlefilterschicht entfernt das gebundene Chlor und andere organische Wasserinhaltsstoffe aufgrund der sehr großen inneren Oberfläche besonders effektiv.

Bakterien killen
Aber allein mit einem guten Filter ist es noch nicht getan. Im Wasser können sich auch Bakterien befinden, denen man mit einer Desinfektion zu Leibe rücken muss.

Unter Desinfektion versteht man die Abtötung von Krankheitserregern. Damit ein Desinfektionsmittel zuverlässig und sicher wirkt, muss es gleichermaßen gegen­über Viren, Bakterien, Pilzen und Parasiten wirksam sein. Zudem sollte das Desinfektionsmittel sehr schnell reagieren, eine anhaltende Wirkung (Depotwirkung) haben, sowie einfach und schnell analytisch nachzuweisen sein. Berücksichtigt man alle diese Anforderungen, gibt es nur ein einziges zuverlässiges und geeignetes Desinfektionsmittel: das anorganische Chlor. Nur dies ist für öffentliche Schwimmbäder zugelassen und wird auch für privat genutzte Schwimmbäder empfohlen. Das Desinfektionsmittel kann in gasförmiger, flüssiger oder in fester Form bereitgestellt werden. Unterschiedliche Vor- und Nachteile hinsichtlich der Handhabung, Lagerung, Transport, Einfluss auf den pH-Wert, etc. sind bei der Auswahl zu beachten. Der sichere, einfache und wirtschaft­liche Betrieb sollte dabei im Vordergrund stehen.

Redox im Auge halten
Als besonderes Verfahren zur Herstellung des Desinfektionsmittels vor Ort, eignet sich die Ospa-Chlor­­ozonanlage. Das besondere Merkmal dieser Anlage ist, dass aus natürlichem, reinem Kochsalz (Natriumchlorid) das erforderliche Desinfektionsmittel in einer Mem­branelektrolysezelle produziert wird. Dabei findet keine Lagerung von gasförmigen, flüssigen oder festen Chlorprodukten statt. Es wird lediglich die Menge hergestellt, die augenblicklich benötigt wird. Für den Betreiber bedeutet dies einen einfachen und sicheren Umgang bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit. Aufgrund einer besonderen Konstruktionsweise wirkt dieses Verfahren je nach Anforderung der Regelanlage pH-senkend, neutral oder pH-hebend, was den Einsatz an pH-Wasserpflegemittel reduziert. Neben den Vorzügen für den Betreiber, zeichnet sich diese Anlage zudem durch eine einfache Installation aus. Im Rahmen der Desinfektion spielt auch das Redox-Potenzial ­eine wesentliche Rolle. Eine Erklärung zu diesem Begriff: Das Redox-Potenzial ist ­eine elektrochemische Spannung und zeigt das Verhältnis der reduzierenden Substanz (organische Belastungsstoffe) zur oxidierenden Substanz (z.B. freies Chlor) an. Das Redox-Potenzial wird in mV angegeben. Die Messung erfolgt über eine Elektrode. Ein hoher Messwert, beispielsweise 750 mV oder mehr, zeigt, dass der oxidierenden Substanz nur wenig reduzierende Substanz gegenübersteht. Somit weiß der Betreiber auch, dass die in den Richtlinien geforderte hohe Keimtötungsgeschwindigkeit erreicht wird. Das Redox-Potenzial offenbart also, wenn irgend etwas in der Aufbereitungsanlage – sei es wegen eines nicht nachgefüllten Dosierbehälters oder einer nicht gespülten Filteranlage – nicht richtig funktioniert.

Schwimmen ohne rote ­Augen
Für die Badewasseraufbereitung ist auch der pH-Wert von großer Bedeutung. Es handelt sich dabei um eine Messzahl, die über saure, neutrale oder alkalische Reaktion einer Lösung Auskunft gibt. Dazu ein Vergleich: Die Oberfläche der menschlichen Haut hat einen pH-Wert von ca. 5,5. Die Tränenflüssigkeit ca. 7,0 bis 7,5. Demnach wäre ein saures Wasser mit beispielsweise pH 5,5 zwar recht hautverträglich, würde aber sicher Augenbrennen verursachen. Nach den Richtlinien darf der pH-Wert von Schwimmbeckenwasser zwischen minimal 6,5 und maximal 7,6 liegen. Ein pH-Wert von 6 beispielsweise ist zehnmal saurer als der Neutralwert pH 7. Ein Wasser mit pH 6,5 ist bereits fünfmal saurer als eines im Neutralbereich. Der pH-Wert hat außerdem Einfluss auf das korrosions-chemische Verhalten und die Wirkung des dosierten Chlors sowie auf den Ablauf der Flockung. ­Eine Kontrolle geschieht am besten automatisch, wozu es Mess-, Regel- und Dosiergeräte gibt. Deshalb müssen bei der richtigen Einstellung des pH-Wertes verschiedene Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Ob und wie viel an Säure (pH-Senker) oder Lauge (pH-Heber) zur pH-Wert Einstellung zugegeben werden muss, richtet sich z.B. nach der Säurekapazität des Wassers (Karbonathärte), Art des verwendeten Desinfektionsverfahrens und der Belastung des Beckens.

Jede Anlage ist ein Unikat
Nach erfolgter Zugabe des Desinfektionsmittels und Einstellung des pH-Wertes muss dieses nunmehr aufbereitete Reinwasser schnell und gleichmäßig in das Schwimmbecken eingebracht werden. Damit eine schnelle und gute Durchmischung erreicht wird, müssen die Einströmungen in ausreichender Zahl und Größe eingebaut werden. Die Einströmungen sind entweder in den Beckenwänden (horizontale Einströmung) oder im Beckenboden (vertikale Beckeneinströmung) angeordnet. Die Realisierung der Badewassertechnik sollte unbedingt aufgrund einer projektspezifischen Planung mit den dazu erforderlichen Projektierungsplänen erfolgen. Dazu gehören in jedem Fall die Installationsschemen, Beckendraufsichten mit Anordnung der Einbauteile für Attraktionen (Einströmungen, etc.) und Verdrahtungs- oder Verbindungsschaltpläne für die elektrische Steuerung. Zu einer umfassenden Betreuung gehört selbstverständlich auch die Begleitung durch einen Fachberater vor Ort. Auf der Baustelle lassen sich somit Fragen klären und mögliche Fehler vermeiden. Eine Baubegleitung setzt voraus, dass das Schwimmbadfach­unternehmen ein ausgedehntes Netz an Fachberatern hat. Erst dann ist eine individuelle, kurzfristige Betreuung vor Ort sichergestellt. Nach Abschluss der Bauphase und erfolgter Inbetriebnahme wird die Badewassertechnik dem Betreiber übergeben. Dabei zeigt es sich immer wieder, dass bei Badewasseraufbereitungs­anlagen, die von verschiedensten Herstellern billig zusammengekauft wurden, die Kosten im Nachhinein ansteigen. Denn spätestens bei der Inbetriebnahme tritt die Frage auf, wer für was zuständig ist. Und diese Frage ändert sich während des Betriebes im Hinblick auf Wartung und Reparatur sicher nicht. Die Folgen sind hohe Wartungskosten, bedingt durch hohe Fahrt- und Arbeitszeitkosten. An wen wendet man sich, wenn an einem Teil ein Defekt auftritt? Von woher kommt der Kundendienst, wie viel Zeit vergeht von der Anforderung, bis jemand vorbeikommt?

Bei Badewasser-Aufbereitungsanlagen, die sorgfältigst konstruiert, gefertigt, geplant, installiert und betrieben werden, handelt es sich um keine Massen- oder Stangenware, sondern um eine komplexe und abgestimmte Anlagentechnik. Erst die indivi­duelle Beratung, die Qualität der Produkte und die fachliche Qualifikation der Mitarbeiter stellen sicher, dass das Ziel – eine gleichbleibende gute und hygienisch einwandfreie Badewasserqualität – erreicht wird. Denn schließlich soll das Schwimmen ja Spaß machen.

Literaturnachweis:
[1] DIN 19643: Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser