Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur pH-Regulierung bzw. Einstellung des gewünschten pH-Wertes von Schwimmbadwasser.
Bekanntlich wird das Wasser von Schwimmbädern kontinuierlich filtriert und entkeimt, um durch den Badegast hinter- lassene Schmutzpartikeln und Bakterien zu eliminieren. Zur Filtration werden die verschiedensten Filter, in der Regel Sandfilter oder Kieselgur-Anschwemmfilter, eingesetzt. Zur Desinfektion finden ebenfalls eine ganze Reihe chemischer oder physikalischer Verfahren Anwendung, insbesondere aber Chlor- und Chlorverbindungen, Brom- und Bromsalze, Ozon und Silberionen. Zur Unterstützung der Filtration setzt man besonders in stark frequentierten Schwimmbädern sogenannte Flockungsmittel ein, z. B. Aluminiumsulfat, Aluminat oder Eisensalze. Gelegentlich werden zur Kontrolle des Algenwachstums dem Badewasser auch geringe Mengen Kupferverbindungen zugesetzt, z. B.
Kupfersulfat oder organische Kupfer-Komplexe.
Zusätzlich zu all diesen Massnahmen muss aber auch der pH-Wert von Schwimmbadwasser unter Kontrolle gebracht werden. Im Interesse der Wasserhygiene sowie der Keimtötungswirkung der meisten Desinfektionsmittel sollte sich der pH-Wert des Wassers in einem Schwimmbad zwischen 7,2 und 7,6 bewegen. In der Regel stellen sich aber bei den meisten Schwimmbädern pH-Werte ein, welche über diesem Bereich liegen. Dies kann durch Ausgasung von Kohlensäure oder durch alkalisch wirkende Desinfektionsmittel bedingt sein.
Um den erwähnten optimalen pH-Wert zu erreichen, wird in solchen Fällen das Badewasser kontinuierlich oder periodisch mit einer Säure versetzt. Als Säure wird zur Hauptsache Salzsäure, gelegentlich aber auch Schwefelsäure oder eine organische Säure, verwendet.
In kleineren Schwimmbädern ist es auch üblich, eine sauer reagierende Verbindung, z. B. Natriumbisulfat in Tablettenoder Pulverform, zu verwenden.
Nur in Ausnahmefällen stellt sich im Schwimmbadwasser ein zu tiefer pH-Wert ein. Dieser kann durch Zusatz eines alkalisch reagierenden Chemikals, z. B. Natronlauge oder Soda, korrigiert werden.
Wie bereits erwähnt, werden diese pH-Korrekturen kontinuierlich oder fallweise durchgeführt, und zwar in Abhängigkeit des jeweils gemessenen pH-Wertes. So kann man z. B. bei einem zu hohen pH-Wert eine berechnete Menge Salzsäure nach Badeschluss direkt im Badebecken verteilen oder aber auch in das Ausgleichsbecken giessen. Vielfach verwendet man auch eine Dosierpumpe, welche während einer vorbestimmten Zeit in ebenfalls vorbestimmten Zeitintervallen eine wässrige Säurelösung ins Ausgleichsbecken oder in die Beckenvorlaufleitung dosiert.
In modernen Schwimmbädern wird diese Dosierung automatisch durch ein pH-Messgerät gesteuert. Diese vielfach notwendige kontinuierliche oder diskontinuierliche Zugabe einer Säure hat aber sehr oft nachteilige Korrosionserscheinungen zur Folge. Der nicht seltene Fall einer momentanen Säure überdosierung bewirkt eine örtliche Übersäuerung des Badewassers, welches sich dann aggressiv auf die Rohrleitungen, den metallischen Filterbehälter, Einlaufdüsen, Wärmeaus- tauscher, aber auch auf die Betonwandungen von Schwimmund Ausgleichsbecken auswirken kann. Die Folgen sind Lochfrass und angegriffener Beton. Aber auch ohne momentane Säureüberdosierungen besteht Korrosionsgefahr, da mit jedem Säurezusatz aus dem Wasser durch Umwandlung von Karbonathärte in Nichtkarbonathärte eine entsprechende Menge Kohlensäure freigesetzt wird.
Diese Kohlensäure hat bekanntlich Kalk- und Eisenaggressive Wirkung und führt daher meistens ebenfalls zu den erwähnten Materialschäden. Diese Nachteile der bekannten Verfahren sollen nun mit dem erfindungsgemässen Verfahren vermieden werden. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass man dem Badevasser kontinuierlich oder diskontinuierlich eine wässrige, gelöstes Zink enthaltende Salzsäurelösung zusetzt. Bekanntlich hat Zink korrosionshemmende Wirkung, was man sich z. B. beim Löten mit sogenanntem Lötwasser zu Nutzen macht. Auf metallischen Werkstoffen lagern sich bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geringe Mengen des in Lösung befindlichen Zinks ab und bilden einen dünnen Schutzfilm, welcher die Korrosion des Werkstoffes behindert.
Es wurde aber auch festgestellt, dass bei Verwendung einer gelöstes Zink enthaltenden wässrigen Salzsäurelösung Beton nicht angegriffen wird und dies selbst bei einer Überdosierung. Das erfindungsgemässe Verfahren hat aber noch weitere Vorteile, indem dem Badewasser zugesetztes gelöstes Zink bei den herrschenden pH-Werten zu flockenartigem Zinkhydroxid umgewandelt wird. Dadurch erzielt man aber die genau gleiche Wirkung, wie mit den eingangs erwähnten Flockungsmitteln auf der Basis von Aluminium- oder Eisensalzen. Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann somit auf ein spezielles Flockungsmittel verzichtet werden, was eine Ersparnis an Investitions- und Chemikalkosten bedeutet. Daneben wirkt Zink aber auch bakterientötend und algistatisch.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird somit auch die Wirkung des Desinfektionsmittels unterstützt und das Risiko von Algen- bildung verhindert.
Wie erwähnt, kann das Verfahren kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Der Zusatz einer Zink enthaltenden wässrigen Salzsäurelösung kann von Hand direkt ins Ausgleichsbecken oder aber mittels Dosierpumpe aus einem Vorratsbehälter oder Rücklaufleitung des Schwimmbeckens erfolgen. Die Dosierpumpe kann durch ein pH-Messgerät auch automatisch gesteuert werden.
Die gelöstes Zink enthaltende wässrige Salzsäurelösung kann durch Auflösen von Zinkchlorid in konzentrierter oder verdünnter Salzsäure oder durch Lösen von Zinkmetall in Salzsäure erfolgen. Der Lösung können gegebenenfalls noch weitere Metallsalze zugesetzt werden, z. B. Kupfer-, Silber-, Eisen- oder Aluminiumsalze.
Das erfindungsgemässe Verfahren soll nachstehend an zwei Beispielen erläutert werden:
Beispiel 1
Das Wasser eines Schwimmbades mit einem Inhalt von 250 m3 weist bei der Neufüllung ab dem örtlichen Leitungsnetz einen pH-Wert von 7,6 auf. Die Aufbereitung dieses Badewassers erfolgt kontinuierlich durch Filtration über einen geschlossenen Drucksandfflter und durch Entkeimungsmittel Ozon. Der tägliche Wasserverlust durch Verdunstung, Filterspülung usw. von ca. 10 m3 wird durch Frischwasser ergänzt.
Nach Aufnahme des Badebetriebes stieg der pH-Wert täglich um 0,1 bis 0,2 Einheiten und erreichte nach einer Woche ein Maximum von 8,5. Um den pH-Wert auf den günstigen Bereich zu senken, wurden alle 2 Tage 10 Liter 30%ige Salzsäure mittels einer Giesskanne ins Schwimmbecken gegossen. Schon nach einem Monat waren in der Umgebung der Einlaufdüsen, auf den Beckenwänden und dem Beckenboden rostbraune Verfärbungen festzustellen. Diese Ablagerungen bestanden aus Eisenoxidhydrat und liessen sich nur mühsam entfernen.
Bei einer Kontrolle der Rohrleitungen zeigte sich, dass diese teilweise korrodiert waren, was auch die Rostablagerungen im Becken erklärte.
Es wurde nun anstelle der 30 XOigen Salzsäure in gleicher Weise jeden 2. Tag 10 Liter einer Zinkchlorid enthaltenden Salzsäurelösung ins Becken gegeben. Diese Lösung wurde hergestellt durch Lösen von 2 kg Zinkchlorid in 30 %iger Salzsäure zu einem Volumen von 10 Liter.
Nach Einsetzen dieser Behandlung bildeten sich vorerst wiederum die rostbraunen Verfärbungen. Nach ca. 2 Wochen blieben diese aber vollständig aus und traten über eine Be obachtungsperiode von 3 Monaten nicht mehr auf. Eine Kontrolle der Rohrleitungen zeigte, dass sich inzwischen ein weisser Zinkfilm gebildet hatte.
Bei Trübungsmessungen konnte festgestellt werden, dass die Filtrierwirkung der Sandfilter bis zu 30% verbessert wurde, wenn mit dieser Lösung gearbeitet wurde, statt mit 30 %iger Salzsäure.
Beispiel 2
Ein Schwimmbad mit einem Wasserinhalt von 400 m3 wird mittels Drucksandfilter und Chlordioxid aufbereitet. Pro Stunde werden 100 m3 Wasser über die Aufbereitungsanlage gefördert. Der pH-Wert des Badewassers stieg während einer Woche um ca. 0,5 Einheiten, d. h. von 7,8 auf 8,3. Mittels Dosierpumpe wird nun aus einem Vorratsbehälter automatisch eine gelöstes Zink enthaltende wässrige Salzsäurelösung ins Ausgleichsbecken dosiert. Die Dosierpumpe wird über ein pH-Messgerät derart gesteuert, dass der pH-Wert des Badewassers zwischen 7,3 und 7,5 schwankt. Die Dosierlösung wird hergestellt durch Lösen von jeweils 5 kg Zinkspänen in 30 Liter 30%iger Salzsäure und Ergänzung mit Wasser auf ein Volumen von 50 Liter.
Zwei Monate nach Inbetriebnahme der Anlage konnten keinerlei Korrosionen festgestellt werden.
The present invention relates to a new method for pH regulation or setting the desired pH value of swimming pool water.
It is well known that the water in swimming pools is continuously filtered and sterilized in order to eliminate dirt particles and bacteria left behind by the bathers. A wide variety of filters, usually sand filters or kieselguhr precoat filters, are used for filtration. A whole series of chemical or physical processes are also used for disinfection, but in particular chlorine and chlorine compounds, bromine and bromine salts, ozone and silver ions. To support the filtration, so-called flocculants are used, especially in heavily frequented swimming pools, e.g. B. aluminum sulfate, aluminate or iron salts. Occasionally, small amounts of copper compounds are added to the pool water to control the growth of algae, e.g. B.
Copper sulfate or organic copper complexes.
In addition to all these measures, the pH value of swimming pool water must also be brought under control. In the interests of water hygiene and the germicidal effect of most disinfectants, the pH value of the water in a swimming pool should be between 7.2 and 7.6. As a rule, however, most swimming pools have pH values that are above this range. This can be caused by outgassing of carbon dioxide or by alkaline disinfectants.
In such cases, the bath water is continuously or periodically mixed with an acid in order to achieve the aforementioned optimal pH value. The acid used is mainly hydrochloric acid, but occasionally also sulfuric acid or an organic acid.
In smaller swimming pools it is also common to use an acidic compound, e.g. B. sodium bisulfate in tablet or powder form to use.
Only in exceptional cases does swimming pool water have a pH value that is too low. This can be done by adding an alkaline chemical such. B. caustic soda or soda can be corrected.
As already mentioned, these pH corrections are carried out continuously or on a case-by-case basis, depending on the pH value measured in each case. So you can z. B. If the pH value is too high, distribute a calculated amount of hydrochloric acid directly in the bathing pool after the bath has ended or pour it into the equalization pool. In many cases, a dosing pump is also used, which doses an aqueous acid solution into the equalization basin or into the basin supply line during a predetermined time at also predetermined time intervals.
In modern swimming pools, this dosage is automatically controlled by a pH meter. This often necessary continuous or discontinuous addition of an acid, however, very often results in disadvantageous corrosion phenomena. The not uncommon case of a momentary acid overdose causes local acidification of the bathing water, which can then have an aggressive effect on the pipelines, the metallic filter container, inlet nozzles, heat exchangers, but also on the concrete walls of swimming pools and equalization pools. The consequences are pitting and attacked concrete. But even without momentary acid overdosing, there is a risk of corrosion, since with each addition of acid, a corresponding amount of carbonic acid is released from the water by converting carbonate hardness into non-carbonate hardness.
This carbonic acid is known to have an aggressive effect on lime and iron and therefore usually also leads to the aforementioned material damage. These disadvantages of the known methods should now be avoided with the method according to the invention. It is characterized in that an aqueous hydrochloric acid solution containing dissolved zinc is added continuously or discontinuously to the bath water. It is well known that zinc has an anti-corrosive effect, which is known for. B. makes use of soldering water with so-called soldering water. When the method according to the invention is carried out, small amounts of the zinc in solution are deposited on metallic materials and form a thin protective film which prevents the material from corroding.
However, it was also found that when an aqueous hydrochloric acid solution containing dissolved zinc is used, concrete is not attacked, even if it is overdosed. The method according to the invention has other advantages, however, in that dissolved zinc added to the bathing water is converted to flaky zinc hydroxide at the prevailing pH values. However, this achieves exactly the same effect as with the flocculants mentioned above based on aluminum or iron salts. When carrying out the process according to the invention, a special flocculant can thus be dispensed with, which means savings in investment and chemical costs. In addition, zinc also has a bactericidal and algistatic effect.
The method according to the invention thus also supports the action of the disinfectant and prevents the risk of algae formation.
As mentioned, the process can be carried out continuously or batchwise. An aqueous hydrochloric acid solution containing zinc can be added by hand directly into the equalization pool or by means of a metering pump from a storage tank or return line of the swimming pool. The dosing pump can also be controlled automatically by a pH meter.
The aqueous hydrochloric acid solution containing dissolved zinc can be obtained by dissolving zinc chloride in concentrated or dilute hydrochloric acid or by dissolving zinc metal in hydrochloric acid. Further metal salts can optionally be added to the solution, e.g. B. copper, silver, iron or aluminum salts.
The method according to the invention will be explained below using two examples:
example 1
The water of a swimming pool with a volume of 250 m3 has a pH value of 7.6 when it is refilled from the local pipe network. The treatment of this pool water takes place continuously through filtration through a closed pressure sand filter and through disinfectant ozone. The daily water loss through evaporation, filter flushing, etc. of approx. 10 m3 is supplemented by fresh water.
After starting bathing, the pH value rose daily by 0.1 to 0.2 units and reached a maximum of 8.5 after one week. In order to lower the pH value to the favorable range, 10 liters of 30% hydrochloric acid were poured into the swimming pool every 2 days using a watering can. After just one month, rust-brown discolorations were found in the vicinity of the inlet nozzles, on the pool walls and the pool floor. These deposits consisted of iron oxide hydrate and could only be removed with great difficulty.
An inspection of the pipelines showed that they were partially corroded, which also explained the rust deposits in the basin.
Instead of the 30% hydrochloric acid, 10 liters of a hydrochloric acid solution containing zinc chloride were added to the basin in the same way every other day. This solution was prepared by dissolving 2 kg of zinc chloride in 30% hydrochloric acid to a volume of 10 liters.
After the start of this treatment, the rust-brown discolorations initially formed again. After about 2 weeks, however, these ceased completely and did not occur again over an observation period of 3 months. A check of the pipelines showed that a white zinc film had now formed.
When measuring the turbidity, it was found that the filtering effect of the sand filter was improved by up to 30% when this solution was used instead of 30% hydrochloric acid.
Example 2
A swimming pool with a water content of 400 m3 is treated using a pressure sand filter and chlorine dioxide. 100 m3 of water per hour are pumped through the treatment plant. The pH of the bath water rose by about 0.5 units during a week, i.e. H. from 7.8 to 8.3. An aqueous hydrochloric acid solution containing dissolved zinc is now automatically dosed into the equalization tank from a storage tank by means of a dosing pump. The dosing pump is controlled by a pH measuring device in such a way that the pH value of the bathing water fluctuates between 7.3 and 7.5. The dosing solution is prepared by dissolving 5 kg of zinc shavings in 30 liters of 30% hydrochloric acid and adding water to a volume of 50 liters.
Two months after commissioning the plant, no corrosion whatsoever was found.