Projekt 20587/01

Erprobung und Optimierung des neuartigen CAPTURA-Filterverfahrens zur Aufbereitung von Schwimmbadwässern am Beispiel eines Sport- und Freizeitbades mit ökologischer und ökonomischer Bilanzierung der Filteranlage

Projektträger

Aquila Wasseraufbereitungstechnik GmbH
Willi-Brandt-Str. 9
97877 Wertheim
Telefon: 09342/8571-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Unterschied zu kleinen Bädern mit nur ein oder zwei Becken bei reiner Nutzung zu sportlichen Zwecken ergeben sich in einem Freizeitbad mit einer Vielzahl von Becken unterschiedlichen Charakters erhöhte Anforderungen. Bezogen auf die verschiedenen Kreisläufe sind das insbesondere:
¢ Unterschiedliche Belastung des Wassers mit Schadstoffen
¢ Erhöhte Anforderungen an die Desinfektion bei hohem Anteil an Attraktionen
¢ Unterschiedliche Temperaturen (Sportbecken, Lehrschwimmbecken, Whirlpool)
¢ Große Unterschiede in der Besucherfrequenz
¢ Verschiedenartige Nutzung der Becken (Normal- u. Warmbadetage).
Mit der modellhaften Installation des Captura-Aufbereitungsverfahren im Rahmen eines Schwimmbadneubaus wurden folgende umwelt- und kostenrelevante Ziele verfolgt:
Reduzierung des Bauvolumens bei Neubauten durch die geringere Bauhöhe der Filtertechnik um bis zu 60 %.
¢ Reduzierung des Energiebedarfs um rund 40 % durch optimierte Verfahrenstechnik des Captura.
¢ Reduzierung der Frischwasserzufuhr um rund 20 % durch optimierte Betriebsweise hinsichtlich Absenkwasser und Erstfiltrat.
¢ Reduzierung des Energiebedarfs für die Aufheizung des Badewassers durch verringerten Frisch-Wasserbedarf.
¢ Reduzierung der Schadstoffemissionen durch geringeren Strom- und Wärmebedarf um rund 50 %.
Die beschriebenen Vorteile sollten im Realbetrieb eines großen Freizeitbades bestätigt werden. Die angegebenen Einsparungen insbesondere beim Energiebedarf sollten im Wesentlichen aus dem dezentralen Einbau der einzelnen Filterkreisläufe resultieren. Bei Einsatz von druckbetriebenen Sandfilter wurden häufig zur Umwälzung mehrerer Becken große Filter eingesetzt. Um jedes Becken mit der erforderlichen Umwälzmenge betreiben zu können, mussten die Teilströme angedrosselt werden. Durch diese Drosselung entstand permanent ein erhöhter Energieverbrauch. Der Captura hingegen war modular aufgebaut, d. h. es konnten jeweils nur die für einen Beckenkreislauf erforderlichen Filtermodule zusammengestellt werden. Sie wurden mit genau der für diesen Kreislauf erforderlichen Pumpleistung ausgestattet, eine Drosselung war deshalb nicht erforderlich. Des Weiteren war der verfahrensbedingte Gegendruck für die Entlüftung der Drucksandfilteranlagen bei dem System Captura nicht notwendig.
Durch den modularen Aufbau bzw. durch die Trennung aller Kreisläufe konnten z. B. auch Becken mit unterschiedlichen Temperaturen separat betrieben werden. Filter an Becken mit hoher Besucherfrequenz konnten
gezielt häufiger gespült werden, als Becken mit geringer Besucherfrequenz. Das galt analog für Becken mit umfangreicher Ausrüstung an Attraktionen, die im Vergleich zu reinen Sportbecken durch erhöhte Ausgasungen erheblich stärker belastet waren.
Durch die Pilotierung im neuen Nettebad, das eine große Zahl verschiedener Beckenarten vereint, bestand die Möglichkeit, eine umfassende Aussage über die Effektivität des Captura-Systems unabhängig vom Einsatzfall zu machen.
Man ging mit damaligen Kenntnisstand davon aus, dass es mit diesem System möglich war, den Umwälzmengenrelevanten k-Faktor, der in der DIN 19643 beschrieben war, um einen erheblichen Anteil überschreiten zu können. In der Praxis bedeutete dies eine Umwälzmengenreduzierung ohne Qualitäts-verlust und ein zusätzliches, umweltrelevantes Einsparpotenzial.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNennbelastungsermittlung
Gemäß DIN 1963 geht man davon aus, dass je Badegast 2 m³ Wasser aufbereitet werden muss. Versuche mit den Prototypanlagen des Captura ließen vermuten, dass dieser Wert erheblich unterschritten werden konnte.
Um dies zu überprüfen, wurden während der Projektlaufzeit mehrere Belastungsproben vorgenommen. Ein überschaubares Becken z. B. Aktivbecken, wurde während dieses Belastungstests mit einer zu definierenden Besucherzahl gezielt beaufschlagt und Proben gemäß Formblatt 65.04 genommen. Die Belas-tungen wurden entsprechend den Erkenntnissen erhöht oder reduziert.
Dokumentation der Verbräuche im Verhältnis zur Besucherzahl
Über den gesamten Betrachtungszeitraum wurde der Verbrauch von Strom, Wasser und Wärme täglich ermittelt und dokumentiert. Diesem Verbrauch wurde die tägliche Besucherzahl gegenübergestellt. Im festgelegten Turnus wurde das Beckennutzungsverhalten eines kompletten Tages dokumentiert. Es wurde versucht, Tage mit hoher Auslastung wie auch Tage mit minimaler Auslastung zu erfassen. Als Belastungsparameter konnte der Nitratwert herangezogen werden.


Ergebnisse und Diskussion

Die Erwartungen wurden in allen Bereichen erreicht beziehungsweise sogar übertroffen. Der umbaute Raum konnte um 61 % reduziert werden. Die vergleichenden Untersuchungen ergaben, dass der Energiebedarf um bis zu 48 % reduziert wurde. Das reine Spülwasser, das zur Reinigung der Filter benötigt wird, wurde um bis zu 65 % reduziert. Im täglichen Betrieb hat sich die Reduzierung um rund 50% bewährt, da eine gewisse Menge an Verdünnungswasser sowieso notwendig ist. Durch das gleichmäßige Strömungsprofil (siehe hierzu auch AZ 20587/02) und die umlaufende Schmutzabzugsrinne ist eine 100 % Regeneration des Filtermaterials gegeben. Interessant und auch auf andere Mehrschichtfilter übertragbar ist die Erkenntnis, dass der Austrag der koloniebildenden Einheiten zeitversetzt zum Austrag der Schwebestoffe ist. Die katalytischen, wie auch adsorptiven Eigenschaften können im Vergleich zu konventionellen Systemen sehr lange auf hohem Niveau gehalten werden. Grund hierfür ist der komplette Austrag der beim Spülen entstehenden Schaumrückstände. Dies ist nur durch eine komplett umlaufende Schmutzabfuhrkante möglich, da hier keine Adhäsionskräfte wirken können.
Die Reduzierung der Filterschichten ist bei Bädern mit einem hohen Trihalogenmethan-Bildungspotenzial nicht zu empfehlen.
Die Reduzierung der Umwälzmengen von 2 m³ auf bis zu 1,25 m³ je Badegast wurde über längere Zeiträume erfolgreich durchgeführt. Sämtliche Parameter der maßgeblichen DIN 19643 wurden zu allen Zeiten eingehalten. Dies entspricht einem k-Faktor von 0,8 m -1
Die vergleichende Gesamtkostenbetrachtung über 15 Jahre mit konventionellen Druckfiltern ergab eine Reduzierung der jährlichen Kosten um 39 %.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Mehr als 10 Artikel in Fachzeitschriften in insgesamt fünf europäischen Ländern; Vorstellung bei dem Technischen Ausschuss während des Kongresses der Gesellschaft des Deutschen Badewesens 2007 in Trier, Vorstellung bei Schwimmbadseminaren Dr.Jentsch, bei den 1. Osnabrücker Bädertagen 2008; Internetpräsenz unter www.captura.eu, vorab Vorstellung bei der Interbad 2006 und Komplettvorstellung bei der Interbad im Oktober 2008.


Fazit

Die Untersuchungsergebnisse haben mit zu einem Umdenken in der Branche geführt. Das Bewusstsein für Energie, aber auch die Bereitschaft einer Gesamtkostenbetrachtung ist gestiegen. Es gibt inzwischen fünf Hersteller, die ähnliche Systeme herstellen. Eine Umwälzmengenreduzierung und damit auch eine erhebliche finanzielle Entlastung der öffentlichen Hand ist kein Tabuthema mehr. Unter Zuhilfenahme des Abschlussberichtes konnten inzwischen mehrfach auch die Gesundheitsämter davon überzeugt werden, in Verbindung mit dem Captura®-Filter Umwälzmengen zu reduzieren