DE2812794A1

DE2812794A1 - Swimming pool water treatment - controls halogen and ozone addition by redox potential measurement

Info

Publication number: DE2812794A1
Application number: DE19782812794
Authority: DE
Inventors: Bruno Bachhofer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-23
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1979-09-27

Abstract

In a water treatment system for swimming pools the water in circulation receives an admixture of a halogen and is exposed to the action of ozone. During operation, the redox potential of the pool water is measured and the treatment plant is put into circuit automatically at certain intervals. When the redox potential rises to preset value, it is cut out again. This guarantees that the water is free from germs but that the treatment plant operates for a minimum of time. The operating costs are thus reduced. The amount of substances with an oxidation capacity is kept low enough not to molest the users of the pool.

Description

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Wasseraufbereitungssystem für Badeanlagen, bei dem das Wasser mittels einer Aufbereitungsanlage umgewälzt, mit einem Halogen versetzt und der Einwirkung von Ozon unterworfen wird.The invention relates to a water treatment system for bathing facilities, in which the water is circulated by means of a treatment system, with a halogen and is subjected to the action of ozone.

Die bekannten Wasseraufbereitungssysteme dieser Art, insbesondere bei Privatschwimmbädern, haben mittels Zeitschaltuhr bestimmbare feste Betriebszeiten, die so bemessen sind, daß in Anbetracht der Zahl der regelmäßigen Schwimmbadbenutzer und der Häufigkeit dieser Benutzung sowohl eine ausreichende Reinigungswirkung als auch die ständige Keimfreiheit des Wassers mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit erreicht werden kann.The known water treatment systems of this type, in particular for private swimming pools, have fixed operating times that can be determined by means of a timer, which are dimensioned in such a way that taking into account the number of regular swimming pool users and the frequency of this use both have a sufficient cleaning effect also the constant sterility of the water with a certain probability can be reached.

Dabei sind aber wegen der einzukalkulierenden Sicherheit die Betriebszeiten der Aufbereitungsanlage verhältnismäßig lang, was einen hohen Stromverbrauch und Verschleiß der Anlagenteile nach sich zieht.However, the operating times are included because of the security that must be taken into account the processing plant relatively long, which means a high power consumption and Wear of the system components entails.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebszeit der Aufbereitungsanlage belastungsabhängig zu steuern, so daß bei garantierter Keimfreiheit des Wassers ein Minimum an Betriebszeit und somit an Betriebskosten entsteht und darüber hinausgehend die Belästigung des Badbenützers durch einen zu hohen Anteil von oxydativ wirksamer Substanz im Becken zwingend vermieden wird.The invention is based on the problem of the operating time of the processing plant Controlled depending on the load, so that with guaranteed sterility of the water a minimum of operating time and thus operating costs arise and above going out the annoyance of the bath user by too high a proportion of oxidatively effective Substance in the pelvis is absolutely avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während des Betriebes der Aufbereitungsanlage das Redoxpotential des im Becken enthaltenen Wassers meßtechnisch erfaßt wird und daß die Aufbereitungsanlage in bestimmten Zeitabständen selbsttätig eingeschaltet und bei Anstieg des Redoxpotentials auf einen bestimmten Sollwert wieder ausgeschaltet wird. Somit paßt sich die Betriebszeit der Aufbereitungsanlage der Belastung des Wassers durch eingetragene Keime selbst an, was insgesamt zu einer beträchtlichen Verringerung der Gesamtbetriebszeit führt. Im Vergleich mit bekannten Aufbereitungsanlagen entsprechender Größenordnung sind Betriebszeitverkürzungen bis auf die Hälfte keine Seltenheit. Dabei wird sowohl eine Überfunktion der Aufbereitungsanlage, d.h. die Gefahr von zuviel oxydativ wirkender Substanz im Becken und die damit einhergehende Schleimhautreizung und Geruchsbelästigung, als auch eine Unterfunktion, d.h. unvollständige Keimtötung, mit Sicherheit verhindert.This object is achieved in that during the During the operation of the treatment plant, the redox potential of the water contained in the pool is recorded by measurement and that the processing system at certain time intervals automatically switched on and when the redox potential rises to a certain level Setpoint is switched off again. The operating time of the processing plant is thus adapted the pollution of the water by registered germs itself, resulting in an overall leads to a significant reduction in total uptime. Compared with known Processing plants of a corresponding size are operating time reductions not uncommon except for half. Both an overfunction of the processing plant, i.e. the danger of too much oxidative substance in the pool and the associated Irritation of the mucous membranes and unpleasant smells, as well as an underfunction, i.e. incomplete Killing germs, definitely prevented.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Aufbereitungsanlage außer der mittels einer Schaltuhr bewirkten zeitabhängigen Einschaltung auch bei beginnendem Badebetrieb selbsttätig eingeschaltet wird. Tatsache ist, daß beim Baden beachtliche Mengen an Harnstoff, Ammoniak und anderen Substanzen allein über die Haut ins Wasser gelangen. Hinzu kommen Millionen von Mikroorganismen. Hierdurch werden die als Depot im Wasser vorhandenen oxydativ wirkenden Substanzen schnell reduziert, was ein rasches und meßbares Absinken des Redoxpotentials zur Folge hat.In a further development of the invention it is proposed that the processing system apart from the time-dependent switch-on effected by means of a timer, also at is switched on automatically when bathing begins. The fact is that at bathe considerable amounts of urea, ammonia and other substances alone about the Get skin into the water. In addition, there are millions of microorganisms. Through this the oxidative substances present as a depot in the water quickly become reduced, which results in a rapid and measurable drop in the redox potential.

So gesehen ist der Beginn des Badebetriebes ein angemessener Zeitpunkt zur Inbetriebnahme der Aufbereitungsanlage, welche dem Absinken des Redoxpotentials entgegenwirkt und dieses mit der Zeit wieder auf den Sollwert bringt. Meßtechnisch wird der Zeitpunkt, zu dem wenigstens eine Person in das Becken eintritt, am einfachsten mit Hilfe des dann anfallenden Beckenüberlaufwassers erfaßt.From this point of view, the beginning of the bathing operation is an appropriate time for the commissioning of the processing plant, which prevents the redox potential from falling counteracts this and brings this back to the setpoint over time. Metrological the easiest time is when at least one person enters the pool recorded with the help of the pool overflow water that then arises.

Das Funktionieren des Wasseraufbereitungssystems nach der Erfihdung setzt einerseits die Verwendung von Ozon und andererseits die Anwesenheit von Bromiden im Beckenwasser voraus.The functioning of the water treatment system according to the invention implies on the one hand the use of ozone and on the other hand the presence of bromides in the pool water ahead.

Ozon reagiert bekanntlich mit der im umgewälzten Wasser enthaltenen organischen Substanz und wird dabei selbst zu Sauerstoff reduziert. Darüber hinausgehend reagiert Ozon aber auch mit Bromid unter Bildung von Hypobromit. Ist die organische Substanz oxydativ aufgearbeitet, so entsteht in verstärktem Maße Hypobromit. Dieses verursacht den schon erwähnten deutlichen Anstieg des Redoxpotentials, ohne den die redoxgeführte Betriebszeitsteuerung nicht möglich wäre.As is well known, ozone reacts with that contained in the circulated water organic substance and is itself reduced to oxygen. Beyond that However, ozone also reacts with bromide to form hypobromite. Is the organic one The substance is oxidatively worked up, resulting in an increased amount of hypobromite. This causes the already mentioned significant increase in the redox potential, without the the redox-controlled operating time control would not be possible.

Ohne Bromide im Beckenwasser würde zwar ebenfalls ein Anstieg des Redoxpotentials auftreten, wobei jedoch Ozon als Oxydationsmittel gemessen wird. Um aber Ozon im Becken zwingend auszuschließen, muß für die ständige Nachspeisung des durch Filterrückspülung usw. ausgetragenen Bromids gesorgt werden.Without bromides in the pool water, there would also be an increase in Redox potential occur, but ozone is measured as an oxidizing agent. However, in order to exclude ozone in the basin, it is necessary for the constant replenishment of the bromide discharged by filter backwashing etc. are taken care of.

Hierzu wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die nach der Vermischung des Ozons mit dem Wasser in einem Reaktionsbehälter ausgasende ozonhaltige Abluft zusammen mit einem von der Beckenzuleitung abgezweigten Wasserteilstrom durch ein spezielles Filter geleitet wird, das mit Brom beladene Aktivkohle enthält. Durch diese Aktivkohle wird Ozon, zum Teil durch Wandkatalyse und zum Teil durch Abbrand von Rohle unter Bildung von CO2, restlos abgebaut. Bei der erwähnten chemischen Reaktion der Aktivkohle wird anteilig Brom freigesetzt und vom Wasser mitgeschwemmt, so daß nach diesem Vorschlag das in der Abluft enthaltene Ozon automatisch dafür sorgt, daß im Becken ständig der notwendige Bromidspiegel vorhanden ist.For this purpose, it is proposed in a further development of the invention that the outgassing after the ozone has been mixed with the water in a reaction vessel Ozone-containing exhaust air together with a partial water flow branched off from the pool supply line is passed through a special filter that contains activated carbon loaded with bromine. This activated carbon is ozone, partly through wall catalysis and partly through Burning of raw material with formation of CO2, completely degraded. With the mentioned chemical Reaction of the activated carbon, a proportion of bromine is released and washed away with the water, so that according to this proposal the ozone contained in the exhaust air automatically for it ensures that the necessary bromide level is always available in the pool.

Auf die sonst übliche Anwesenheit von Aktivkohle im Filterbett des Hauptstromfilters zum Zweck der Restozonvernichtung im Wasserkreislauf kann somit verzichtet werden, was die Aufbereitungsleistung ohne Anlagenvergrößerung erheblich steigert.The otherwise common presence of activated carbon in the filter bed of the Main flow filter for the purpose of destroying residual ozone in the water cycle can thus can be dispensed with, which significantly increases the processing capacity without enlarging the system increases.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is described below with reference to a schematic drawing explained in more detail.

Das in einem Becken 1 enthaltene Wasser wird über eine Rohrleitung 2 einer Aufbereitungsanlage 3 zugeführt und gelangt über eine Rohrleitung 4 wieder ins Becken zurück. Die Aufbereitungsanlage 3 enthält neben einem Filter- und Reaktionsbehälter mit einem Filterbett aus Filterkies 5 verschiedener Körnung ein kleineres, mit feinkörniger brombeladener Aktivkohle 6 gefülltes Filter, an das sich ein Ausgasungsgefäß 7 anschließt. Der Filter- und Reaktionsbehälter enthält einen am Deckel angebrachten und in das Wasser eintauchenden Ozongenerator.8 an den eine Mischventileinheit 9 unmittelbar angebaut ist. Dieser wird das Beckenwasser über eine Umwälzpumpe 10 zugeführt. In den Ozongenerator 8 wird an einem Luftanschluß 11 getrocknete Luft eingepumpt. Das mit der ozonisierten Luft innig vermischte Wasser beruhigt sich in dem Filter- und Reaktionsbehälter, durchsetzt die Filterkiesschichten 5 und fließt dann wieder ins Becken zurück.The water contained in a basin 1 is via a pipe 2 is fed to a processing plant 3 and is returned via a pipeline 4 back into the pool. The processing plant 3 contains a filter and reaction container with a filter bed of filter gravel 5 different grain sizes a smaller one, with a fine grain one bromine-laden activated carbon 6 filled filter, to which a degassing vessel 7 is connected. The filter and reaction container contains one attached to the lid and into the Water immersed ozone generator.8 to which a mixing valve unit 9 directly is grown. The pool water is fed to this via a circulation pump 10. In The ozone generator 8 is pumped in dried air at an air connection 11. That Water that is intimately mixed with the ozonated air settles in the filter and Reaction container, penetrates the filter gravel layers 5 and then flows back into the Pelvis back.

Von dieser Rohrleitung 4 wird ein Teilstrom, der mengenmäßig höchstens etwa 1/20 beträgt, über eine Zweigleitung 12 dem kleinen Filter zugeführt. Die in dem Filter- und Reaktionsbehälter ausgasende ozonhaltige Abluft verläßt diesen Behälter über ein schwimmergesteuertes Entlüftungsventil 13 und gelangt über eine Verbindungleitung 14 ebenfalls zu dem kleinen Filter und mündet dort an der gleichen Seite wie die Zweigleitung 12 ein. Nach dem kleinen Filter wird die Abluft in dem Ausgasungsgefäß 7 wieder vom Wasser getrennt und über ein gleichartiges Entlüftungsventil 15 zu einem nicht dargestellten Abluftkanal geführt. Das Wasser fließt über eine Verbindungsleitung 16 in die Rohrleitung 4 zurück und dann weiter zum Becken 1.From this pipeline 4 is a partial flow, the quantitative at most is about 1/20, fed via a branch line 12 to the small filter. In the The ozone-containing exhaust air emitted from the filter and reaction container leaves this container via a float-controlled vent valve 13 and arrives via a connecting line 14 also to the small filter and ends there on the same side as the Branch line 12 a. After the small filter, the exhaust air is in the degassing vessel 7 again separated from the water and via a similar vent valve 15 led to an exhaust duct, not shown. The water flows over a Connecting line 16 back into pipeline 4 and then on to basin 1.

Zur vereinfachten Darstellung des Prinzips der Steuerung der Aufbereitungsanlage 3 wird auf Bausteine der logischen Schaltungstechnik zurückgegriffen. Eine bistabile Kippschaltung 17 hat zwei Eingänge und einen Ausgang 18, über den die gesamte Aufbereitungsanlage, also die Umwälzpumpe 10 und der Ozonerzeuger 8, eingeschaltet werden kann. In der Rohrleitung 2 befindet sich ein Meßgerät 19 zur Messung des Redoxpotentials des aus dem Becken 1 angesaugten Wassers. Der elektrische Meßwert wird einem Vergleicher 20 zugeführt, an dessen anderem Eingang als vergleichbare elektrische Größe der Sollwert des Redoxpotentials anliegt. Er ist mittels eines Sollwertgebers 21 einstellbar. Sobald der Meßwert den Sollwert erreicht oder übersteigt, gibt der Vergleicher 20 ein Signal ab, welches die bistabile Kippschaltung 17 so beeinflußt, daß die Aufbereitungsanlage 3 ausgeschaltet wird. Die Einschaltung erfolgt dagegen über ein ODER-Glied 22, welches an den anderen Eingang der bistabilen Kippschaltung 17 gelegt ist. An den Eingängen des ODER-Gliedes 22 liegt eine Schaltuhr 23 und ein Schwimmerschalter 24, dessen Schwimmer den Wasserstand in einem Überlauf schacht 25 kontrolliert.For a simplified representation of the principle of the control of the processing plant 3, components of logic circuit technology are used. A bistable Toggle switch 17 has two inputs and one output 18, via which the entire processing system, so the circulation pump 10 and the ozone generator 8 can be switched on. In the Pipe 2 is a measuring device 19 for measuring the redox potential of the water sucked in from the basin 1. The electrical measured value is used in a comparator 20 supplied, at the other input as a comparable electrical variable of the The target value of the redox potential is present. It can be set by means of a setpoint generator 21. As soon as the measured value reaches or exceeds the setpoint value, the comparator outputs 20 a signal which influences the bistable multivibrator 17 so that the processing system 3 is turned off. The activation takes place, however, via an OR gate 22, which is applied to the other input of the bistable flip-flop 17. At the entrances of the OR gate 22 is a timer 23 and a float switch 24, whose A swimmer controls the water level in an overflow shaft 25.

Die Aufbereitungsanlage 3 wirkt, solange sie eingeschaltet ist, wie folgt. Durch die innige Verwirbelung des aus dem Becken über die Rohrleitung 2 angesaugten Wassers mit der aus dem Ozonerzeuger 8 austretenden ozonisierten Luft und in der anschließenden Beruhigungsphase kann das Ozon mit den im Wasser enthaltenen Fremdstoffen reagieren. Dadurch flocken diese aus oder werden durch Oxydation aus dem Kreislauf entfernt. Sofern noch Keime im Wasser enthalten sind, werden diese restlos abgetötet. Das im Wasser enthaltene oxydativ unwirksame Bromid wird in eine höhere Osydationsstufe, insbesondere HBrO, überführt und bildet somit im aufbereiteten Wasser ein beim Baden nicht wahrnehmbares hochwirksames Desinfektionsmittel. Es versteht sich somit, daß während des Betriebes der Aufbereitungsanlage 3 das mit dem Meßgerät 19 erfaßte Redoxpotential nach einiger Zeit auf jeden Fall ansteigt.The processing system 3 works as long as it is switched on, as follows. Due to the intimate swirling of the suction from the basin via the pipe 2 Water with the ozonated air emerging from the ozone generator 8 and in the The subsequent calming phase can remove the ozone with the foreign substances contained in the water react. As a result, these flocculate or are removed from the cycle through oxidation removed. If there are still germs in the water, they will be completely killed. The oxidatively ineffective bromide contained in the water is converted to a higher oxidation level, in particular HBrO, transfers and thus forms in the treated water when bathing imperceptible, highly effective disinfectant. It is therefore understood that that detected with the measuring device 19 during the operation of the processing plant 3 Redox potential definitely increases after a while.

Das Ozon, welches in der am Entlüftungsventil 13 anfallenden Abluft enthalten ist, wird dazu benützt, in der mit Brom beladenen Aktivkohle 6 Bromide in geringen Mengen freizusetzen, bei einem Privatbad mittlerer Größe beispielsweise 70 g im Jahr. Diese Bromide werden mittels des kleinen Parallelzweiges 12, 16 des umgewälzten Wasserstromes aus dem Aktivkohlebett abgeschwemmt und ins Becken gebracht. So wird vorteilhafterweise das Bromid ersetzt, das durch Wasserwechsel, Filtration usw. dem Wasserkreislauf entzogen wird.The ozone that is present in the exhaust air at the vent valve 13 is contained, is used for this purpose, in the activated charcoal loaded with bromine 6 bromides to be released in small quantities, for example in a medium-sized private bathroom 70 g per year. These bromides are by means of the small parallel branch 12, 16 of the circulated water flow was washed away from the activated carbon bed and brought into the basin. In this way, the bromide is advantageously replaced by changing the water and filtration etc. is withdrawn from the water cycle.

Das Ein- und Ausschalten der Aufbereitungsanlage 3 wird schließlich wie folgt beschrieben. Wenn in dem Becken 1 nicht gebadet wird, gibt allein die Schaltuhr 23 beispielsweise täglich einmal ein Einschaltsignal ab. Es kann vorausgesetzt werden, daß das gemessene Redoxpotential zu diesen Zeitpunkten sich unterhalb des Sollwertes befindet, beispielsweise bei 270 mV.Turning the processing plant 3 on and off will eventually described as follows. If there is no bathing in the pool 1, there are only those Timer 23, for example, a switch-on signal once a day. It can be provided be that the measured redox potential at these times is below the Setpoint is, for example at 270 mV.

Die Aufbereitungsanlage arbeitet nun dieses Redoxpotential wieder hoch. Bei Erreichen des Sollwertes, der beispielsweise 300 mV betragen mag, gibt der Vergleicher 20 ein Signal ab, welches die Anlage abschaltet. Die angegebenen Meßwerte des Redoxpotentials gelten beispielsweise für pH = 8,2.The processing plant is now working this redox potential again high. When the setpoint is reached, which may be 300 mV, for example, there is the comparator 20 emits a signal which switches off the system. The specified Measured values of the redox potential apply, for example, to pH = 8.2.

Wird gebadet, so bewirken die in erhöhter Zahl eingetragenen Keime ein sofortiges Absinken des Redoxpotentials. Es kann zum Beispiel binnen weniger Minuten auf 180 mV sinken. Sofern die Aufbereitungsanlage nicht ohnehin schon eingeschaltet ist, wird jedoch zunächst nicht das Absinken des Redoxpotentials meßtechnisch erfaßt, sondern die Verdrängung von Wasser aus dem Becken 1 bzw. das Überschwapppen infolge Oberflächenbewegung. Das Überlaufwasser sammelt sich im Überlaufschacht 25, dessen Flüssigkeitsstand steigt und infolgedessen gibt der Schwimmerschalter 24 ein zusätzliches Einschaltsignal.If you bathe, the germs introduced in increased numbers have an effect an immediate drop in the redox potential. For example, it can take less Minutes to 180 mV. Unless the processing plant is already switched on is, however, the drop in the redox potential is not initially recorded by measurement, but the displacement of water from the basin 1 or the spilling over as a result Surface movement. The overflow water collects in the overflow shaft 25, its The liquid level rises and, as a result, the float switch 24 gives an additional one Switch-on signal.

Somit wird die Aufbereitungsanlage 3 unabhängig von den mittels der Schaltuhr gesteuerten Zeiten im Bedarfsfall in Betrieb genommen und wie oben beschrieben bei Erreichen des Sollwerts des Redoxpotentials wieder ausgeschaltet.Thus, the processing system 3 is independent of the means of Timer-controlled times put into operation if necessary and as described above switched off again when the target value of the redox potential is reached.

Um bei außergewöhnlich starkem Badebetrieb, wie er z.B. bei Hotelschwimmbädern gelegentlich auftreten kann, das Redoxpotential nicht zu weit absinken zu lassen bzw. schneller wieder hoch zu bringen, kann es angebracht sein, einen unteren Grenzwert von beispielsweise 150 mV einzuführen, unterhalb dessen durch Erhöhen der Hochspannung am Ozongenerator eine größere Ozonmenge erzeugt wird. Selbstverständlich setzt dies aber voraus, daß vorher die Aufbereitungsanlage wie beschrieben in Betrieb gesetzt worden ist. Eine Redoxpotential-Messung ist nur während des Wasserumlaufs möglich.In order to deal with exceptionally heavy bathing activity, such as in hotel swimming pools Occasionally it can occur not to let the redox potential drop too far or to bring it up again more quickly, it may be appropriate to set a lower limit value of, for example, 150 mV, below which by increasing the high voltage a larger amount of ozone is generated at the ozone generator. Of course, this continues but it is assumed that the processing plant has been put into operation as described beforehand has been. A redox potential measurement is only possible while the water is circulating.

Claims

Claims 1. Water preparation system for bathing facilities, in which the Water circulated by means of a treatment system, mixed with a halogen and is subjected to the action of ozone, characterized in that during the Operation of the treatment plant (3) the redox potential of the contained in the basin (1) Water is detected by measurement (19) and that the treatment plant in certain Automatically switched on at intervals and on when the redox potential rises a certain setpoint is switched off again.

2. Water treatment system according to claim 1, characterized in that that the treatment system also at the beginning of bathing for the purpose of Germ killing is switched on automatically.

3. Water treatment system according to one of the preceding claims, characterized in that the beginning of the bathing operation by means of the pool overflow water (25) is detected.

4. Water treatment system according to one of the preceding claims, characterized in that the after mixing of the ozone with the water in a reaction vessel outgassing ozone-containing exhaust air (14) together with one of the basin supply line (4) branched off partial water flow (12) passed through a filter is containing the bromine-laden activated carbon (6), and that behind this filter the exhaust air that has now been freed of ozone from the bromine-containing air that continues to flow to the basin Water is separated and thereby for the constant presence of bromide in the pool circuit is taken care of.