TRANSCOM Sp. z o.o. Katowice projektowanie oraz budowa basenów i kąpielisk publicznych

Transkrypt

1 Filtracja i dezynfekcja wody basenowej spełnienie wymogów rozporządzenia Ministerstwa Zdrowia Opracowanie: PRB Kalisz 2017 /

2 Czysta woda nie jest dziełem przypadku lecz zastosowaniem technologii i nauki. to dewiza firmy od 29 lat działalności

3 Wymagania formalne dla wody na pływalniach: 1. Rozporządzenia Ministra Zdrowie z dnia 9 listopada 2015 (Dz.U. poz. 2016) Określa : 1. Wymagania mikrobiologiczne 2. Wymagania fizykochemiczne 3. Dodatkowe wymagania fizykochemiczne

4 Wymagania formalne dla wody na pływalniach: 2. Wymagania sanitarno higieniczne dla krytych pływalni (Ministerstwo Zdrowia i Opieki Społecznej, opracowanie Czesława Sokołowskiego, grudzień 1998 r.) Określają : 1. Wymagania mikrobiologiczne i fizykochemiczne zgodnie z DIN Zalecenia w zakresie projektowania i wykonawstwa instalacji basenowych 3. Zalecenia w zakresie projektowania i wykonawstwa pływalni Uwaga: Wymagania te bazują na nieaktualnej już wersji normy DIN 19643

5 Wymagania formalne dla wody na pływalniach: 3. Norma DIN części 1-4, aktualizacja listopad 2012 r. Określa : 1. Ogólne wymagania dotyczące wody basenowej 2. Zalecenia w zakresie kombinacji procesów koagulacji, filtracji i adsorpcji 3. Zalecenia w zakresie kombinacji procesów uzdatniania z zastosowaniem ozonu 4. Zalecenia w zakresie kombinacji procesów uzdatniania z zastosowaniem mikrofiltracji 5. Zalecenia w zakresie wymaganej konstrukcji filtrów basenowych 6. Zalecenia w zakresie wymaganych rodzajów i uziarnień złóż filtracyjnych 7. Zalecenia w zakresie dopuszczalnej emisji promieniowania lamp UV 8. Inne szczegółowe zalecenia.

6 Wymagania formalne dla wody na pływalniach: 4. Zalecenia i wytyczne Głównego Inspektoratu Sanitarnego w sprawie wymagań jakości wody oraz warunków sanitarno- higienicznych na pływalniach.

7 Ogólne wymagania dla instalacji uzdatniania wody basenowej Bardzo często instalacje uzdatniania wody basenowej muszą zapewnić dwa stopnie jej uzdatniania: 1. Wstępne uzdatnianie wody wprowadzanej do układów basenowych: - woda z własnych ujęć powierzchniowych - woda z własnych ujęć podziemnych - wody geotermalne - wody solankowe 2. Uzdatnianie wody obiegowej celem utrzymania jej parametrów zgodnie z obowiązującymi przepisami.

8 Porównanie wymagań dla wody basenowej oraz wody przeznaczonej do spożycia Parametr Ogólna liczba mikroorganizmów w 36 oc po 48 h Legionella sp. Jednostka Rozporządzenie Ministra Zdrowia z Rozporządzenie Ministra Zdrowia dnia z dnia Woda wprowadzania do basenu, Woda do spożycia, wartości maksymalne wartości maksymalne [jtk] [jtk] 0 <100 Chlor wolny mg/l 0,3 1,0 0,3 Mętność Chlor związany/ Chloraminy NTU mg/l 0,3 0,2 1,0 0,5 Chloroform mg/l 0,03 0,03 THM mg/l 0,1 0,1 Żelazo mg/l - 0,2 Azotany mg/l Ozon mg/l 0,05 0,05 Utlenialność mg/l - 5

9 Wymagania formalne dla wody na pływalniach: Porównanie parametrów wody: Basen w trakcie napełniania wodą przeznaczona do spożycia z sieci miejskiej Woda basenowa po jednokrotnym przefiltrowaniu na filtrach ze złożem diatomitowym (ziemią okrzemkową)

10 Podstawowe procesy uzdatniania wody basenowej: 1. Filtracja mechaniczna wspomagana koagulacją 1.1 Filtry namywane: diatomit, włóka celulozy, perlit 1.2 Filtry ciśnieniowe żwirowo piaskowe oraz wielowarstwowe 1.3 Filtry podciśnieniowe żwirowo piaskowe oraz wielowarstwowe 1.4 Filtry ciśnieniowe i podciśnieniowe ze złożem zeolitowym oraz wielowarstwowe 1.5 Filtry membranowe 2. Dezynfekcja: 2.1 chlorowa jako metoda podstawowa i obowiązkowa 2.2 ozonowanie 2.3 naświetlanie promieniami UV???

11 Podstawowe procesy uzdatniania wody basenowej: Wybór metody filtracji i sposobów dezynfekcji należy poprzedzić analizą w zakresie: - Kosztów inwestycyjnych - Kosztów eksploatacyjnych w tym: - Kosztów środków chemicznych do uzdatniania - Kosztów wody i ścieków zużywanej przez instalacje - Kosztów energii elektrycznej zużywanej przez pompy - Kosztów energii cieplnej do podgrzewania wody basenowej - Gwarancji stałego utrzymania właściwych parametrów wody basenowej

12 Podstawowe procesy uzdatniania wody basenowej: Właściwie prowadzony proces filtracji jest podstawowym gwarantem właściwych parametrów wody basenowej. Jak w prosty sposób ocenić czy proces filtracji proces pracy filtrów basenowych - jest właściwy:? Może to być: 1. parametr oraz 2. parametr mętności filtratu czyli wody po filtracji mętności wody w niecce basenu.

13 Parametry określające jakość wody basenowej Mętność jako wskaźnik skuteczności uzdatniania wody Wymagania: 1. Woda wprowadzana do niecki z układu cyrkulacji czyli po filtracji i dezynfekcji 2. Woda w basenach - max 0,5 NTU 3. Woda przeznaczona do picia - max 1,0 NTU - max 0,3 NTU Co to właściwie jest to mętność wody? Mętność jest odwrotnością przezroczystości, określana jest sposobem pomiaru światła przechodzącego przez próbkę. Mętność to nie tylko względy estetyczne ale również czystość mikrobiologiczną (sorpcja mikroorganizmów na zawiesinie dlatego często podwyższonej mętności towarzyszą przekroczone wskaźniki mikrobiologiczne). Mętność wody mogą powodować: glina, iły, wytrącające się związki żelaza, manganu i glinu, substancje humusowe, plankton, mikroorganizmy cząstki mineralne i organiczne, zawieszone i koloidalne, o różnym stopniu dyspersji.

14 Parametry określające jakość wody basenowej Mętność- przykłady praktyczne Basen z filtaają na filtaah aiśnieniowyah ze złożem zeoiilowym Basen z filtaają na aiśnieniowyah filtaah żwitowyah Basen z filtaają na filtaah podaiśnieniowyah z ziemią oktzemkową

15 Parametry określające jakość wody basenowej Mętność- przykłady praktyczne

16 Parametry określające jakość wody basenowej Mętność- przykłady praktyczne Basen 25 x 12,5 m NTU poniżej 0,1

17 Podstawowym warunkiem prawidłowej filtracji jest: 1. Właściwa konstrukcja filtrów basenowych 2. Prawidłowo prowadzona koagulacja.

18 Konstrukcja ciśnieniowych filtrów żwirowych jako główny czynnik mający wpływ na koszty eksploatacji instalacji basenowej przykład filtr żwirowo piaskowy o średnicy 1800 mm zgodny z DIN

19 Właściwe ułożenia górnej warstwy złoża filtracyjnego równa płaszczyzna na całej powierzchni filtracji

20 Filtry podciśnieniowe żwirowo - piaskowe Podciśnieniowe filtry żwirowe produkowane przez firmę TRANSCOM. Zestaw dwóch filtrów o powierzchni 2 x 2 m2 powierzchni filtracji zgodnie z DIN 19643

21 Filtry podciśnieniowe żwirowo piaskowe: główne zalety - Brak dozoru UDT - Energochłonność procesu filtracji na poziomie poniżej 50W na 1 m 3 wody przefiltrowanej (filtry ciśnieniowe do 90W na 1 m 3 wody przefiltrowanej) - Możliwość prefabrykacji na miejscu, bez konieczności wykonywania drogich robót konstrukcyjno - budowlanych - Łatwa możliwość optymalizacji procesów flokulacji oraz płukania filtrów - Całość wykonana z tworzyw sztucznych odpornych na korozję

22 1. Instalacje z ciśnieniowymi filtrami żwirowo - piaskowymi Konstrukcja ciśnieniowych filtrów żwirowych jako główny czynnik mający wpływ na koszty eksploatacji instalacji basenowej przykład filtr żwirowo piaskowy o średnicy 1800 mm niezgodny z normą DIN

23 Rodzaj stosowanego złoża filtracyjnego ma znaczenie drugorzędowe. Wystarczające jest stosowanie sprawdzonych złóż zalecanych przez normę DIN

24 Filtracja wody basenowej - stosowane złoża filtracyjne Piasek kwarcowy Ziemia okrzemkowa Złoże szklane Zeolit Włókna celulozy Hydroantracyt / Węgiel aktywny

25 Procesy technologiczne mające wpływ na spełnienie wymagań rozporządzenia. FILTRACJA Rodzaje zanieczyszczeń mikrobiologicznych występujących w wodzie basenowej oraz ich wielkość główny wróg to bakterie i wirusy

26 Złoża filtracyjne efektywność pracy bez prowadzenia właściwej koagulacji

27 Modernizacje instalacji technologii uzdatniania wody basenowej: Jakie więc metody filtracji są skuteczne i co mogą usuwać w procesie filtracji.

28 Filtry namywane zgodnie z DIN Złoża filtracyjne: diatomit, włóka celulozy, perlit ZALETY: - prosta konstrukcja WADY: nadzoru UDT automatyzacji - małe gabaryty - duża dokładność filtracji - trudność wprowadzenie pełnej - brak Filtr podciśnieniowy diatomitowy o wydajności 480 m3/h (rok 2013)

29 Przykłady instalacji basenowej - filtry podciśnieniowe SYSTEM BSA Kąpielisko Twardogóra oraz Kryta Pływalnia w Wąbrzeźnie

30 Drugim warunkiem prawidłowej filtracji jest właściwy i kontrolowalny proces koagulacji i flokulacji zanieczyszczeń.

31 KOAGULACJA Proces niedoceniany w systemach uzdatniania wody basenowej, niesłusznie bo: 1. Jest głównym procesem odpowiedzialnym z usunięcie mętności w 95% i barwy w 85%. 2. Pozwala na usunięcie mikrozanieczyszczeń od 30 do 90%. 3. Pozwala na usuniecie metali ciężkich w 50%. 4. Pozwala na usuniecie martwych mikroorganizmów prawie w 100%. 5. Pozwala na częściowe usunięcie związków fosforu i azotu.

32 KOAGULACJA 1. Na czym polega koagulacja? 2. Co to jest potencjał zeta oznaczany jako ζ i jaki ma wpływ na proces koagulacji? 3. Przebieg procesu koagulacji

33 Procesy technologiczne mające wpływ na spełnienie wymagań rozporządzenia. - KOAGULACJA 1. Na czym polega koagulacja Zanieczyszczenia występujące w wodzie mają głównie postać drobnych koloidów oraz zawiesin trudnych do usunięcia. - Potencjał ZETA ( ζ ) o ładunki przeciwdziała łącznie się pojedynczych zanieczyszczeń Z w większe struktury i zapewnia stabilizację zanieczyszczeń koloidalnych w wodzie.

34 Procesy technologiczne mające wpływ na spełnienie wymagań rozporządzenia. - KOAGULACJA 1. Na czym polega koagulacja Destabilizacja zanieczyszczeń koloidalnych w wodzie poprzez obniżenie potencjału ZETA ( ζ ). Może być realizowana metodami chemicznymi lub fizycznymi poprzez np. - Dozowanie środków chemicznych koagulantów - Działanie pola elektrycznego - Procesów kawitacji Dozowanie środkach chemicznych koagulantów

35 Dezynfekcja wody basenowej: metoda chlorowa jako metoda podstawowa i obowiązkowa Najczęściej stosowane związki chloru: 1. Podchloryn sodu - Podchloryn techniczny o stężeniu około 13% - Podchloryn sodu produkowany na miejscu przy elektrolizy soli o stężeniu około 3% pomocy 2. Podchloryn wapnia 3. Chlor gazowy niestety obecnie nie projektuje się instalacji z zastosowaniem tego środka dezynfekcyjnego

36 Dezynfekcja wody basenowej: Podchloryn sodu produkowany na miejscu o stężeniu około 3% Zalety: Świeży produkt wytwarzany na miejscu w miarę zapotrzebowania przy pomocy membranowej elektrolizy soli Bezpieczeństwo obsługi

37 Dezynfekcja wody basenowej: Elektrolizery membranowej o wydajności od 250 do 3000 g Cl2/h rozwiązania techniczne

38 Dezynfekcja wody basenowej ozonowanie: OZON - O3 w uzdatnianiu wody basenowej: Urządzenia do wytwarzania ozonu generatory ozonu: - Ciśnieniowe - Podciśnieniowe Sposoby wytwarzania: - Tlen - Powietrze Zabezpieczenia: - Pomiar stężeń w wodzie - Pomiar stężeń w pomieszczeniach - Destruktory ozonu Układy technologiczne - Zgodnie z DIN Inne rozwiązania

39 OZON - O3 w uzdatnianiu wody basenowej: Wymagania ogólne: Konieczność wytwarzania na miejscu i niezwłocznego wprowadzania do wody na określony czas kontaktu. Konieczność usuwania, aby jego poziom po procesie sorpcji nie był wyższy niż 0,05 mg/l. Podstawa stosowania: - Zalecenia DIN Dopuszcza się czasy kontaktu poniżej 3 minut, jeżeli woda spełnia wszystkie wymagane parametry - Dopuszcza się różne metody sterowania ilością dozowanego ozonu -) według zalecanych dawek na m3 wydajności instalacji uzdatniania wody basenowej -) według ciągłego pomiaru poziomu chloru związanego - ) według ciągłego pomiaru poziomu ozonu resztkowego jako dodatkowego zabezpieczenia -) w przypadku basenów dla zwierząt (brak innych utleniaczy) według ciągłego pomiaru poziomu potencjału REDOX

40 Proces wg DIN 19643: Flockulacja > Filtracja >Ozonowanie> Sorpcja >Chlorowanie BASEN Chloro wanie Detektor ozonu Zbiornik wyrównawczy Filtr piaskow y O 3 Koagula nt Filtr węglow y

41 Proces wg DIN Proces wg DIN : Flockulacja > Ozonowanie>Filtracja na złożu sorpcyjnym > Chlorowanie BASEN Chloro wanie Detektor ozonu O Zbiornik wyrównawczy 3 Koagula nt Filtr wielowarstwow y z węglem aktywnym

42 Proces wg DIN : Ozonowanie w zbiorniku wyrównawczym>flockulacja > Filtracjana złożu sorpcyjnym > Chlorowanie BASEN Chloro wanie Detektor Detektor ozonu ozonu OZONOW ANIE Zbiornik wyrównawczy Filtr wielowarstwowy z węglem aktywnym Koagula nt Proces powszechnie stosowany w Polsce, lecz mało efektywny

43 Proces: Ozonowanie strumienia częściowego

44 Proces: Ozonowanie strumienia częściowego

45 O z o n o w a n i e i U V w z a a w a n s o w a n y c h p r o c e s a c h u t l e n i a n i a (A O P) System Uvazone firmy TRIOGEN

46 O z o n o w a n i e i U V w z a a w a n s o w a n y c h p r o c e s a c h u t l e n i a n i a (A O P) SYSTEM MAVOX (SOL UV) wyposażony w bispektralną lampę UV działa podwójnie: - dzięki promieniowaniu o długość fali = 185 nm, produkuje z powietrza ozon (O 3) - dzięki promieniowaniu o długość fali = 245 nm, rozkłada ozon zawarty w naświetlanej wodzie jednocześnie wytwarzając rodniki hydroksylowe (OH).

47 Naświetlanie promieniami UV wody basenowej nie stosuję się w celu dezynfekcji lecz w celu redukcji chloru związanego. DIN część 2. mówi: Celem redukcji koncentracji chloru związanego dozwolone jest stosowanie urządzeń promieniowania światłem UV. W tym celu filtrat należy poddać działaniu lamp UV średnich ciśnień. Dawka UV-C musi być w przedziale od 400 J/m2 do 600 J/m2. W systemie UV muszą być wykluczone emisje poniżej 200 nm, aby uniknąć tworzenia się niepożądanych produktów ubocznych. Należy udowodnić skuteczność systemu UV. Należy wziąć pod uwagę starzenie się żarników.

48 Sterowanie parametrami wody basenowej W uzdatnianiu wody basenowej wymagana jest: 1. Ciągła kontrola parametrów wody basenowej 2. Stosowanie urządzeń pozwalających na: - pomiar chloru wolnego, - pomiar chlor całkowitego (zalecany jest pomiar automatyczny) - pomiar poziom ph, - pomiar wartość redox, - pomiar temperatury wody basenowej - ciągłe i płynne sterowanie pompami dozującymi - kontrolę ilości dozowanych środków wspomagających koagulację i flokulację

49 4. Sterowanie parametrami wody basenowej

50 4. Sterowanie parametrami wody basenowej

51 Energochłonność procesu filtracji wody basenowej Standardowe procesy filtracji wody basenowej z wykorzystaniem żwirowych filtrów ciśnieniowych zużywają bardzo dużo energii elektrycznej. W praktyce jest to około W/1m3 wody filtrowanej. Energochłonność tą można jednak obniżyć do poziomu poniżej 40 W/1m 3. Zalecenia obowiązujące na rynku niemieckim mówią o energochłonności na poziomie poniżej 60 W/1m3 wody filtrowanej.

52 Energochłonność procesu filtracji wody basenowej w praktyce. Basen OSIR Bemowo w Warszawie analiza do dnia do r.

53 Energochłonność procesu filtracji wody basenowej w praktyce. Basen OSIR Bemowo w Warszawie analiza do dnia do r. Pompa Moc kw P2.11 7,5 P2.21 7,5 P2.12 5,5 P2.22 5,5 RAZEM 26 kw Chwilowy pobór energii przez wszystkie pompy obiegowe w dniu dzisiejszym o godz wyniósł 3,99 kw. Energochłonność instalacji filtracji: 3,99 kw / 127,60 m3/h = 31,27 W/m3

54 Energochłonność procesu filtracji wody basenowej w praktyce. Basen ICDS Łomianki analiza do dnia do r.

55 Energochłonność procesu filtracji wody basenowej w praktyce. Basen ICDS Łomianki analiza w dniu r o godz. 08:08:58 Pompa Moc kw P2.1 4,5 P2.1F3 4,0 RAZEM 8,5 kw Chwilowy pobór energii przez wszystkie pompy obiegowe w dniu dzisiejszym o godz wyniósł 2,17 kw. Chwilowa energochłonność instalacji filtracji: 2,17 kw / 60,20 m 3/h = 36,05 W/m3

56 Optymalizacja parametrów wody basenowej - programowanie wybranych lub wszystkich parametrów wody basenowej tak, aby były one osiągnięte i utrzymywane w ściśle określonym przedziale czasowym. Przykład: Niecka basenu rekreacyjnego z urządzeniami wytwarzającymi aerozole wodnopowietrzne, w której okresowo prowadzone są zajęcia nauki pływania dla niemowląt oraz dzieci do lat trzech. Obie grupy użytkowników, tj. małe dzieci oraz dorośli użytkownicy atrakcji wodno powietrznych, wymagają innych paramentów wody, w tym poziomu chloru wolnego, chloroformu, potencjału REDOX.

57 5. Optymalizacja parametrów wody basenowej - programowanie wybranych lub wszystkich parametrów wody basenowej tak, aby były one osiągnięte i utrzymywane w ściśle określonym przedziale Godziny eksploatacji dla Godzinny ogólnodostępne czasowym. Parametr małych dzieci Wydatek wody obiegowej, m3/h Wymagany poziom chloru wolnego mg/l 0,3 (0,4) 0,7-1,0 Wymagany poziom chloru związanego mg/l 0,3 0,3 Wymagany poziom potencjału REDOX mv Wymagany poziom chloroformu mg/l 0,02 0,03 Poziom kwasu izocyjanurowego mg/l Rodzaj filtracji filtr podciśnieniowy wielowarstwowy filtr podciśnieniowy wielowarstwowy Prędkość filtracji m/h Temperatura wody, C 35 35

58 5. Optymalizacja parametrów wody

59 Uzdatnianie wody przeznaczonej do spożycia oraz wody basenowej jest nieporównywalnie łatwiejsze niż uzdatnianie wody w basenach dla zwierząt czyli wody w basenach dla najbardziej wymagających - systemy LSS (Life Support Systems)

60 Zazwyczaj systemy LSS zawierają: - Filtrację wstępną na sitach szczelinowych - Filtrację mechaniczną na filtrach żwirowych - Filtrację sorpcyjną - Ozonowanie - Naświetlanie UV - Odgazowanie - Filtrację biologiczną

61 Jakość wody w systemach LSS potwierdza się nie tylko badaniami laboratoryjnymi, ale i wpływem tego środowiska zdrowie i możliwość rozmnażania się zwierząt. Oceanarium w ZOO Wrocław Pingwinarium w ZOO Kraków

62 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Władysław Sobiech prezes zarząd TRANSCOM Sp.z o.o. Katowice