Projekt 22295/01

Weiterentwicklung und Erprobung einer innovativen Mess- und Steuerungsmethode zur Optimierung der Wasserqualität und der Bewirtschaftung des Wasserkreislaufs von Naturerlebnisbädern

Projektdurchführung

EKO-PLANT Entwicklungs- und Betriebsgesellschaft
Karlsbrunnenstr. 11
37249 Neu-Eichenberg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Naturerlebnisbäder, die zu den so genannten Schwimm- und Badeteichanlagen zu zählen sind, stellen eine Neuentwicklung für den Bereich der öffentlichen Freibäder dar. Die Reinigung und Hygienisierung des Wassers erfolgt ausschließlich über mechanisch - biologische Mechanismen.
In Naturbädern wird gänzlich auf den Einsatz chemischer Desinfektionsmittel verzichtet. Aus diesem Grund muss das Beckenwasser gleichmäßig und schnell auszutauschen sein, um die Aufenthaltswahrscheinlichkeit von Krankheitserregern im Beckenwasser so gering wie möglich zu halten.
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde untersucht, ob Aufbereitung und Durchströmung in den Naturbädern eine hygienisch-mikrobiologisch einwandfreie Wasserbeschaffenheit sicherstellen. Des Weiteren gilt es die Sichttiefe aus Gründen der Aufsichtsmöglichkeit in Naturbädern durch ein gezieltes nährstoffarmes Wassermilieu zu gewährleisten. Dazu wurde vor allem die Festlegung von Phosphor im Aufbereitungsbereich als limitierenden Faktor für das Algenwachstum untersucht.
Parallel zu den Untersuchungen im Naturbad wurden Untersuchungen im halbtechnischen Maßstab an Säulen durchgeführt. Hier wurde vor allem die Eignung verschiedener Materialien in Bezug zur Reinigungsleistung bei unterschiedlicher hydraulischer Belastung untersucht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die mikrobiologische Beschaffenheit des Wassers anhand der Untersuchungsparameter E.coli, Interstinale Enterokokken und Pseudomonas aeroginosa engmaschig kontrolliert. Zur Bestimmung der Reinigungsleistung des Filters wurden die einzelnen Filterabläufe hygienisch und chemisch mit der Eingangskonzentration verglichen. Im Beckenköper wurden regelmäßig an 6 definierten Stellen Proben entnommen. Neben den genannten mikrobiologischen Untersuchungen wurden die Parameter Pges, NO3, NH4, CSB, BSB5 untersucht. Der pH Wert, die Temperatur sowie die Trübung wurden mittels Messsonden online aufgezeichnet. Das wesentlichste Ziel der hydrophysikalischen Messungen war die Bereitstellung von Basisdaten zur Optimierung des prognostisch hydrodynamischen Simulationsmodells. Dazu wurden verschiedene Strömungs-, Turbulenz und Temperatursonden zur Messdatenerfassung eingesetzt sowie mehrere Tracerversuche (Uranin) durchgeführt.


Ergebnisse und Diskussion

Für Naturbäder ist ein gezielter Austausch des Wassers von hoher Bedeutung. Totzonen, also Beckenbereiche ohne Durchströmung gilt es zu vermeiden, da hier erhöhte Keimbelastungen auftreten können. Ein im Vorfeld entwickeltes computerbasiertes Simulationsmodell für Strömungsverhältnisse in Schwimmbadbecken erlaubt das Erkennen von Bereichen mit ungenügender Durchströmung schon in der Planungsphase. Dieses Modell wurde durch Praxismessungen adaptiert und optimiert. Durch das Forschungsprojekt steht jetzt ein ausgereiftes Modell zur Verfügung, mit welchem die Durchströmungen auch in unregelmäßig geformten Beckenkörpern sicher prognostiziert werden kann. Die an allen sechs Messstellen im Becken erhobenen Messwerte zeigten ein sehr ausgewogenes Bild. Ob im Flach- oder im Tiefwasser, die Messwerte lagen überall in der gleichen Größenordnung. Dies und vor allem der durchgeführte Tracertest verdeutlichten die gute Durchströmung im Beckenkörper.
Als Nährstoffparameter wurde vor allem der Pges Gehalt bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass der in verschiedenen Empfehlungen genannte Richtwert von 10 µg/l Pges ein ehrgeiziges Ziel sind. Teilweise lag im ersten Betriebsjahr bei Konzentrationen von Pges < 10 µg/l Sichttiefen unter 2 m vor, wohingegen im zweiten und dritten Betriebsjahr selbst bei 30 bis 50 µg/l Sichttiefen bis zum Boden (3,80 m) gegeben waren. Die isolierte Betrachtung des Parameters Pges lässt keinen allgemeinen Rückschluss z. B. auf die Sichttiefe zu. Hierfür spielt die biologische Stabilität des Gesamtsystems eine ebenso große Rolle.
Die Hygienemessungen des Beckenwassers lieferten ein insgesamt sehr gutes Ergebnis. Die Parameter E.coli und Enterokokken zeigten während des gesamten Untersuchungszeitraums keine Auffälligkeiten. Beim Parameter Pseudomonas aeruginosa waren lediglich im ersten Betriebsjahr vier Überschreitungen aufgetreten, welche durch Nachmessungen in keinem Fall bestätigt wurden. Im zweiten und dritten Betriebsjahr traten Grenzwertüberschreitungen nicht mehr auf. Die Ursache für die Überschreitungen konn-te auch nicht durch eine extra durchgeführte Sonderuntersuchung gefunden werden. Hier ist weitere Forschungsbedarf notwendig, um die Ursache bzw. auch die Eignung von P.a. als Überwachungsparameter festzustellen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Im Rahmen des Forschungsprojektes fanden zwei Fachtagungen zum Thema Hygiene in Naturbädern in Osnabrück im Hause der DBU statt. Dazu waren Vertreter aus Forschung- und Entwicklung, von Überwachungsbehörden und Gesundheitsämtern sowie Städte und Gemeinden als Betreiber geladen.
Des weiteren stellte sich das Projekt der Öffentlichkeit auf der Fachmesse Wasser Berlin 2006 dem interessierten Publikum vor. Mit Hilfe von Postern wurden Ergebnisse gezeigt, welche im persönlichen Gespräch diskutiert wurden.


Fazit

Naturbäder sind heute eine sichere Alternative zu den konventionellen Bädern. Naturbäder können in der Regel kostengünstiger betrieben werden. Vor allem durch den nicht vorhandenen Abwasseranfall (das Wasser in Naturbädern ist nicht mit Chemikalien belastet und kann in der Regel direkt in den Vorfluter eingeleitet werden) entlasten sie zu einem nicht unerheblichen Teil die Umwelt und die Haushalte der Kommunen.
Aus hygienischer Sicht stellt der Parameter Pseudomonas aeruginosa die größte Unsicherheit dar. Vor allem hier aber auch generell ist im Bereich der Hygiene noch weitere Forschung notwendig. Hier müssen die derzeit definierten Grenzwerte der Hygieneparameter mit belastbaren Ergebnissen wissenschaftlich abgesichert werden, um die vorhandenen Unsicherheiten bei Planern und Betreibern solcher Anlagen auszuräumen.