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Referent: Thomas Beutel Lutz-Jesco GmbH
Mitglied folgender Gremien CEN/DIN NAW AA Wasseraufbereitung
DIN NAW AA Schwimmbeckenwasser
CEN/DIN NASport AA Schwimmbadgeräte
CEN/DIN NASport AA privat genutzte Schwimmbäder
Technischer Ausschuss der Deutschen Gesellschaft für das Badewesen und Gast im AK Wasser
Technischer Beirat des Bundesverbandes Schwimmbad und Wellness
FIGAWA AK Chlor und Chlorverbindung
Weiter als Sprecher der Arbeitskreise zur Erstellung neuer Regelwerke wie Floating oder Aufbereitung und Betrieb von Springbrunnen tätig
1 Thomas Beutel • Lutz-Jesco GmbH • Am Bostelberge 19 • D-30900 Wedemark • Tel.:(05130) 5802-0 • Fax:(05130) 5802-68 • Internet: www.lutz-jesco.de • E-Mail: [email protected]
Desinfektion - früher &. heute
03. März2016
Notwendigkeit von Wasserdesinfektion
Cholera
Die Desinfektion von Trinkwasser durch Chlor hat
wesentlich zur Eindämmung von Epidemien und
Seuchen geführt, die zB. durch Cholera-, E.Coli-,
Typhus-, oder Chlamydienbakterien ausgelöst
werden.
Heute sterben in Mitteleuropa noch etwa 1 % der
Bevölkerung an Infektionskrankheiten, in den Ländern der
sogenannten Dritten Welt sind es noch 40 %.
E.Coli Giardia Lamblia
Typhus
Geschichte der Wasserdesinfektion
- Um 3000 v.Chr. gab es Rohre zur
Wasserversorgung im Euphrat-Tal.
- Um 2500 v.Chr. wurden in Ägypten bereits
Brunnen und Abwasseranlagen genutzt.
- Um 300 v.Chr. bauten die Römer Fern-
leitungen zur Wasserversorgung in Form
von Aquädukten.
- Um 1350 n.Ch. wurden in Europa die ersten
Holzrohre, um 1450 Wasserrohre aus
Gusseisen eingesetzt.
- Die erste zentrale Wasserversorgung
Deutschlands entstand 1848 in Hamburg
und das erste Klärbecken in Frankfurt 1895.
Chemisches Element Chlor
• 1774 von Carl Wilhelm Scheele entdeckt
• I.d.R. gasförmiger Aggregatzustand
• Existiert in der Natur nicht in elementarer Form
sondern vorwiegend als Anion Cl-
• Gewinnung von Chlor i.d.R. durch
Chloralkali- Elektrolyse einer
Natriumchlorid- Lösung
2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2
1894 hat Herr Traube, ein Schüler von
Robert Koch, die ersten experimentel-
len Untersuchungen zur Abtötung von
Krankheitserregern im Wasser mit Chlor
durchgeführt.
In Deutschland wurde Chlor erstmals 1916 in
einem Bad in Breslau eingesetzt
Begründung der Bakteriologie
• 1876 begründete Robert Koch die Bakteriologie
• Es folgten zahlreiche Studien zu Infektionskrankheiten
• 1885 neuer Lehrstuhl für Hygiene in Berlin
• 1892 Choleraepidemie in Hamburg, Koch leitete
die ersten Seuchenbekämpfungsmaßnahmen ein.
• 30.06.1900 trat das Reichsseuchengesetz in Kraft
• 1905 Nobelpreis an Koch
• 1913 gab es in Deutschland ca. 3500 Desinfektoren
Desinfektionskolonnen
bringen 1892 Chlorkalk
aus, um Cholera-Erreger
abzutöten
Übertragung von Krankheiten
• John Snow erkannte 1854 in London, dass Cholera über
das Trinkwasser übertragen wird.
Desinfektion mit Chlor
• 1902 wurde erstmals in Middlekerke (Belgien) Chlor zur
Desinfektion von Trinkwasser eingesetzt
• John L. Leal entwickelte 1908 die erste regelmäßige
Desinfektion der öffentlichen Wasserversorgung mit Chlor
für die Trinkwasserversorgung von New Jersey
• Ein Gericht erlaubte zunächst für 3 Monate die
Chlorierung von Trinkwasser.
• Dramatischer Rückgang der durch
Wasser übertragbarer Krankheiten
wie Typhus, Cholera und Ruhr.
• Entwickelte die Verfahrenskombi-
nation Filtration und Chlorung.
• Erste Dosieranlage für Calcium-
hypochlorit
Desinfektion mit Chlor
• Durch die Aufbereitung von Wasser mit der
Verfahrenskombination Filtration und Chlorung
konnte auch Schwimmbeckenwasser effizient
aufbereitet werden.
• Nach dem zweiten Weltkrieg entstanden in
den USA ca. 2000 öffentliche Bäder
• Die Desinfektion mit Chlor fand in den USA
rasch weite Verbreitung, weil sie wesentlich
kostengünstiger als die Aufbereitung des
Wassers mittels Filtration ist.
Desinfektion mit Chlor
• Die ersten Versuche in Deutschland zur
Schwimmbadwasserdesinfektion mit Chlor
wurden 1912 in Frankfurt am Main durchgeführt
• Anfang 1922 wurde das Wasser in zwei
weiteren Bädern in Neukölln (Berlin) und
Eppendorf (Hamburg) mit Chlor desinfiziert.
Einsatzgebiete von Chlor
Als Desinfektionsmittel in
Schwimmbädern
Als Desinfektionsmittel für
Trinkwasser und industrielle
Prozesswässer
In der chemischen Industrie, wo
es in Endprodukten wie
z.B. PVC und Bleichmittel
anzutreffen ist.
Ausgewählte Unterschiede
• freies chlor [mg/l] gebundenes chlor [mg/l]
• USA (ANSI APSP-11) 1,0 – 4,0 (2,0 – 5,0 Spa) < 0,2
• Frankreich (Arrêté) 0,4 – 1,4 < 0,6
• Schweiz (SIA) 0,2 – 0,4 < 0,2
• Österreich (BHV) 0,3 – 1,2 < 0,3
• Österreich (ÖVS) 0,3 – 0,5 < 0,2
• Deutschland (DIN 19643) 0,3 – 0,6 < 0,2
• Türkei (UHE) 0,3 – 0,6 < 0,3
• Belgien 0,3 – 1,5 < 0,8
• Spanien (A.T.E.P.) 0,5 – 2,0 < 0,4
• England (PWTAG) 0,5 – 2,5 < ½ des freien Chlor; max. 1,
• Russland (СанПиН) 0,3 – 0,5 < 0,1
• Niederlande (WHVBZ) 1,0 – 1,5 < 1,0
• WHO < 3,0 < ½ of free; ideally < 0,2
Quelle: A. Reuss, DIN NASport
• Zur Desinfektion und pH-Wert-Korrektur des Beckenwassers muss die nachstehend beschriebene Desinfektions- und Dosiertechnik eingebaut werden.
• Das Desinfektionsmittel sowie die Stoffe zur pH-Wert-Korrektur müssen so zugegeben werden, dass eine konstante Wasserqualität erreicht wird.
• Dies kann mit Dosierpumpen, Regelventilen oder für die Desinfektion mit Elektroden im Durchfluss geschehen.
• Bei der Auswahl der Chemikalien ist die Qualität nach den jeweils genannten Normen einzuhalten.
• Für jedes Schwimm- und Badebecken müssen eine
-automatisch regelnde Chlordosierung bzw. Chlorerzeugung
- eine pH-Regelanlage
-Geräte zur kontinuierlichen Messung und Registrierung der Hygiene-Hilfsparameter freies Chlor, Redox-Spannung und pH- Wert betrieben werden.
• Für Kaltwassertauchbecken mit einem Volumen ≤ 2 m³ und Tretbecken müssen automatisch gesteuerte Chlorungsanlagen betrieben werden.
Anforderung an die Chemikaliendosierung
Desinfektionsmittel /Precursor Produktnorm Schwimm- und
Badebeckenwasser
Produktnorm für Trinkwasser
Chlorgas DIN EN 15363 DIN EN 937
Salz für Elektrolyse DIN EN 16401 DIN EN 16370 / DIN EN 14805
Natriumhypochlorit-Lösung DIN EN 15077 DIN EN 901
Calciumhypochlorit DIN EN 15796 DIN EN 900
Folgende Desinfektionsmittel dürfen verwendet werden:
•Chlorgas nach DIN EN 15363, abgefüllt in Druckbehältern
•Chlorgas, hergestellt am Verwendungsort durch Elektrolyse von Natriumchlorid-Lösung
(Kochsalzlösung, Meerwasser, Sole) oder Salzsäure
•Natriumhypochlorit-Lösung nach DIN EN 15077
•Natriumhypochlorit-Lösung, 0,2-3,5%ige Lösung, hergestellt am Verwendungsort durch Elektrolyse
von Natriumchlorid-Lösung (Kochsalzlösung, Meerwasser oder Natursole), bzw. von salzhaltigem
Wasser
•Calciumhypochlorit (Ca(OCl)2) nach DIN EN 15796 als Granulat oder in Tablettenform
•Hypochlorige Säure/Hypochlorit-Lösung hergestellt durch Chlorelektrolyse im Inline-Betrieb von
chloridhaltigem Filtrat.
Chlorungsverfahren nach DIN 19643
Desinfektionsanlagen
mit Chlorgas nach DIN EN 15363
• Für die Ausstattung und den Aufbau sowie die Aufstellung gelten DIN 19606 und BGR/GUV-R 108.
• Die unterbrechungslose Chlorgaszugabe muss sichergestellt sein.
• Durch die Zugabe von Chlorgas bildet sich im Wasser Salzsäure (HCl); sie bewirkt eine Senkung des pH-Wertes in Abhängigkeit von der im Wasser vorhandenen Säurekapazität.
• Zur Vermeidung unerwünschter pH-Wert-Senkungen kann bei geringer Säurekapazität die Chlorlösung über einen mit Calciumcarbonat (z. B. Marmorkies oder Jurakalk mit hoher Reinheit) gefüllten Reaktionsbehälter geleitet werden.
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Desinfektionsanlagen mit Chlorgas, hergestellt am Verwendungsort
• Bei diesen Anlagen wird der Elektrolyseraum durch eine Membran geteilt. Die entstehende Lauge wird weiterverwendet oder entsorgt, so dass nur Chlorgas dosiert wird.
• Dieses Chlorgas ist im Unterdruckverfahren einzubringen.
• Für die Ausstattung und den Aufbau sowie die Aufstellung gilt die BGR/GUV-R 108. Es muss sichergestellt werden, dass der entstehende Wasserstoff nicht in Räume entweichen kann.
• Durch die Zugabe von Chlorgas bildet sich im Wasser Salzsäure (HCl); sie bewirkt eine Senkung des pH-Wertes entsprechend der im Wasser vorhandenen Säurekapazität.
• Zur Vermeidung unerwünschter pH-Wert-Senkungen kann bei geringer Säurekapazität die Chlorlösung über einen mit Calciumcarbonat (z. B. Marmorkies oder Jurakalk mit hoher Reinheit) gefüllten Reaktionsbehälter geleitet werden.
Quelle: Wapotec Quelle: Wapotec
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Quelle: Ospa Schwimmbadtechnik
Desinfektionsanlagen mit Natriumhypochlorit-Lösung
• Desinfektionsanlagen mit Natriumhypochlorit-Lösung nach DIN EN 15077
• Die Zugabe der Natriumhypochlorit-Lösung zum Filtrat hat durch Dosierpumpen zu erfolgen.
• Die Dosierung kann aus einem Behälter oder aus dem Liefergebinde erfolgen.
• Die Dosieranlagen sind mit Trockenlaufschutz und Leermeldeeinrichtungen zu versehen.
• Die Dosierung von Natriumhypochlorit bewirkt eine Erhöhung des pH-Wertes.
• Dadurch können Flockung und Desinfektion beeinträchtigt werden, so dass hierauf bei der pH-Wert-Regelung geachtet werden muss.
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Desinfektionsanlagen mit Elektrolyse von Natriumchlorid-Lösung
• Desinfektionsanlagen mit Natriumhypochlorit-Lösung, hergestellt am Verwendungsort
• Die Konzentrationen der Lösung liegen zwischen 2 g/L und 35 g/L Cl2.
• Für die Ausstattung und den Aufbau sowie die Aufstellung gilt die BGR/GUV-R 108. Es muss sichergestellt werden, dass der entstehende Wasserstoff nicht in Räume entweichen kann.
• Die Dosierung von Natriumhypochlorit bewirkt eine Erhöhung des pH-Wertes. Dadurch können Flockung und Desinfektion beeinträchtigt werden, so dass hierauf bei der pH-Wert-Regelung geachtet werden muss
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Desinfektionsanlagen mit Calciumhypochlorit
• Calciumhypochlorit (Ca(OCl)2) wird nach Auflösen von Granulat oder Tabletten als Lösung dosiert. Dazu sind Ansetzbehälter mit Rührwerk vorzusehen, in denen typische Konzentrationen von 1 % bis 2 % angesetzt werden.
• Aufgrund der beim Lösen des Calciumhypochlorits entstehenden Schlämme sind reinigbare Dosierstellen und Ansetzbehälter vorzusehen. Bei der Handhabung von Calciumhypochlorit sind geeignete .
• Arbeitsschutzmaßnahmen zum Schutz des Bedienpersonals vor Calciumhypochloritstäuben zu ergreifen.
• Die Dosierung von Calciumhypochlorit bewirkt eine Erhöhung des pH-Wertes.
• Dadurch können Flockung und Desinfektion beeinträchtigt werden, so dass hierauf bei der pH-Wert-Regelung geachtet werden muss.
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Desinfektion mit Chlorelektrolyseanlagen im Inline-Betrieb
• Für die Anwendung dieses Verfahrens ist eine Chloridkonzentration von mehr als 1200 mg/L im Beckenwasser erforderlich. Dies entspricht einem Salzgehalt als NaCl von mehr als 2000 mg/L.
• Die besonderen technischen Anforderungen in Bezug auf erhöhte Korrosivität sind einzuhalten.
• Das Filtrat passiert vollständig oder zum Teil eine ungeteilte Elektrolysezelle. Ein Teil des im Beckenwasser enthaltenen Chlorids reagiert an der Anode zu Chlor. Das erzeugte Chlor reagiert noch in der Zelle mit Wasser abhängig vom pH-Wert zu hypochloriger Säure und Hypochlorit-Ionen.
• An der Kathode entsteht Natronlauge und Wasserstoffgas. Die Natronlauge bewirkt eine Erhöhung des pH-Werts, dadurch können Flockung und Desinfektion beeinträchtigt werden. Darauf ist bei der pH-Wert-Regelung zu achten.
• An der Kathode kann es zu Kalkausfällungen kommen, die durch geeignete Reinigung regelmäßig zu entfernen sind.
• Durch die Chlorelektrolyseanlage im Inline-Betrieb entsteht Wasserstoff. Dieser entweicht über Wasseroberflächen. Durch ausreichende Zufuhr von Außenluft ist sicherzustellen, dass sich in Betriebsräumen und im Schwimmhallenbereich kein zündfähiges Gemisch bilden kann und der entstehende Wasserstoff gefahrlos ins Freie abgeführt wird. Bei der Chlorelektrolyseanlage im Inline-Betrieb muss der Wasserdurchfluss der Elektrolysezelle von einem Strömungswächter überwacht werden, welcher bei fehlendem Durchfluss die Anlage ausschaltet, um eine weitere Wasserstoffentstehung zu verhindern.
• Die Regelung der Desinfektionsmittel-Erzeugung erfolgt durch Regelung des Zellstroms.
• Für jedes Becken muss eine separate Elektrolyseeinheit eingesetzt werden.
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