Ocena efektów pracy instalacji wody basenowej

(1)

Z E SZ Y T Y N A U K O W E PO L IT EC H N IK I ŚLĄ SK IEJ Seria: IN Ż Y N IE R IA ŚR O D O W ISK A z. 48

2003 N r kol. 1591

Florian G. PIECHURSKI, Joanna WYCZARSKA-KOKOT Zakład Wodociągów i Kanalizacji

Politechnika Śląska

ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

OCENA EFEKTÓW PRACY INSTALACJI WODY BASENOWEJ

Streszczenie. Podstawowym czynnikiem decydującym o bezpieczeństwie użytkowników basenu je s t wysokoefektywny sposób uzdatniania i dezynfekcji wody basenowej, zabezpieczający kąpiących się p rzed zanieczyszczeniem mikrobiologicznym, związkami mogącymi powodować alergie lub mającymi właściwości kancerogenne. Wyniki badań fizyczno-chemicznych i bakteriologicznych pozwoliły na określenie efektów dezynfekcji w czterech basenach. Przeprowadzone badania sprawności dla czterech rozwiązań cyrkulacji wody basenowej pozwalają na ocenę sprawności wymieszania wody.

T H E W O R K IN G E F F IC IE N C Y O F IN S T A L A T IO N IN SW IM M IN G PO O L S

Sum m ary. The prim ary aims o f the water circulation systems and water treatment methods in swimming pools is to keep the quality o f water in accordance with the sanitary and hygienic standards. The high-efficient water treatment methods and disinfections process protects swimmers fro m microbiological pollutions and compounds contamination that may cause allergies or other diseases. The results o f physical, chemical and bacteriological research o f water allowed to specify

disinfections effects in selected swimming pools. The analysis o f fo u r types o f water circulation methods let us check the efficiency o f water mixing.

1. W stęp

D ziałania m ające na celu zapew nienie w łaściw ych param etrów jak o ści w ody basenow ej zgodnych z obow iązującym i norm am i pow inny obejm ow ać [1, 5, 6, 10]:

• zastosow anie technologii uzdatniania w ody basenow ej zapew niającej skuteczne usuw anie zanieczyszczeń fizyczno-chem icznych z basenu,

• dezynfekcję w ody w pływ ającej do basenu, zapew niającą wysoki stopień elim inacji drobnoustrojów niebezpiecznych dla człow ieka w całym basenie,

• optym alizację w arunków hydraulicznych przepływ u panujących w niecce basenow ej poprzez szybkie i całkow ite m ieszanie w ody w prow adzanej z w o d ą zn ajd u jącą się ju ż w basenie, unikanie pow staw ania stre f m artw ych oraz utrzym anie odpow iedniej krotności w ym iany w ody,

(2)

170 Florian PIECHURSKI, Joanna WYCZARSKA-KOKOT

• p raw idłow ą eksploatację o b ejm ującą regularne czyszczenie i dezynfekcję ścian, dna basenu, rynien przelew ow ych, podłóg i ścian w bezpośrednim otoczeniu niecki basenow ej oraz pom ieszczeń szatniow o-natryskow ych,

• ciąg łą kontrolę jak o ści w ody basenow ej.

P odstaw ow ym czynnikiem stanow iącym o bezpieczeństw ie użytkow ników basenu je st stała dezynfekcja w ody basenow ej. Skuteczność środka dezynfekcyjnego zależy nie tylko od je g o rodzaju, ale rów nież od ciągłej je g o obecności w w odzie basenow ej w odpow iednim stężeniu. W ażne je s t dobranie środka dezynfekcyjnego tak, aby zapew nić działanie bakteriobójcze i w irusobójcze, a jednocześnie nie pow odow ać szkodliw ego w pływ u na zdrow ie kąpiących się. [1,2].

W ażne je s t zapew nienie takich sam ych param etrów jakościow ych w ody we w szystkich punktach i w szystkich strefach basenu. N a etapie projektow ania należy dokonać w yboru system u cyrkulacji w ody basenow ej, zapew niając w ten sposób odpow iednie w arunki przepływ u przez nieckę. O dpow iedni przepływ je s t w ażny dla zachow ania czystości w ody w niecce basenu tak ja k jej odpow iednie uzdatnianie.

2. M etody d ezyn fek cji w ód b asenow ych

Do najczęściej stosow anych środków dezynfekcyjnych w technologii uzdatniania w ody basenow ej należą: podchloryn sodu, chlor gazow y, chlor elektrolityczny oraz ozon w połączeniu z chlorem . Rzadziej stosow ane są: brom , jo d , jo n y srebra i prom ienie ultrafioletow e w połączeniu z chlorem . D la basenów zasilanych w odam i m ineralnym i, np.

dla basenów rehabilitacyjnych i sanatoryjnych popularność zdobyw ają technologie „nisko zasolonej w ody” , polegające na elektrolizie soli N aCl dodaw anej bezpośrednio do niecki basenow ej. O d niedaw na w kilku instalacjach d ziała ją - ja k na razie eksperym entalnie - urządzenia w ykorzystujące em isję pola elektrom agnetycznego oraz rozciągnięte częstotliw ości dźw iękow e do w spom agania procesu dezynfekcji w ody basenow ej.

S tosow anie w ysokoefektyw nych procesów uzdatniania w ody basenow ej opartych na procesie koagulacji, filtracji na złożu w ielow arstw ow ym i skutecznej dezynfekcji zapew nia ja k o ść w ody basenow ej zgo d n ą z rygorystycznym i norm am i i w ytycznym i w tym zakresie

[1, 2]. W badanych obiektach basenow ych zastosow ano następujące m etody dezynfekcji:

• dla basenu 1 - chlorow anie za pom ocą podchlorynu sodu,

• dla basenu 2 - ozonow anie częściow ego strum ienia w ody (m etoda optoZON®) i chlorow anie końcow e za po m o cą podchlorynu sodu, który w ytw arzany je s t w obiekcie basenow ym w procesie elektrolizy m em branow ej (m etoda Elyzon*),

• dla basenu 3 - ozonow anie częściow ego strum ienia w ody (m etoda optoZON®) oraz chlorow anie końcow e za p om ocą podchlorynu sodu,

• dla basenu 4 - naśw ietlanie prom ieniam i U V (lam py m ultifalow e) oraz chlorow anie końcow e za po m o cą podchlorynu sodu.

2.1. D ezynfekcja podchlorynem sodu

D odaw anie chloru w postaci podchlorynu sodu je s t szeroko stosow aną m etodą dezynfekcji w ody basenow ej. C hlor należy w prow adzić do w ody w takiej ilości, aby pokryć zapotrzebow anie na utlenienie substancji organicznych i nieorganicznych oraz

(3)

OCENA EFEKTÓW PRACY INSTALACJI WODY BASENOWEJ 171

pozostaw ić nadm iar, tzw. chlor użyteczny, zapew niający w odzie w łaściw ości bakteriostatyczne.

Jeżeli w w odzie dezynfekow anej w ystępują zw iązki azotow e (np. produkty rozkładu m ocznika i potu), to chlor utw orzy z nim i chloram iny, będące głów ną p rzyczyną alergii, podrażnień oczu, błon górnych dróg oddechow ych oraz układu pokarm ow ego. Ponadto chloram iny odpow iedzialne są za charakterystyczny nieprzyjem ny zapach w ody i posiadają w łaściw ości m utagenne [7],

W śród zalet dezynfekcji podchlorynem sodu m ożna niew ątpliw ie w ym ienić: łatw y m ontaż instalacji, niskie koszty inw estycyjne, łatw e dozow anie uderzeniow e oraz w ydłużony czas działania chloru. D o w ad tej m etody należą: ograniczona trw ałość składow ania podchlorynu, tw orzenie chloram in oraz w zrost w artości pH.

2.2. D ezynfekcja podchlorynem sodu w ytw arzanym metodą elektrolizy m em branowej

Do produkcji chloru m eto d ą elektrolizy m em branow ej w ykorzystuje się w odę i sól kuchenną. P o d staw ą urządzenia do w ytw arzania N aO C l w procesie elektrolizy m em branow ej je s t tzw. p akiet elektrolizy, zw any rów nież pakietem celi m em branow ej.

Do podstaw ow ych zalet instalacji elektrolizy m em branow ej należą: w iększe stężenie chloru (35 g C l2 /d m3 w ody) w porów naniu z innym i m etodam i je g o w ytw arzania (1 5 -1 8 g C l2/d m 3). D zięki zm iękczaniu w ody roztw ór pozbaw iony je s t dodatkow ych zanieczyszczeń i w m niejszym stopniu zw iększa zasolenie w ody basenow ej niż zw ykły podchloryn sodu;

pełne w ykorzystanie stosow anej soli dzięki zam knięciu układu (całkow ity brak produktów ubocznych), znikom y w pływ na w artość pH w ody basenow ej, zautom atyzow ana obsługa, m ożliw ość uruchom ienia instalacji w dow olnej chwili, w ysokie bezpieczeństw o, spraw ność i ekonom ika procesu [8],

2.3. Ozonow anie częściowego strum ienia wody

S tosow anie ozonow ania prow adzi do praw ie całkow itego rozkładu zanieczyszczeń organicznych, na skutek dużej zdolności utleniania ozonu, sprzyja usuw aniu substancji antropogennych, popraw ia efektyw ność usuw ania barw y, m ętności i zapachu, znacznie zm niejsza pow staw anie alergogennych chloram in i trichlorom etanów oraz zm niejsza daw ki chloru stosow anego do dezynfekcji [7, 9]. Proces ozonow ania posiada rów nież w ady, przede w szystkim bardzo w ysokie koszty inw estycyjne i eksploatacyjne oraz konieczność zapew nienia specjalistycznej obsługi. G łów nie koszty zm usiły projektantów i inw estorów do poszukiw ania now ych rozw iązań, pozw alających zachow ać w iększość zalet m etody ozonow ania przy jed n o czesn y m obniżeniu kosztów je j instalacji i eksploatacji. Jednym z takich rozw iązań je s t system ozonow ania częściow ego strum ienia wody.

O zonow anie strum ienia częściow ego posiada pew ne zalety: dużo m niejsze koszty inw estycyjne niż przy stosow aniu ozonow ania pełnego (ozonujem y tylko 1(H2 0% objętości głów nego strum ienia w ody basenow ej), niższe koszty eksploatacyjne, m niejsze pow ierzchnie zajm ow ane przez urządzenia, brak potrzeby stosow ania w ęgla aktyw nego (nie m a nadprodukcji ozonu) oraz spadek zużycia chloru do ok. 30 % w porów naniu z m etodą z ozonem i w ęglem aktyw nym [9],

(4)

2.4. Naświetlanie prom ieniam i ultrafioletowymi

M etoda ta polega na naśw ietlaniu w ody przepływ ającej przez cylindry, w których um ieszczone są lam py em itujące prom ieniow anie ultrafioletow e o odpow iedniej mocy.

Prom ieniow anie to pow oduje niszczenie bakterii chorobotw órczych, ale nie zabezpiecza w ody przed w tórnym skażeniem , podobnie ja k m etoda ozonow ania i m usi być pow iązane z koń co w ą dezynfekcją chlorem .

Do zasadniczych zalet tej m etody m ożna zaliczyć: skuteczne niszczenie bakterii chorobotw órczych, w irusów , glonów , grzybów i pleśni oraz zm niejszenie ilości chloru dodaw anego do końcow ej dezynfekcji w ody basenow ej, dzięki czem u pow staje m niejsza ilość chloram in [12, 13].

3. P rzep ływ w o d y p rzez basen

O pierając się na analizie dotychczasow ych rozw iązań przepływ u w basenach m ożem y dokonać podziału na cztery najczęściej stosow ane sposoby przepływ ów w basenach [3]:

• przepływ prosty w zdłużny- spotykany w w ielu istniejących basenach;

• przepływ z odbiciem i przepływ em cyrkulacyjnym - stare rozw iązania basenów ;

• przepływ poziom y stosow any w basenach otw artych ;

• przepływ pionow y stosow any w now ych rozw iązaniach basenów .

Z akres badań został zaw ężony do cyrkulacji w ody w basenie sportow ym z dw om a zalecanym i obecnie sposobam i przepływ ów - pionow ym i poziom ym .

Przepływ pionow y polega na doprow adzeniu w ody uzdatnionej poprzez dysze um ieszczone w dnie niecki basenu. W oda zanieczyszczona odprow adzona je s t poprzez rynny przelew ow e um ieszczone na górnych kraw ędziach ścian. D opływ w ody do basenu następuje przez system rozprow adzający z dyszam i um ieszczonym i w dnie. A by osiągnąć w ym agany rów nom ierny przepływ wody, zostały opracow ane różne m etody doprow adzenia w ody i rozw iązania dysz dopływ ow ych. T aki sposób doprow adzenia w ody w ytw arza lejkow aty przepływ , dzięki czem u uzyskuje się w ysoki stopień w ym iany przy jednoczesnym w ym ieszaniu środka dezynfekującego w okolicy dna. W oda zabrudzona poprzez w yparcie najkrótszą d ro g ą w górę je s t odprow adzana przez rynnę przelew ow ą.

Przy przepływ ie pionow ym uzyskuje się optym alną hydraulikę, niezależnie od konstrukcji i kształtu basenu, w łącznie z problem ow ym obszarem „rogów ” basenu.

Przepływ poziom y polega na doprow adzeniu w ody uzdatnionej poprzez dysze um ieszczone na przeciw ległych dłuższych ścianach. W oda zanieczyszczona je st jedno cześn ie odprow adzana przez rynnę przelew ow ą lub przez rynnę p rzelew ow ą i odpływ denny. W m ieszanym system ie odpływ u należy przew idzieć dodatkow ą m ożliw ość przełączenia bezpośrednio przed pom pam i, aby w razie konieczności 1 0 0% objętości wody odprow adzić przez rynnę przelew ow ą, co często w ystępuje przy rem ontach istniejących basenów . Do rów nom iernego rozdziału w ody w ykorzystuje się odpow iednie konstrukcje dysz dopływ ow ych i urządzenia regulujące. M ożna to rów nież rozw iązać przez rozdział przepływ ającej w ody w odpow iednio zaprojektow anym pod w zględem hydraulicznym system ie rur doprow adzających.

W celu zapew nienia odpow iednich w arunków przepływ u bardzo w ażne je s t dobranie odpow iedniego rodzaju i przekrojów rynien przelew ow ych. U m ożliw ią one spraw ne, ciągłe i rów nom ierne odprow adzanie w ody basenow ej w zależności od w ystępujących w czasie

(5)

użytkow ania basenu falow ania oraz stopnia zabrudzenia. K raw ędź przelew ow a spełnia funkcję spiętrzającą, w inna odprow adzać w odę z basenu ciągle i rów nom iernie. O dchyłki od poziom u przy publicznych basenach m ogą w ynosić z tego pow odu tylko ± 2 m m [4],

4. Z ak res p ro b lem ów zw ią za n y ch z w od ą basenow ą

W obszarze dna basenu w ystępuje zw ielokrotnienie obciążenia brudem poprzez odkładanie się opadających substancji, które stanow ią pożyw kę dla w szystkich m ożliw ych m ikroorganizm ów . T a koncentracja zanieczyszczeń m oże być ograniczona przez odpow iedni dopływ , ew entualnie odpływ w ody z basenu, przy czym nie m ożna zaniechać codziennego, intensyw nego czyszczenia dna i cotygodniow ego czyszczenia ścian basenu za p o m o cą odkurzacza podw odnego.

Przy niew ystarczającym przepływ ie poziom ym w basenie m o g ą w ytw orzyć się w ały w odne ze zbyt długim czasem zatrzym ania, uw arstw ienia w odne ze spadkam i tem peratur i zaw irow ania przepływ u z pow stającym i przestrzeniam i m artw ym i. Te obszary z niskim stopniem w ym ieszania s ą higienicznie w ątpliw e i stw arzają ryzyko infekcji, gdyż doprow adzenie środka dezynfekującego je s t tu niedostateczne i sprzyja w zrostow i alg i zasiedleniu bakterii. P oziom y przepływ w basenie w ym aga w yższego zapotrzebow ania energii niż pionow y, gdyż charakterystyka odległości stożkow ej dyszy dopływ ow ej na w locie pow inna rozciągać się na c a łą szerokość basenu.

W pobliżu lustra w ody znajduje się dużo m ateriału pływ ającego, utrzym uje się także podw yższone obciążenie bakteriologiczne, pochodzące od kąpiących się oraz od w pływ ów otoczenia. Jednocześnie w w arstw ie w ody pow ierzchniow ej zaw artość chloru je s t najm niejsza w porów naniu z głębszym i w arstw am i. Sytuacja ta m oże spow odow ać niedostateczne niszczenie bakterii i uaktyw nionych w irusów . D latego należy ja k najw iększą część w ody obiegow ej (min. 50% ) odprow adzić przez rynnę przelew ow ą, w celu oczyszczenia górnych w arstw wody.

D odatkow e obciążenie m ikrobiologiczne w w odzie basenu m oże w ystąpić z pow odu różnych czynników budow lanych. P rzyczyną m o g ą być szczeliny dylatacyjne, posiadające uszkodzenia. R ów nież przy rurociągach dla atrakcji w odnych, przy zbyt m ałym przepływ ie w ody zaw ierającej środki dezynfekujące, m o g ą tw orzyć się skupiska bakterii. R ów nież w yłączenie instalacji cyrkulacyjnej w godzinach nocnych w celu „oszczędzania” prow adzi do pogorszenia jak o ści w ody w basenie przy jednoczesnym obniżeniu zaw artości chloru [4].

5. C h ara k tery sty k a bad an ych basenów

O ceny spraw ności działania system ów dezynfekcji w ody basenow ej dokonano na podstaw ie param etrów ja k o ści w ody w nieckach basenow ych. A nalizy jakościow e w ykonano dla czterech w ybranych basenów pływ ackich (sportow o-rekreacyjnych) o w ym iarach niecek basenow ych 25x12,5 m. B asen 1 eksploatow any je s t od stycznia 1999 roku, baseny 2 i 3 od kw ietnia 2002 roku, basen 4 od stycznia 2002 roku. W ym ienione baseny p o siad ają p o rów nyw alną pojem ność w o d n ą (468,8 m3 -s- 528 m 3) oraz natężenie przepływ u w ody w obiegu od 137,5 m 3/h do 139 m3/h, z w yjątkiem basenu 2, który pracuje na jed n y m obiegu z basenem ham ow nym dla dw óch zjeżdżalni i dla którego przepływ w ody w obiegu w ynosi 240 m3/h. W e w szystkich obiektach przew idziano uzupełnianie

(6)

w o d ą św ieżą w ilości 30 dm 3/osobę z sieci w odociągow ej. T eoretyczna w ym iana w ody w nieckach basenow ych następuje w czasie od 2,8 godz. w basenie 2 do 3,6 godz.

w basenie 3. Ilość filtrów (2 filtry w basenie 1, 3 i 4 oraz 3 filtry w basenie 2), pow ierzchnia złoża każdego z filtrów 2,54 m 2, rodzaj złoża - piaskow o-żw irow e lub dodatkow o z w arstw ą antracytu, w ydajność filtrów (73-76 m3/h), prędkość filtracji (30m /h), sposób płukania filtrów (w o d ą i pow ietrzem ), prędkość płukania (65m /h). Rodzaj stosow anego koagulanta (siarczan glinu) oraz środka do korekty pH (HC1 lub H2S 0 4) w badanych obiektach basenow ych są porów nyw alne.

T ablica 1 T echnologia uzdatniania i m etoda dezynfekcji w badanych basenach___________

O biekt T echnologia uzdatniania M etoda dezynfekcji

Basen 1

F iltracja w stępna (łapacz w łókien) - koagulacja pow ierzchniow a (kontaktow a) - filtracja na złożach

w ielow arstw ow ych z w arstw ą hydroantracytu

- dezynfekcja N aO C l - korekta pH

Za po m o cą w odnego roztw oru N a O C l o stęż. 3% , przy zalecanej daw ce 0,3 -

0,5 m gC l2/d m3

B asen 2

Filtracja w stępna (łapacz w łókien) - koagulacja pow ierzchniow a - filtracja

na złożach w ielow arstw ow ych piaskow ych - ozonow anie częściow ego

strum ienia w ody - dezynfekcja końcow a N aO C l - korekta pH

C zęść strum ienia w ody 10% po filtracji w yłączona ze strum ienia głów nego, poddana ozonowaniu i w prow adzona

do zb. reakcyjnego- czas reak. ok. 5 m inut -(optoZ O N ) + końcow a dezynfekcja N aO C l - (m etoda elektrolizy mem branowej Elyzon)

B asen 3

F iltracja w stępna (łapacz w łókien) - koagulacja pow ierzchniow a - filtracja

na złożach w ielow arstw ow ych piaskow ych - ozonow anie częściow ego

strum ienia w ody - dezynfekcja końcow a N aO C l - korekta pH

C zęść strum ienia w ody 10% po filtracji w yłączona ze strum ienia głów nego, poddana ozonowaniu i w prow adzona

do zbiornika reakcyjnego - czas reak.

ok. 3 m inut - (optoZO N ) + końcow a dezynfekcja roztw orem N aO C l

B asen 4

F iltracja w stępna (łapacz w łókien) - koagulacja pow ierzchniow a - filtracja

na złożach w ielow arstw ow ych z w arstw ą hydroantracytu - naśw ietlanie

prom ieniam i UV - dezynfekcja końcow a N aO C l - korekta pH

Po procesie filtracji w oda poddaw ana je s t naświetlaniu prom ieniam i U V -

lam py M ultifalow e + końcow a dezynfekcja roztw orem N aO Cl.

O bciążenie pow ierzchni lustra w ody kąpiącym i się m a zdecydow any w pływ na param etry jakości w ody w nieckach basenow ych. D la basenu 1 i 2 obciążenia kąpiącym i się w ynosiły odpow iednio 11,6 m 2/osobę i 12 m2/osobę. N ajbardziej obciążony był basen 3, dla którego na je d n ą osobę k ąp iąc ą się przypadało średnio 7,8 m2 pow ierzchni lustra wody.

N ajm niejszą w artością obciążenia charakteryzow ał się basen 4. N a jed n eg o kąpiącego się przypadało tu aż 22,3 m2 pow ierzchni lustra w ody w niecce basenow ej.

(7)

O bciążenie lustra w ody kąpiącym i się obliczono na podstaw ie średniej ilości osób korzystających z kąpieli w ciągu jed n ej godziny [1 1],

W tablicy 1 przedstaw iono skró co n ą charakterystykę technologii uzdatniania i dezynfekcji w ody basenow ej w poszczególnych badanych obiektach.

6. Analiza efektów dezynfekcji wody z badanych niecek basenowych

W celu określenia spraw ności działania system ów dezynfekcji w ody basenow ej badano podstaw ow e param etry ja k o ści w ody w nieckach basenow ych, charakteryzujących jej stopień zanieczyszczenia i przydatność dla osób kąpiących się. W całym cyklu prow adzonych badań próby pobierano w godzinach rannych podczas użytkow ania basenów . W odę pobierano z jed n eg o punktu w niecce basenu w odległości ok. 40 cm od kraw ędzi i ok. 30 cm pod zw ierciadłem w ody. W ciągu całego cyklu badań dla każdego param etru ja k o ści w ody basenow ej w ykonano od 8+ 10 analiz. A nalizy w ody obejm ow ały w ybrane param etry fizyczno-chem iczne i bakteriologiczne.

W artości średnie w yników analiz fizyczno-chem icznych przedstaw ia tabl. 2. W oda w nieckach basenow ych w każdym analizow anym obiekcie w zasadzie spełnia w ym agania norm w tym zakresie. Z astrzeżenia m ożna m ieć do w artości potencjału redox w basenach 2, 3 i 4, który w w iększości analizow anych prób nie odpow iadał m inim alnej w artości norm atyw nej.

P aram etram i najlepiej obrazującym i efekty dezynfekcji w ody w nieckach są:

utlenialność ja k o w skaźnik zaw artości substancji organicznych utleniających się pod w pływ em nadm anganianu potasu oraz zaw artość chloru w olnego i chloram in, oznaczanych ja k o chlor zw iązany.

Średnia w artość utlenialności w badanych obiektach w ynosiła: basen 1 - 2,45 m g/dm30 2, basen 2 - 3 , 1 8 m g/dm30 2, basen 3 - 2,89 m g/dm30 2, basen 4 - 4,46 m g/dm302 i nie przekraczała w artości dopuszczalnej, określonej przez [2], tj. 5,0 m g/dm302(ry s.l).

S tężenia chloru w olnego w e w szystkich badanych obiektach basenow ych odpow iadały w ym aganiom norm atyw nym . W basenach 2 i 3, ze w zględu na prow adzenie procesów ozonow ania częściow ego strum ienia w ody oraz w basenie 4, ze w zględu na proces naśw ietlania lam pam i UV , w spom agających k o ń co w ą dezynfekcję podchlorynem sodu, obniżono m in im aln ą w y m ag an ą w artość chloru w olnego do poziom u 0,2 m g C l2/d m 3.

Średnie w artości C l2 w olnego dla poszczególnych niecek basenow ych przedstaw ia rys. 2. Z astosow anie zm niejszonej daw ki N aO C l do obiegu w ody uzdatnionej w basenie 2 i 3 nie w płynęło na pogorszenie się je j składu bakteriologicznego. P aram etry bakteriologiczne dla w szystkich w ód z badanych niecek basenow ych odpow iadały w ym aganiom norm i nie były kw estionow ane przez nadzór sanitarny.

Ilość chloram in nie budzi zastrzeżeń je d y n ie w obiektach 3 i 4. D la basenu 1 ilość chloram in w każdej badanej próbie przekraczała w artość norm atyw ną i m ieściła się w granicach od 0,22 -*• 0,37 m g/dm 3. D la basenu 2, pom im o prow adzenia procesu ozonow ania, ilość chloram in w badanych próbach w ahała się w dość szerokich granicach od 0,14 -H 0,44 m g/dm 3. D la basenu 3 średnia ilość chloram in (0,21 m g/dm 3) nieznacznie p rzekracza w artość no rm aty w n ą i m ożna uznać, że prow adzenie procesu ozonow ania części strum ienia w ody przyczyniło się do popraw y jak o ści w ody basenow ej i w znacznym stopniu popraw ia kom fort je j użytkow ników , zw łaszcza że obciążenie kąpiącym i się w tym obiekcie basenow ym było najw iększe i w ynosiło 7,8 m2/osobę. W przypadku basenu 4,

(8)

gdzie proces dezynfekcji w spom agany je st lam pam i UV, średnia ilość chloram in nie budziła zastrzeżeń.

W całym cyklu badań ilość chloram in w ynosiła od 0,19 m g/dm3 do 0,24 m g/dm3 w fazie rozruchu lam p i od 0,17 m g/dm3 do 0,20 m g/dm3 w fazie norm alnej ich pracy. N ależy je d n ak zaznaczyć, że obciążenie kąpiącym i się w tym obiekcie było najm niejsze i w ynosiło

22,3 m2/osobę.

T ablica 2 Średnie w artości w yników analiz fizyczno-chem icznych w ody z badanych basenów

Lp. Parametr Jednostka B 1 B 2 B 3 B 4 Norma

1 pH - 7,08 7,15 7,26 7,30 6,5-7,6

2 REDOX mV 761 712 - 722 min.750 (pH 6,5-7,3)

min.770 (pH 7,3-7,6)

3 temperatura °C 27,9 24,6 28,0 27,8 32,0

4 barwa mg/dm3 Pt 1 5 3 1 0,5 (dla f=436nm), 15*

5 mętność mg/dm3 S i02 4 1 1 1 0,5 (NTU), 1*

6 n - n o2 mg/dm3 0,021 0,025 0,037 0,026 O LA *

7 N-NOj mg/dm3 3,51 3,56 2,72 4,34 20**, 50*

8 n - n h4 mg/dm3 0,018 0,026 0 ,0 10 0,032 0,1; 0,5*

9 utlenialność mg/dm30 2 2,45 3,18 2,89 4,46 0,75 **; 5,0*

10 tlen rozp. mg/dm3 7,5 _8,1 8,2 8,1 -

1 1 chlor wolny mg/dm3 0,37 0,27 0,26 0,25 0,3-0,6 i 0,2-0,5***

12 chlor związany mg/dm3 0,30 0,26 0,21 0,20 0,2 i 0,1***

13 chlor całkowity mg/dm3 0,67 0,55 0,45 0,45 -

14 chlorki (Cl ) mg/dm3 240 264 40 65 250*

15 twardość og. mg/dm3 C a C 03 487 196 47 46 60-500*

16 glin ogólny (Al3+) mg/dm3 0,05 0,08 0,02 0,00 0,1 0; 0,2*

17 ozon mg/dm3 - 0,01 0,08 - 0,05 (w filtracie)

* w wodzie do picia

** ponad wartość w wodzie uzupełniającej

***uzdatnianie z zastosowaniem procesów: koagulacja, filtracja, ozonowanie, filtracja przez złoże z węglem aktywnym, chlorowanie

Przyjm ując basen 1 o podstaw ow ym i obecnie jeszc ze najpow szechniej stosow anym system ie uzdatniania i dezynfekcji w ody basenow ej w naszym kraju za obiekt porów naw czy m ożna określić przybliżony stopień redukcji chloram in w pozostałych nieckach basenow ych. I tak basen 2 w porów naniu z basenem 1 w ykazyw ał średnio 13%

redukcję chloram in, basen 3 - 30% , a basen 4 - 33%. Średnie w artości chloru zw iązanego w badanych nieckach basenow ych przedstaw ia rys. 3.

(9)

T3E 5 4.5 4

3.5 -- 3 -- 2.5 -- D 2

1.5 1 0,5 0

□ u t le n ia ln o ś ć w w o d z ie u z u p e łn ia ją c e j

□ u t le n ia ln o ś ć w w o d z ie b a s e n o w e j

2 , 4 5

1 , 5 4

3 , 1 8

0 , 8 5 0 , 8 1

4 , 4 6

3 , 4 8

2 , 8 9

■>

---

l i

Sili

BAS EN Rys. 1. Średnie w artości utlenialności w badanych basenach

Fig. 1. The m iddle values o f oxidation param eter in tested sw im m ing pools

BASEN

Rys. 2. Średnie w artości chloru w olnego w badanych basenach Fig. 2. The m iddle values o f free chlorine in tested sw im m ing pools

(Jp - i 0,35 - 0 E 0,3

Ö)

£ 0,25

> » 0,2 C

re

N 0,15

(TT

I

O °-05

~Eo o

0 , 3

---- ---- ----

---

Rys.3 . Średnie w artości chloru zw iązanego w badanych basenach Fig. 3. The m iddle values o f chloram ines in tested sw im m ing pools

(10)

7. Badania warunków przepływu w niecce basenu

B adaniam i objęto dw a system y doprow adzania w ody do m odelu basenu:

a) system pionow y - w oda do basenu doprow adzana była dyszam i usytuow anym i rów nom iernie w dnie basenu;

b) system poziom y - w oda do basenu doprow adzana była dyszam i usytuow anym i rów nom iernie na dw óch dłuższych bokach basenu.

D la każdego z system ów uw zględniono dw a sposoby odprow adzania wody:

1) odprow adzanie w ody rynnam i przelew ow ym i usytuow anym i na w szystkich ścianach basenu - baseny kąpielow e;

2) odprow adzanie w ody rynnam i przelew ow ym i usytuow anym i tylko na dłuższych ścianach basenu - baseny sportow e.

M ożna zaobserw ow ać różnice w rozkładzie znacznika w m odelu przy ścianach basenu w zależności od sposobu doprow adzania w ody do basenu i je j odbioru poprzez rynny przelew ow e w poszczególnych strefach od najlepszego do najgorszego w kolejności A l, A2, B2, B 1. D ow odzi to, że stopień zm ieszania zależy od rozw iązania dopływ u i odpływ u w ody uzdatnionej do niecki basenu oraz strefy w basenie.

1 2 3 4

Rys. 4. Z estaw ienie stopni w ym ieszania [%] w poszczególnych strefach basenu w zależności od sposobu doprow adzenia wody; l - lustro, 2 - środek,

3 - dno, 4 - spraw ność basenu

Fig. 4. The m ixed degree com bination [%] in individual zones o f sw im m ing pool depending on w ater supply w ays; 1 - w ater level, 2 - m iddle, 3 - bottom , 4 - efficiency o f sw im m ing pool

(11)

B iorąc pod uw agę sposób odprow adzenia w ody na podstaw ie średnich z w yników badań, stanow czo bardziej zalecanym sposobem pow inno być odprow adzenie w ody poprzez system rynien usytuow anych na w szystkich ścianach basenu dla przepływ u pionow ego A l, gdzie uzyskano spraw ność 7= 63% . N iższą spraw ność uzyskano dla basenu z odprow adzeniem w ody przez rynny przelew ow e um ieszczone na dłuższych bokach A2 7=5 9,3%. P odobne w yniki uzyskano dla przepływ u poziom ego B I 7=63,2 %, a dla B2 7 =59,4 % (rys 4).

P orów nanie średnich w yników obrazujących procentow y stopień zm ieszania w ody w basenie w zależności od czasu dozow ania znacznika, natężenia i sposobu przepływ u w ody m oże prow adzić do określenia obszarów m artw ych. N ajlepszy efekt w ym ieszania znacznika w basenie uzyskano w środkow ej części - 2 (7 = 35- 42% ), gorsze dla obszaru lustra w ody - 1 (7 =32-36% ), najgorszy dla dna -3 (7=25-37% ) we w szystkich badanych typach basenu.

O ceniając spraw ność basenu sportow ego ja k o stopień zm ieszania w ody przy porów nyw aniu w zrostu stężenia znacznika w poszczególnych punktach pom iarow ych, stw ierdza się, że d o b rą spraw ność 7 = 63% m a ją baseny z odbiorem przez rynny przelew ow e um ieszczone n a w szystkich ścianach A l, B I.

R ozpatrując sposób doprow adzania w ody do basenu niezależnie od jej odprow adzenia na podstaw ie w yników badań m ożna w ykazać znaczące różnice stopnia zm ieszania w poszczególnych strefach. S tw ierdzono, że złe w arunki przepływ u w ystęp u ją w obszarze dna basenu, gdzie m a m iejsce najgorszy stopień zm ieszania. Idealne byłoby w takim przypadku doprow adzanie w ody zarów no dyszam i usytuow anym i w dnie basenu, ja k i na je g o dłuższych bokach naprzem iennie.

N ależy zw rócić b a c z n ą uw agę na strefy basenu znajdujące się przy ścianach pozbaw ionych odpływ u w ody. Jak w ynika z badań, w tych strefach w obszarze lustra i dna basenu w ystępuje najgorszy stopień zm ieszania. D la każdego rozw iązania konstrukcyjnego należy dążyć do doboru ja k najlepszego system u hydrauliki w ody w niecce basenow ej.

Popraw ne w arunki przepływ u zapew niają dobre w arunki zm ieszania i tym sam ym w p ływ ają na ja k o ść w ody basenow ej.

8. Wnioski

P aram etry fizyczno-chem iczne i bakteriologiczne w ody we w szystkich badanych nieckach basenow ych w sk azu ją na popraw ną pracę instalacji uzdatniania w ody basenow ej.

Z astosow anie ozonow ania częściow ego strum ienia w ody w basenie 2 i 3 oraz naśw ietlania prom ieniam i U V w basenie 4 pozw oliło na obniżenie ilości chloram in i w płynęło na podw yższenie ja k o ści w ody basenow ej i kom fortu osób kąpiących się.

W porów naniu z basenem 1 o podstaw ow ym i pow szechnie je szc ze stosow anym system ie uzdatniania i dezynfekcji pozostałe baseny w y k az u ją redukcję chloram in w zakresie od 13% (basen 2) do 33% (basen 4).

D zięki zastosow aniu procesów ozonow ania lub naśw ietlania lam pam i U V m ożliw e je s t zm niejszenie daw ki podchlorynu sodu dodaw anego do dezynfekcji końcow ej i utrzym anie stężenia chloru w olnego w w odzie basenow ej na poziom ie 0,25 m g/dm > przy jednoczesnym zachow aniu jej czystości m ikrobiologicznej.

W ielkość obciążenia lustra w ody kąpiącym i się oraz ja k o ść w ody uzupełniającej są param etram i w zdecydow any sposób w pływ ającym i na zm ianę ja k o ści w ody w niecce basenow ej.

(12)

U kłady rozw iązania hydrauliki basenu w znaczący sposób m ogą w płynąć na jakość w ody. D o praw idłow ej oceny pracy basenu należy brać pod uw agę konstrukcję i w ielkość rynien przelew ow ych oraz rodzaj system u dopływ u w ody do niecki basenow ej.

W ysoka spraw ność hydrauliczna system u dystrybucji w ody w basenie pozw ala na stosow anie zm niejszonych daw ek środków chem icznych przy jednoczesnym zachow aniu jej norm atyw nych param etrów sanitarno-higienicznych.

U m iejętność dostosow yw ania układów cyrkulacji i uzdatniania w ody basenow ej do w arunków eksploatacji danego basenu gw arantuje je g o użytkow nikom m aksym alny poziom bezpieczeństw a i przyjem ności korzystania z kąpieli.

Bibliografia

1. D IN 19643, A ufbereitung von Schwimm und Badebeckenw asser, 1997.

2. R ozporządzenie M inistra Z drow ia z dnia 19 listopada 2002 r. ( Dz. U. N r 203).

3. Piechurski F., D erska T.: B adania m odelow e hydrauliki przepływ u w ody w basenie.

Mat. konf. 1 Sym pozjum N auk.-Techn., Instalacje basenow e. Ustroń 1997, str. 97-114.

4. Piechurski F.: B adania m odelow e w arunków przepływ u w basenie sportow ym . M at.

konf. IV Sym pozjum N auk.-T echn., Instalacje basenow e. U stroń 2003, str. 21-37.

5. Saunus C.: Planug von S chw im m baderen, D u sseld o rf 1998.

6. S okołow ski Cz.: W ym agania sanitarno - higieniczne dla krytych pływ alni, M ZiOS, D epartam ent Z drow ia P ublicznego, PZIiTS, nr arch. 760. W arszaw a 1998.

7. Sozański M.: Chem izm i technologia uzdatniania w ody dla basenów kąpielow ych.

M at. konf., Z aopatrzenie w w odę m iast i wsi. Poznań 1994.

8. Taggesell M.: Instalacja do elektrolizy m em branow ej typu M ZE firm y D IN O TEC.

M at. konf. IV Sym pozjum N auk.-Techn., Instalacje basenow e. U stroń 2003, str. 407- 415.

9. Taggesell M.: W yjaśnienia techniczne dotyczące system u ozonow ania częściow ego strum ienia wody. M at. konf. III Sym pozjum N auk.-Techn., Instalacje basenow e.

Ustroń 2001, str. 63-74.

10. W yczarska-K okot J., Piechurski F.: W pływ system u cyrkulacji w ody na zm iany jej jak o ści w niecce basenow ej. Mat. konf., XV II Krajowa, V M iędzynarodow a K onferencja N aukow o - T echniczna „Z aopatrzenie w w odę i ja k o ść w ód.” Poznań, G dańsk 2002, s. 199-210.

11. W yczarska-K okot J., Piechurski F.: Spraw ność działania system ów dezynfekcji w ody basenow ej. M at. konf. IV Sym pozjum N auk.-Techn., Instalacje basenow e. Ustroń 2003, str. 137-149.

12. Zam ajski R.: U ltrafiolet w technice basenow ej. Mat. konf. IV Sym pozjum Nauk.- Techn., Instalacje basenow e. U stroń 2003, str. 127-135.

13. Żuk P.: D ezynfekcja w ody i ścieków . Rynek instalacyjny 11/2002, str. 58-61.