IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 8/1998, Seite 38 ff.
SANITÄRTECHNIK
Mit Sicherheit baden gehen!
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Was bringt die neue Schwimmbad-Norm?
Christoph Saunus Teil 4
Im vierten Teil der Artikelserie befaßt sich der Autor ausführlich mit der chemischen Anlagentechnik und einigen praktischen Härtefällen im Norm-Teil 1, bevor er näher auf die Verfahrenskombinationen der Norm-Teile 2 und 3 eingeht.
Flockung
Im Vorgriff auf den Normteil 2 und 3 wird bereits an dieser Stelle auf die Verfahrensstufe Flockung näher eingegangen, da sie im kausalen Zusammenhang mit der Filterleistung bzw. mit der Filtrat-Qualität steht.
| Unsichere Normgewässer. |
Grundvoraussetzungen für den verfahrensgerechten Einsatz von Flockungsmitteln zur Optimierung der Filtratleistung ist nach der neuen Norm sowohl die Einstellung der Säurekapazität als auch die des pH-Wertes. Und damit befinden wir uns bereits mitten in der chemischen Alchemistenküche.
Die Mindest-Säurekapazität des Rohwassers wird in der Norm für Schwimm- und Badebecken mit KS4,3 = 0,7 mol/m3 angegeben. Dieses bedeutet allgemeinverständlich übersetzt, daß das zum Füllen und Nachfüllen verwendete Beckenwasser eine Mindest-Karbonat-Härte > 1,9°dKH haben sollte. Nicht zu verwechseln mit der Gesamthärte (Summe der Erdalkalien, Calzium und Magnesium). Denn diese liegt regional bedingt mehr oder weniger jeweils über dem Wert der Karbonat-Härte.
Für die Aufbereitung von Warmsprudelbecken beträgt die Säurekapazität KS4,3 = 0,3 mol/m3, das entspricht einer Karbonat-Härte von > 0,8° dKH.
Damit man nicht ungewollt ins Schwimmen gerät bzw. das vorhandene Chemiewissen nicht vollends verschwimmt, folgender Umrechnungshinweis: 1° dKH entspricht 0,36 mol/m3. Die Umrechnungsformel lautet: mol-Wert x 2,8 = Karbonat-Härte °dH. Beispiel: 0,3 mol/m3 x 2,8 ~ 0,8° dKH.
Die Säurekapazität des Trinkwassers nennen die zuständigen Wasser-Versorgungsunternehmen.
Sinn und Zweck der Säurekapazitäts-Einstellung mit Hilfe von zudosiertem Natriumcarbonat (Soda) nach DIN EN 897 oder Natriumhydrogencarbonat nach DIN EN 898 ist die Stabilisierung des pH-Wertes im Beckenwasser. Die Hydrogenkarbonate des Calziums und Magnesiums puffern nämlich saure Lösungen ab. Folglich hat ein hoher Karbonatwert automatisch auch eine hohe Säurekapazität, die wiederum verhindert ein relativ schnelles Absinken des pH-Wertes.
Die bereits erwähnte pH-Wert-Einstellung bzw. Korrektur dient einerseits dazu, eine einwandfreie Flockung sicherzustellen und andererseits die Wirkung des Chlores zu optimieren. Denn um bei pH 7,6 die gleiche Desinfektionsmittelwirkung wie bei pH 6,5 zu erzielen, ist bereits die doppelte Chlormenge notwendig.
Nochmals auf die Mindest-Säurekapazität zurückkommend folgender Hinweis: Das Beckenwasser soll sich im Idealfall im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht befinden.
Bei einer Karbonat-Härte von 19 (dKH) = KS4,3 = 0,7 mol/m3 und dem zugehörigen Kohlensäure-Wert (CO2) von ca. 93 mg/l beträgt der Gleichgewichts-pH-Wert ca. 7,0. Verringert sich die Kohlensäure im Beckenwasser erheblich, z.B. durch Ausgasung, kommt es evtl. zu Kalktrübungen bzw. Kalkausfällungen und gleichzeitig steigt der pH-Wert an.
Im Umkehrschluß bedeutet also ein zu hoher pH-Wert, neben der Abnahme der Chlorwirkung, ein Kalkausfall-Risiko und ein zu niedriger pH-Wert ein Korrosions-Risiko.
Tabelle 7: Chemikalien in der Schwimmbadtechnik
Mittel zur Säurekapazität-Einstellung | Chemische Formel |
Natrium-Carbonat (Soda) DIN EN 897 | NA2CO3 |
Natrium-Hydrogencarbonat DIN EN 898 | NaHCO3 |
Dosiertechnik
Zur normgerechten Dosierung ist folgendes anzumerken:
Bei der Einstellung der Säurekapazität erfolgt in der Regel eine vorherige Verständigung mit dem Wasserversorgungsunternehmen, um den vorhandenen Wert an Hand einer Trinkwasseranalyse zu ermitteln.
Liegt die Säurekapazität im Trinkwasser unter dem Norm-Mindestwert, erfolgt in der Regel eine mengenabhängige Flüssigdosierung mit den z.g. Karbonaten direkt in die Rohwasserleitung. Bei den Dosieranlagen handelt es sich um handelsübliche Aufbereitungen, wie sie im Trinkwasserbereich üblich sind. Die manuelle Dosiereinstellung erfolgt in Abhängigkeit der analytisch gemessenen Beckenwasser-Karbonathärte. In den meisten Fällen ist allerdings keine Dosieranlage zur Einstellung der Säurekapazität notwendig, da derart weiches Wasser nicht sehr häufig vorkommt.
Die automatische pH-Wert-Korrektur hat sich nicht nur hinlänglich bewährt, sondern ist inzwischen auch anerkannter Stand der Technik.
Mittels elektrometrischer pH-Wert-Messung (pH-Einstab-Meßelektrode) erfolgt automatisch die Ansteuerung der Dosierpumpe, um den geforderten pH-Sollwert mit einer max. Abweichung von 0,1 pH-Wert-Einheit jederzeit sicherzustellen. Die von der Norm zur pH-Wert-Einstellung erlaubten Dosiermittel enthält die gesondert beigefügte Tabelle über "Chemikalien in der Schwimmbadtechnik".
Die Anordnung der Meßwasser-Entnahme wird bei den Experten nach wie vor kontrovers diskutiert. Dieses führte bisweilen zu abenteuerlichen Forderungen, die bis hin zum Meßwasser-Anschluß direkt an die Überlaufrinnen-Leitung geht, einschl. der daraus resultierenden Meßverfälschungen aufgrund von permanenten Schmutz- und Lufteinträgen. Daher der Hinweis, daß sich eine gemeinsame Meßwasser-Entnahme zur Erfassung der Hygiene-Hilfsparameter Chlor, Redox und Wert ca. 20 cm unter der Beckenwasserfläche in der Praxis hinlänglich bewährt hat.
Die Flockungsmittelzugabe folgt mit einer manuell eingestellten Dosierpumpe in Abhängigkeit des Filter-Umwälzvolumenstromes. Die anlagentechnischen Voraussetzungen zur fachgerechten Flockung wurden bereits eingangs gesondert beschrieben.
Tabelle 8: Flockungsmittel für Schwimm- und Badebeckenwasser
Flockungsmittel | pH-Bereich |
Aluminiumsulfat DIN EN 878 | 6,8 - 7,2 |
Natriumaluminat DIN WEN 882 | 6,8 - 7,2 |
Aluminiumchlorid-Hexahydrat DIN EN 881 | 6,8 - 7,2 |
Aluminium-Hydroxychlorid oder -Sulfat DIN EN 881 | 6,8 - 7,2 |
Eisen-III-Chlorid-Hexahydrat DIN EN 888 | 6,5 - 7,6 Meerwasser bis 7,8 |
Eisen-III-Chloridsulfat-Lösung DIN EN 891 | 6,5 - 7,6 Meerwasser bis 7,8 |
Eisen-III-Sulfat DIN EN 890 | 6,5 - 7,6 Meerwasser bis 7,8 |
Bei Flockung mit Aluminiumsalzen | 6,5 - 7,2 |
Bei Flockung mit Eisensalzen | 6,5 - 7,6 Meerwasser bis 7,8 |
Chlordesinfektion
Die Desinfektion des Beckenwassers muß dem Norm-Teil 1, Punkt 11 "Anforderungen an Desinfektionsanlagen" entsprechen. Diese ultimative Forderung gilt sowohl für die Anlagentechnik selbst zur gezielten Dosierung der keimtötenden Chlor-Salven als auch für die Spezifikation der zur Verwendung kommenden Desinfektionsmittel. Sie sind ebenfalls in der bereits erwähnten Tabelle "Chemikalien für die Schwimmbadtechnik" aufgeführt.
Wichtig: Zur Zeit gibt es keine Desinfektionsmittel-Alternative zum altbewährten und zugleich viel gescholtenen Chlor. Daher ist Chlor nicht nur Mittel zum Zweck, sondern auch ein Übel von größter Notwendigkeit. Das Chlor-Chlordioxid-Verfahren wurde allerdings kommentarlos gestrichen. Vielleicht taucht es ja in einem der späteren Norm-Teile wieder an der Beckenwasseroberfläche auf.
Die Forderungen an die Anlagen-Technik entsprechen, nicht zuletzt aufgrund der positiven Erfahrungen der vergangenen Jahre, weitgehend der bisher gültigen Norm. Dafür hat man bei der Meßwerterfassung und der Regelung eine hydraulische und elektronische Nachbesserung vorgenommen, deren kodierte Formulierungseuphorie jede normale Bautechnik-Norm sprengt. Die Norm-Forderungen sinngemäß:
1. Die Fehlergrenze bei der Meßwert-Erfassung muß kleiner, also 0,05 mg/l cl betragen, die Zeitverzögerung des Meßwasser-Transports ist auf 0,5 min zu begrenzen und die System-Trägheit darf 1 min (respektive 60 sek.) nicht überschreiten.
2. Die Chlorwerte im Beckenwasser sind mit einem PID-Regler (Proportional-Integral-Differential) oder anderen leistungsfähigen Regelalgorithmen sicherzustellen.
3. Die Anpassung der Regelfunktion auf die Regelstrecke erfolgt durch Ermittlung der Sprungantwort.
Tabelle 9: Korrekturmittel (pH) für Schwimm- und Badebeckenwasser
pH-Korrekturmittel | chem. Formel | Wirkung |
Natriumhydroxid (Natronlauge) DIN EN 896 | NaOH | Anhebung |
Natrium-Carbonat (Soda) DIN EN 897 | Na2CO3 | Anhebung |
Dolomitisches Filtermaterial DIN 19621 | CaCo3 | Anhebung |
Natrium-Hydrogensulfat | NaHSO4 | Senkung |
Salzsäure DIN EN 939 | HCl | Senkung |
Schwefelsäure DIN EN 899 | H2SO4 | Senkung |
Kohlenstoffdioxid (Kohlensäure) DIN EN 897 | CO2 | Senkung |
Alles klar? Ich hoffe ja, denn die geballte Info läßt reihenweise Schwimmbadbauer vor Ehrfurcht erstarren.
Bedauerlicherweise enthält der besagte Bereich 11.4 "Dosierautomatik" keinen einzigen Hinweis auf das Gefahrenpotential im Bereich der Dosieranlagen-Absicherung. Den Planer und Anlagenbauer interessiert vielmehr, wie die automatische Anlagenabschaltung am sinnvollsten zu konzipieren ist, wenn plötzlich kein Meßwasser mehr fließt, z.B. über Kontakt-Schwimmer-Schaltung. Des weiteren wäre normativ interessant gewesen, wie die Verriegelung erfolgen soll, wenn unerwartet der Reinwasserfluß plötzlich versiegt, z.B. mittels elektronischer oder mechanischer Strömungs-Kontaktschalter o.ä. Oder welche Absicherungs-Maßnahmen sind vorzusehen, wenn sich aus irgendwelchen Gründen die Meß- und Regel-Automatik verabschiedet und der Notbetrieb manuell gefahren werden muß. Dann würden sich, wie kürzlich erneut geschehen, keine unsäglichen Verätzungs-Unfälle bei 15 Kindern im Beckenwasser durch unkontrollierte Überdosierung wiederholen.
Tabelle 10: Desinfektionsmittel für Schwimm- und Badebeckenwasser
Desinfektionsmittel | chem. Formel | Aggregatzustand |
Chlorgas DIN EN 937 | Cl2 | gasförmig |
Chlor-Chlordioxid (z.Zt. nicht erlaubt) | Cl2/ClO2 | gasförmig |
Natrium-Hypochlorit DIN EN 901 | NaClO | flüssig |
Calcium-Hypochlorit DIN EN 900 | Ca(ClO)2 | fest |
Natrium-Hypochlorit aus NaCl-Elektrolyse | NaClO | flüssig |
Herstellung: am Verwendungsort | ||
Chlorgas aus NaCl-Elektrolyse | Cl2 | gasförmig |
Ozon in Verbindung mit Nachchlorung | O3 | gasförmig |
Noch vier technische Härtefälle
Damit der Norm-Teil 1 argumentativ nicht total überfordert wird, gibt es abschließend nur noch vier augenöffnende Härtefälle aus dem technischen Intimbereich der Bäder-Norm zu bestaunen:
1. Die Schall-Botschaft unter Punkt 10.5.1 "Dimensionierung der Rohrleitungen", daß bei Überlaufrinnen-Abläufen eine Luftabscheidung notwendig ist, kommt nicht überraschend. Sicherlich sind hiermit die unangenehmen Ablauf-Geräuschentwicklungen im Überlaufrinnenbereich gemeint. Das Problem ist allerdings, daß in diesem schallinfizierten Bäderbereich bisher noch keiner den Stein der Weisen gefunden hat. Wie unzählige vergebliche Pfriemelversuche immer wieder eindrucksvoll dokumentieren, ist Schallschutz in Schwimmbädern nach wie vor reine Glücksache. Hütchen, Trichter und Röhrlis waren als Flüster-Patentlösungen zur gezielten Luft-Wasser-Trennung bisher allesamt akustische Rohrkrepierer, von den hygienischen Beckenwasser-Beeinträchtigungen aufgrund der meist abenteuerlichen Konstruktions-Akrobatik ganz zu schweigen. Wie die Praxis zeigt, läßt sich durch möglichst groß dimensionierte Rinnenabläufe zumindest empirisch die unangenehme Gurgel- und Schlürf-Problematik mildern. Plätschergeräusche verringern sich durch eine schiefe Ablaufebene innerhalb der Überlaufrinne. Da die Schallschutz-Norm - DIN 4109 - mit sinkender Zahlungsmoral auch im Schwimmbadbereich verstärkt zur Anwendung kommen wird, sollte man sich rechtzeitig mit dieser unsäglichen Wassermusik näher befassen.
| Das bewährte Aluminium-Rillsan-beschichtete Rohr findet in der neuen DIN keine Erwähnung. |
2. Im DIN-Absatz 10.5.2 "Rohrleitungen" heißt es zur normkonformen Werkstoffbestimmung wörtlich: "Es können folgende Werkstoffe gewählt werden, sofern sie (die Rohre und Formteile) für die Fortleitung von Trinkwasser geeignet sind". Im Anschluß werden die drei Kunststoffrohr-Systeme PVC-CU DIN 19532, PE-HD DIN 8074 sowie PP DIN 8078 genannt und die zwei Metall-Werkstoffe Nirostastahl DIN 17440 Werkstoff-Nr. 1.4571 (V4A) und Stahlrohr DIN 1629 mit Korrosionsschutz.
Wird die irreführende Bezeichnung "Fortleitung" mit "Ableitung" gleichgesetzt, ist der gewählte Trinkwasser-Hinweis völlig deplaciert. Soll hingegen der Wortbegriff "Fortleitung" den ausschließlichen Transport von Trinkwasser suggerieren, gelten automatisch die äußerst strengen Forderungen der Trinkwasser-DIN 1988 Teil 2 "Planung und Ausführung: Bauteile, Apparate, Werkstoffe Technische Regeln des DVGW". Schließlich ist Trinkwasser unser Lebensmittel Nr. 1 und unterliegt somit u.a. auch automatisch den hygienisch höchsten Anforderungen des Lebensmittel- und Bedarfsgegenstände-Gesetzes.
| Leicht zu verarbeiten und weit verbreitet: Schwimmbad-Überlaufrinnen- |
Die im ergänzenden Beiblatt 1 zur DIN 1988, Teil 2, aufgeführten Anforderungen an Trinkwasser-Rohrsysteme, Formteile und Verbindungen gehen weit über das hinaus, was sich die Bäder-Norm in ihrer absoluten "Im-voraus-Sicherheit" vorstellt. Unbegreiflich bleibt die Tatsache, warum man a) überhaupt in einer deutschen Norm fünf Rohrwerkstoff-Systeme zur Auswahl benennt und b) z.B. praxisbewährte GFK-Rohre, Aluminium-Rillsan beschichtete Rohre sowie Kanal-PVC-Abflußrohre (KG-Rohre) gemäß DIN 19534 nicht mal ansatzweise erwähnt. Schließlich haben sich diese Rohrwerkstoffe seit Jahrzehnten im Schwimmbadbau ebenfalls hervorragend bewährt. So wird der GFK-Werkstoff nicht nur im Bäderbereich bei Filtern, Wasserspeichern, Beckenauskleidungen etc. eingesetzt, sondern auch problemlos im Trinkwasserbereich. Gleiches gilt für Rillsan beschichtete Aluminiumrohre. Sie werden bei großen Dimensionen nicht zuletzt wegen des Gewichtsvorteils als sinnvolle Alternative zum gummierten Stahl sowohl im Trink- als auch im Badewasserbereich installiert. Zum Kanalrohr ist folgendes anzumerken: Der verwendete PVC-Werkstoff ist weitgehend identisch mit den Güteanforderungen bzw. der Grund-Norm DIN 1861 des offiziell in der Bäder-Norm genannten PVC-Druckrohres. Folglich ist, wie ein führender Kunststoffrohr-Hersteller glaubhaft versichert, das modifizierte KG-Rohr in seiner PVC-Rezeptur einschl. der Stabilisatoren durchaus vergleichbar mit dem des normkonformen PVC-Druckrohres. Selbiges gilt auch für die verwendeten Kunststoffadditive, z.B. Weichmacher, Antioxidatien etc. Daher verwundert auch nicht, wenn man dem o.g. Kanal-Abflußrohr als Rinnen-Sammelleitung von DN 100 bis DN 500 in den meisten Schwimmbädern begegnet und hoffentlich auch, trotz fehlender Normwürdigung, in Zukunft weiterhin begegnen wird. Denn schließlich bietet das rötlich-braune Kanal-PVC-Rohrsystem vielseitige Vorteile für die Praxis. Es ist z.B. äußerst kostengünstig, korrosionsbeständig und läßt sich leicht verarbeiten. Des weiteren eignet sich das Rohrsystem aufgrund seiner Steckmuffen-Verbindungen und der damit verbundenen problemlosen Dehnungsaufnahme gerade für große Rohrdimensionen im extrem beengten Überlauf-Rinnenbereich. Typische Rechtfertigungshinweise, daß man die nicht in der Norm genannten Rohrwerkstoffe zwecks Zertifizierung doch von einem autorisierten Hygiene-Institut o.ä. Einrichtung überprüfen lassen kann, ist nicht das Thema, sondern sind unnötige Zusatzkosten. Denn solche Prüfkosten sind nach den vorliegenden positiven Praxis-Erfahrungen nun wirklich unnötigt.
3. Der Norm-Hinweis unter Punkt 10.6 "Füllwasserleitung", in dem es wörtlich heißt: "Die Füllwasserleitung muß mit freiem Auslauf in den Wasserspeicher münden" (siehe Trinkwasser-DIN 1988 Teil 4) ist im o.g. Kontext falsch. Der geforderte Trinkwasserschutz gilt nämlich in der zitierten Form nur für Schwimm- und Badebecken die keine Aufbereitung und Desinfektion nach DIN 19643 haben, und wo gibt es diese Situation im öffentlichen Bäderbereich? Die Forderung nach dem freien Frischwasser-Auslauf macht höchstens bei der Verwendung von Nicht-Trinkwässern als Füllwasser evtl. zum Schutz des Schwimmbadwassers einen Sinn. Nur dann muß man dieses auch zweifelsfrei formulieren.
| Frischwasser-Nachspeisung direkt in die Beckenwasser-Umwälzleitung mittels Trinkwasser-Absicherung gemäß DIN 1988. |
Die Trinkwasser-Norm DIN 1988, Teil 4, Tabelle 1, nennt unmißverständlich unter Punkt 33b für DIN-konforme Schwimmbadanlagen folgende sechs Trinkwasser-Anschlußvarianten, übrigens ohne einschränkenden Hinweis auf den Wasserspeicher:
- Freier Auslauf,
- Rohrunterbrecher Typ A 1,
- Rohrtrenner Typ EA 3,
- Rohrunterbrecher Typ A 2,
- Rohrtrenner Typ EA 2,
- Rohrschleife.
Was gilt denn nun, die Bäder-DIN 19643 oder die Trinkwasser-DIN 1988? Als gestandener Sanitärmann tippe ich mal erfahrungsgemäß auf letztere Norm, denn sie ist schließlich für den Erhalt ihrer Trinkwassergüte verantwortlich und nicht die Schwimmbad-Norm. Außer, die Bäder-Norm erteilt ihrem Beckenwasser höhere Weihen als unserm kostbaren Trinkwasser oder sie befürchtet eine negative Beckenwasser-Qualitätsbeeinträchtigung durch unser köstliches Lebenselixier. Übrigens, selbst nach dem europäischen Norm-Entwurf des Technischen-Kommitees CEN/TC 164 entsprechen die o.g. Sicherheitseinrichtungen dem geforderten Schutz bei Trinkwasser-Anschlüssen an öffentliche Schwimm- und Badebäder.
4. Gemäß DIN 19643, Teil 1, Punkt 6.5.5 "Raum für Betriebsüberwachung" ist eine räumliche Mindest-Grundfläche von 6 m2 mit Wasseranschluß und Laborbecken vorzusehen. Zumindest bei mittleren, insbesondere aber für kleine Schwimmbäder, entbehrt diese Forderung jeglicher Grundlage.
Von den Räumlichkeiten mal abgesehen, ist die Laborbecken-Forderung eine Farce. Denn ein kostenaufwendiges Laborbecken (sicherlich sind den Entscheidungsträgern die Kosten für ein derartiges Becken gar nicht bewußt) ist weder erforderlich noch macht es praktisch einen Sinn. Sollten nämlich Chemikalien tatsächlich anfallen, die ein Laborbecken zwingend rechtfertigen, ist in der Regel auch eine zusätzliche Neutralisation notwendig. Andernfalls reichen wie bisher, z.B. handelsübliche Kunststoff-Ausgußbecken mit Kosten weit unter 100,- DM für die vorliegenden Nutzzwecke völlig aus. (Fortsetzung folgt)
Flockungsmittel-AnlagentechnikDas Flockungsmittel wird in der Regel in Fließrichtung hinter der Filterpumpe, mit ausreichender Mischstrecke vor dem Filter, hinzudosiert. Die Reaktionszeit bis zum Eintritt des mit Flockungsmittel versetzten Rohwassers in den Filterstauraum muß laut der neuen Schwimmbad-Norm zehn Sekunden betragen. Die Fließgeschwindigkeit darf dabei 1,5 m/s nicht übersteigen. |
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