Teknologiafprøvning i svømmebadsanlæg - Naturstyrelsen
Teknologiafprøvning i svømmebadsanlæg - Naturstyrelsen
Teknologiafprøvning i svømmebadsanlæg - Naturstyrelsen
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i<br />
<strong>svømmebadsanlæg</strong><br />
- med henblik på at nedbringe mængden af klor
Titel: <strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> - med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Forfatter: Frank G. Bennetsen, Ole Bisted og Ketil Sørensen, Teknologisk Institut<br />
URL: www.blst.dk<br />
ISBE: 978-87-92548-89-4<br />
ISBN: 978-87-92548-90-0<br />
Udgiver: By- og Landskabsstyrelsen<br />
Udgiverkategori: Statslig<br />
År: 2009<br />
Sprog: Dansk<br />
Copyright© Må citeres med kildeangivelse.<br />
By- og landskabstyrelsen, Miljøministeriet<br />
Forbehold: By- og Landsskabsstyrelsen vil, når lejligheden gives, offentliggøre rapporter inden for<br />
miljøsektoren, finansieret af By- og Landskabsstyrelsen. Det skal bemærkes, at en sådan<br />
offentliggørelse ikke nødvendigvis betyder, at det pågældende indlæg giver udtryk for<br />
By- og Landskabsstyrelsens synspunkter. Offentliggørelsen betyder imidlertid, at By- og<br />
Landskabsstyrelsen finder, at indholdet udgør et væsentligt indlæg i debatten omkring den<br />
danske miljøpolitik
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Indhold<br />
1 Forord...................................................................................................... 4<br />
2 Sammenfatning og konklusion ................................................................ 5<br />
3 Formål ..................................................................................................... 7<br />
4 Frankrigsgade Svømmehal ..................................................................... 8<br />
4.1 Anlægsbeskrivelse og udgangssituation....................................... 9<br />
4.2 Optimering af frit klorindhold i bassinvandet ................................. 9<br />
4.2.1 Delkonklusion ................................................................ 11<br />
4.3 Lav-ozonering / Ozonteknologi ................................................... 11<br />
4.3.1 Baggrund for forsøget.................................................... 11<br />
4.3.2 Forsøgsbeskrivelse........................................................ 14<br />
4.3.3 Forsøgsresultater........................................................... 17<br />
4.3.4 Anlægs- og driftsøkonomi.............................................. 20<br />
4.3.5 Delkonklusion ................................................................ 20<br />
4.4 Membranstripning (Liqui-Cell)..................................................... 21<br />
4.4.1 Baggrund for forsøget.................................................... 21<br />
4.4.2 Forsøgsbeskrivelse........................................................ 22<br />
4.4.3 Forsøgsresultater........................................................... 24<br />
4.4.4 Anlægs- og driftsøkonomi.............................................. 26<br />
4.4.5 Delkonklusion ................................................................ 26<br />
4.5 Beluftning / stripning / afblæsning............................................... 27<br />
4.5.1 Baggrund for forsøget.................................................... 27<br />
4.5.2 Forsøgsbeskrivelse........................................................ 27<br />
4.5.3 Forsøgsresultater........................................................... 29<br />
4.5.4 Anlægs- og driftsøkonomi.............................................. 32<br />
4.5.5 Delkonklusion ................................................................ 33<br />
4.6 Ultrafiltrering af bassinvand......................................................... 33<br />
4.6.1 Baggrund for forsøget.................................................... 33<br />
4.6.2 Forsøgsbeskrivelse........................................................ 34<br />
4.6.3 Forsøgsresultater........................................................... 36<br />
4.6.4 Anlægs- og driftsøkonomi.............................................. 38<br />
4.6.5 Delkonklusion ................................................................ 38<br />
4.7 Bakteriologiske undersøgelser.................................................... 39<br />
4.7.1 Baggrund ....................................................................... 39<br />
4.7.2 Forsøgsbeskrivelse........................................................ 39<br />
4.7.3 Forsøgsresultater........................................................... 39<br />
4.7.4 Delkonklusion ................................................................ 44<br />
5 Konklusioner.......................................................................................... 45<br />
6 Referencer............................................................................................. 48<br />
3
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
1 Forord<br />
Denne rapport omhandler undersøgelser og analyser udført i forbindelse med<br />
gennemførelse af By- og Landskabsstyrelsens projekt: ”<strong>Teknologiafprøvning</strong> i<br />
<strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor”.<br />
Projektet, der er en del af de projekter, som gennemføres under Virksomhedsordningen<br />
2007 – rekreativt vand, er udført af Teknologisk Institut, Center for<br />
Svømmebadsteknologi og Center for kemi- og vandteknik.<br />
Undersøgelse og afprøvning af forskellige teknologier er udført i Frankrigsgade<br />
Svømmehal, Københavns Kommune i samarbejde med Københavns Ejendomme,<br />
Center for Miljø, Københavns Kommune, Miljølaboratoriet, København<br />
samt HOH Water Technology A/S.<br />
Projektgruppen har bestået af:<br />
Ole Bisted, Teknologisk Institut, Center for svømmebadsteknologi (projektleder)<br />
Frank G. Bennetsen, Teknologisk Institut, Center for Svømmebadsteknologi<br />
Ketil Sørensen, Teknologisk institut, Center for kemi og vandteknik<br />
Lya Dvoracek, Frankrigsgade svømmehal<br />
Reza Hosainzadeh, Center for Miljø, Københavns kommune<br />
Arne Clausen, HOH Water Technology A/S<br />
Ved udførelse af kemiske analyser med MIMS-udstyr har desuden medvirket<br />
Lars Bo Jensen og Eva Jacobsen. Teknologisk Institut, Center for kemi og<br />
vandteknik.<br />
I en følgegruppe har udover projektgruppen deltaget:<br />
Linda Bagge, By- og Landskabsstyrelsen<br />
Tommy Dan Olesen, Københavns Ejendomme<br />
Jens Holm, Københavns Ejendomme drift- og service<br />
Jørn Nielsen, Københavns Ejendomme drift og service<br />
Ejlif Hagemann, Frankrigsgade Svømmehal<br />
Liana Wolfsberg, Center for Miljø, Københavns kommune<br />
4
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
2 Sammenfatning og konklusion<br />
Teknologisk Institut, Center for svømmebadsteknologi har i perioden 1. februar<br />
– 1. december 2008 gennemført et projekt for By- og Landskabsstyrelsen med<br />
det formål at undersøge muligheden for at reducere klorindholdet, klorbehovet<br />
og klorforbruget i svømmebade. Desuden har formålet også været at afdække<br />
om det ved brug af forskellige supplerende teknologiløsninger i vandbehandlingen<br />
er muligt at reducere nogle af de uønskede klorbiprodukter, som dannes<br />
ved nedbrydningsprocessen mellem organiske forureningspartikler og kloren.<br />
Projektets praktiske forsøg og undersøgelser er udført i Frankrigsgade Svømmehal<br />
i samarbejde med Københavns Kommune og teknologileverandøren<br />
HOH Vandteknik A/S<br />
Frankrigsgade Svømmehal blev valgt, fordi det er et velbesøgt, offentligt<br />
svømmeanlæg med et veldimensioneret og veldrevet vandbehandlingsanlæg,<br />
som har en kapacitet og renseeffekt, så det leverer en vandkvalitet, der er bedre<br />
end de nugældende miljøkrav til vandkvaliteten for offentlige svømmehaller.<br />
Der er under projektforløbet afprøvet 4 supplerende renseteknologier omfattende:<br />
Ozonteknologi<br />
Vakuum membranteknologi<br />
Beluftnings/stripningsteknologi<br />
Ultrafiltreringsteknologi<br />
Under testen og den praktiske afprøvning af hver af de 4 undersøgte teknologier<br />
er der udført en række kemiske og mikrobiologiske analyser for at dokumentere<br />
og overvåge vandkvaliteten. Der er desuden registreret tal for badebelastning<br />
og beregnet evt. merforbrug af el-energi og vand ved drift af de forskellige<br />
renseteknologier.<br />
Det er gennem projektet og dets resultater på en overbevisende måde dokumenteret,<br />
at det under praktisk drift og selv ved høj badebelastning er muligt at<br />
nedbringe mængden af klor i bassinvandet med over 50 % i forhold til den<br />
traditionelle drift samtidig med, at vandkvaliteten såvel kemisk som mikrobiologisk<br />
var væsentlig bedre end de nuværende miljøkrav til offentlige svømmebade.<br />
De resultater, der er opnået med de supplerende renseteknologier, henholdsvis<br />
ozon og stripning, skal særligt fremhæves. Her blev koncentrationen af såvel frit<br />
klor som de uønskede organisk bundne klorforbindelser reduceret betragteligt.<br />
5
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Den nye viden om reduktion af klormængden, som er erhvervet gennem projek-<br />
tet, vil direkte kunne overføres og nyttiggøres i såvel alle eksisterende svøm-<br />
mebade som ved projektering og etablering af nye svømmebade.<br />
Tidligere har mange indenfor svømmebadsbranchen og hos svømmebadsejere<br />
været af den opfattelse, at det ville være forbundet med relativt store økonomiske<br />
investeringer og høje driftsudgifter at nedbringe klorindholdet i svømmebade.<br />
Projektet ”<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong>”, som Teknologisk Institut<br />
har gennemført for By- og Landskabsstyrelsen i 2008, dokumenterer, at det nu<br />
er praktisk muligt at nedsætte klorindholdet med mere end 50 % ved brug af<br />
kendte effektive, veldimensionerede og driftssikre vandbehandlingsanlæg kombineret<br />
med prisbillige teknologiløsninger, som uden tekniske og pladsmæssige<br />
problemer kan implementeres i stort set alle eksisterende og kommende<br />
svømmeanlæg.<br />
6
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
3 Formål<br />
Det primære formål med projektet har været at afdække og dokumentere mulighederne<br />
for at reducere klorindholdet, klorbehovet og klorforbruget i svømmebade.<br />
Sekundært har det også været formålet at undersøge om det med de<br />
afprøvede teknologiløsninger er muligt at reducere nogle af de uønskede klorbiprodukter,<br />
som dannes ved nedbrydningsprocessen mellem organiske forureningspartikler<br />
og kloren.<br />
Testen af de udvalgte teknologier har således omfattet undersøgelser af effekten<br />
på klorerede nedbrydningsprodukter og reduktion i klorforbrug og klorbehov.<br />
Den nye viden om effekten af supplerende renseteknologier vil efterfølgende<br />
kunne danne grundlag for design og dimensionering af renseprocesser til<br />
svømmebadsvand. Dette vil ikke alene kunne anvendes ved bygning af nye<br />
svømmebade, men i høj grad også ved udbygning og forbedring af vandbehandlingsprocessen<br />
i de mange eksisterende svømmehaller, vandlande, terapianlæg<br />
m.m. Et meget væsentligt formål med dette projekt har netop været at<br />
undersøge og dokumentere teknologiløsninger, som er såvel anlægsmæssigt,<br />
som driftsteknisk økonomisk overkommelige for selv mindre <strong>svømmebadsanlæg</strong><br />
og som kan implementeres indenfor de nuværende fysiske rammer i eksisterende<br />
svømmebade.<br />
Målgruppen for projektet er:<br />
Myndigheder, der skal vurdere og fastlægge regler for svømmebade.<br />
Myndigheder, der godkender og fører tilsyn med svømmebade.<br />
Svømmebadsanlæg, såvel mindre som større anlæg.<br />
Virksomheder, der udvikler og producerer vandbehandlingssystemer til<br />
svømmebade.<br />
Virksomheder, der rådgiver svømmebade og projekterer <strong>svømmebadsanlæg</strong>.<br />
7
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
4 Frankrigsgade Svømmehal<br />
Københavns Ejendomme ejer og driver i alt 13 <strong>svømmebadsanlæg</strong>, som både<br />
omfatter skolebade, terapibassiner og større offentlige badeanlæg. En del af<br />
badene er af ældre dato, og anlæggene er opbygget med forskellige former for<br />
vandbehandling (pulverfiltre og sandfiltre) og kemikaliedosering (klorelektrolyse<br />
og natriumhypoklorit).<br />
I den indledende projektfase blev der foretaget en besigtigelse på to af anlæggene<br />
for at finde et egnet sted til gennemførelse af forsøgene i projektet, og<br />
valget faldt på 25 meter bassinet i Frankrigsgade Svømmehal, der i 2001 gennemgik<br />
en omfattende renovering af både vandbehandlingsanlægget og bassincirkulationssystemet.<br />
Ud over 25 meter bassinet er der i Frankrigsgade Svømmehal også et traditionelt<br />
undervisningsbassin. De to bassiner er fysisk og teknisk adskilte og betjenes<br />
af hver sit separate vandbehandlings- og kemikaliedoseringsanlæg.<br />
Det årlige besøgstal i svømmehallen har gennem de senere år været stabilt<br />
omkring 120.000 badende pr. år.<br />
Alle de gennemførte forsøg er alene udført på anlæg for 25 meter bassinet, og<br />
begrundelsen for dette valg er:<br />
1. Vandbehandlingsanlæg og bassincirkulationssystem er opbygget og dimensioneret<br />
efter retningslinjerne i DS 477.<br />
2. Anlægget opfylder gældende myndighedskrav i forhold til omsætningstid og<br />
vandkvalitet.<br />
3. Vandkvalitet, besøgstal og afvigelser i driften er veldokumenterede i kraft af<br />
overskuelige og ajourførte driftsjournaler og logbøger.<br />
4. De plads- og adgangsmæssige forhold i og omkring selve vandbehandlingsanlægget<br />
gør det velegnet til indsætning og tilslutning af det anvendte<br />
forsøgsudstyr.<br />
Udgangspunktet for forsøgene har således været et velbesøgt <strong>svømmebadsanlæg</strong><br />
med et veldimensioneret vandbehandlingsanlæg, som har en kapacitet til at<br />
kunne levere en vandkvalitet, der ligger et godt stykke under de gældende<br />
grænseværdier.<br />
8
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
4.1 Anlægsbeskrivelse og udgangssituation<br />
Ved projektets start i februar 2008, blev der, via det automatiske kemikaliereguleringsudstyr,<br />
opretholdt en værdi af frit klor i svømmebassinet på 1,0 mg/l og<br />
en tilhørende pH-værdi på pH 7,2.<br />
De aktive kul i de to parallelforbundne kulfilterbeholdere stod for at skulle udskiftes,<br />
og indholdet af bundet klor i bassinvandet lå meget tæt på det vejledende<br />
kvalitetskrav på 0,5 mg/l [2] med værdier på 0,48-0,49 mg/l (målt den 4. februar<br />
2008).<br />
Fredag den 8. februar blev der udtaget vandprøver, som gav følgende billede af<br />
vandkvaliteten i 25 meter bassinet:<br />
Frit klor<br />
Bassinvand<br />
1,13 mg/l<br />
Bundet klor 0,61 mg/l */<br />
pH-værdi 7,25 pH<br />
THM 23 µg/l **/<br />
NVOC 3,5 mg/l **/<br />
*/ Værdi af bundet klor, efter fire dages drift uden aktiv kulfiltrering p.g.a. igangværende udskiftning<br />
af de aktive kul.<br />
**/ Prøver for NVOC og THM er udtaget før sandfilter.<br />
Figur 1. Resultat af vandprøver udtaget den 8. februar 2008.<br />
Badebelastningen nåede denne fredag op på 552 personer og den gennemsnitlige<br />
badebelastning over de tre foregående dage lå på 607 personer pr. dag.<br />
Umiddelbart efter prøveudtagningen blev de aktive kulfiltre sat i drift med nye<br />
kulfyldninger, og indholdet af bundet klor faldt til et niveau omkring 0,2 mg/l (se<br />
figur 2).<br />
4.2 Optimering af frit klorindhold i bassinvandet<br />
Da et af hovedformålene med projektet og de tilhørende forsøg var at reducere<br />
klorindhold og klorforbrug, var det naturligt at starte med det lavest mulige udgangspunkt<br />
indenfor rammerne af de allerede gældende regler [2].<br />
9
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Jf. [1] har det siden 1988 været tilladt at holde et niveau på ≥ 0,5 mg/l frit klor i<br />
bassinvandet. Indendørs bassiner på mindst 25 m skulle fra 1989 være tilsluttet<br />
et automatisk kemikaliereguleringsudstyr.<br />
Setpunktet for indholdet af frit klor på det automatiske kemikaliereguleringsudstyr<br />
blev derfor ændret fra de oprindelige 1,0 mg/l til 0,5 mg/l om morgenen<br />
mandag den 11. februar (uge 7/2008).<br />
Efter 10 dages drift uden yderligere ændringer på anlægget, blev målt følgende<br />
værdier:<br />
Bassinvand<br />
Frit klor 0,47 mg/l<br />
Bundet klor 0,22 mg/l<br />
pH-værdi 7,24 pH<br />
THM 13 µg/l */<br />
NVOC 2,1 mg/l */<br />
*/ Prøver for NVOC og THM er udtaget før sandfilter.<br />
Figur 2. Resultat af vandprøver udtaget den 21. februar 2008.<br />
Ovenstående prøver er udtaget torsdag den 21. februar 2008 (uge 8 - vinterferie),<br />
hvor badebelastningen nåede 671 personer og med en gennemsnitlig badebelastning<br />
de tre foregående dage på 647 personer pr. dag.<br />
I de efterfølgende 3 uger blev der udtaget vandprøver for kontrol af kimtal i bassinvandet,<br />
som i nedenstående skema er sammenholdt med de tilsvarende<br />
værdier for kimtal i bassinet i månederne forud for ændringen.<br />
2007/2008<br />
2008<br />
(frit klor 1,0 mg/l)<br />
(frit klor 0,5 mg/l)<br />
Dato<br />
CFU pr. 100 ml<br />
(v. 37 °C)<br />
Dato<br />
CFU pr. 100 ml<br />
(v. 37 °C)<br />
28-11-2007 43 26-02-2008 130<br />
12-12-2007 5 06-03-2008 38<br />
15-01-2008 160 11-03-2008 130<br />
Figur 3. Resultat af kimtalsmålinger.<br />
Der er ikke nogen entydig sammenhæng mellem ændringen i frit klor og resultatet<br />
af kimtalsmålingerne i perioden før og efter. Kimdrabseffekten i vandet –<br />
udtrykt ved iltningspotentialet – er jf. [1] ændret fra ca. 730 mV til ca. 715 mV<br />
ved at sænke indholdet af frit klor til 0,5 mg/l, hvilket fortsat er over den angivne<br />
minimumsværdi på 675 mV.<br />
10
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
4.2.1 Delkonklusion<br />
Der er konstateret en relativ stor forskel i de målte værdier for både bundet klor,<br />
NVOC og THM før og efter sænkning af det frie klorindhold. De positive ændringer<br />
kan ikke umiddelbart tilskrives sænkningen af det frie klorindhold alene,<br />
men skyldes mere sandsynligt udskiftningen af de aktive kul.<br />
Således er reduktionen i bassinvandets indhold af bundet klor fra ca. 0,5 mg/l<br />
ned til 0,22 mg/l sket som følge af de nye aktive kul i anlægget.<br />
Tilsvarende vurderes ændringerne i indholdet af både NVOC og THM i bassinvandet<br />
at være indirekte forbundet til udskiftningen af de aktive kul, idet de<br />
”gamle” kul kan være medvirkende årsag til, at niveauet for de to vandkvalitetsparametre<br />
lå højere før udskiftningen på grund af forholdsvis stor afgivelse af<br />
kulstøv og organisk materiale til bassinvandet.<br />
De målte værdier i figur 2 er således et godt udgangspunkt og sammenligningsgrundlag<br />
for resultaterne i de efterfølgende forsøg.<br />
4.3 Lav-ozonering / Ozonteknologi<br />
4.3.1 Baggrund for forsøget<br />
Ozon er et kraftigt oxidationsmiddel, der er i stand til både at desinficere og<br />
oxidere organisk stof. Ozon er en ustabil luftart, der naturligt henfalder til ilt og<br />
det er således nødvendigt at producere ozon på stedet, hvor det skal anvendes.<br />
I svømmebadssammenhæng anvendes ozon som supplement til klor, idet ozon,<br />
på grund af sin giftighed, kun må virke på vandet udenfor bassinet, og skal fjernes<br />
før vandet returneres til bassinet. Klor skal derfor fortsat tilsættes bassinvandet<br />
for at sikre desinfektion af vandet ude i bassinet.<br />
I Danmark er ozon ikke umiddelbart godkendt til brug i forbindelse med offentlige<br />
svømmebade, men der er – i henhold til Miljøstyrelsens Vejledning nr. 3,<br />
1988, Bilag C.4 [1] – mulighed for at søge en dispensation for godkendelse af<br />
anlæg med ozon-klor-desinfektion.<br />
På trods af denne dispensationsmulighed har brug af ozon ikke vundet indpas i<br />
danske svømmehaller, og det eneste dokumenterede fuldskala forsøg i Danmark<br />
er udført i Helsinge Badet tilbage i 1982 [3].<br />
11
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
I Tyskland indgår ozonering af bassinvandet i en af to anerkendte vandbehand-<br />
lingsmetoder, jf. den tyske norm DIN 19643, hvor det angives, at vandbehand-<br />
lingsanlæg til svømmebade kan opbygges af følgende proceskombinationer:<br />
1. Adsorption – flokning – filtrering – klorering, eller<br />
2. Flokning – filtrering – ozonering – sorption (fjernelse af rest ozon) –<br />
klorering<br />
Både det danske forsøg i Helsinge Badet [3] og anlæg, der er opført i Tyskland i<br />
henhold til DIN 19643 er baseret på, at ozon doseres på hele den cirkulerende<br />
vandstrøm i systemet, hvilket betyder, at der nødvendigvis skal installeres<br />
ozonanlæg med en forholdsvis stor kapacitet og tilsvarende store filteranlæg<br />
med aktivt kul for efterfølgende fjernelse af rest ozon fra bassinvandet. Anlægsog<br />
driftsøkonomisk er dette en krævende opgave, og har sandsynligvis været<br />
medvirkende til, at ozon ikke er og har været anvendt i behandling af bassinvandet<br />
i danske svømmehaller.<br />
De vigtigste faktorer for en effektiv udnyttelse af ozon i forbindelse med vandbehandling<br />
er opløsning af ozongassen i vandet, sikring af en nødvendig reaktionstid<br />
og endelig fjernelse af eventuelt overskydende ozon fra henholdsvis udløbsvandet<br />
og afgangsgassen.<br />
Ozons opløselighed i vand er afhængig af vandtemperaturen og det aktuelle<br />
systemtryk. Nedenstående kurve viser sammenhængen mellem de to parametre.<br />
12
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Figur 4. Ozons opløselighed i vand, som funktion af temperatur og tryk.<br />
I DIN 19643 er tilsvarende angivet følgende erfaringstal for tilsætning af ozon<br />
baseret på den aktuelle bassinvandstemperatur, for at sikre en effektivt udnyttelse<br />
af den tilførte ozon, under hensyn til at opretholde et effektivt oxidationspotentiale<br />
i forhold til ozongassens opløselighed og henfaldstid:<br />
Vandtemperatur Ozon koncentration i vand<br />
t ≤ 28 °C ≥ 0,8 g ozon / m³<br />
28 °C < t ≤ 32 °C ≥ 1 g ozon / m³<br />
32 °C < t ≤ 35 °C ≥ 1,2 g ozon / m³<br />
t > 35 °C ≥ 1,5 g ozon / m³<br />
Figur 5. DIN 19643 anvisning for ozonkoncentration i bassinvand afhængig af vandtemperatur.<br />
For at skabe de rette betingelser for en effektiv oxidation angiver DIN 19643<br />
samtidig en anbefalet reaktionstid mellem bassinvand og ozongassen på minimum<br />
3 minutter efter ozon tilsætningen og før af-ozonering.<br />
13
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
4.3.2 Forsøgsbeskrivelse<br />
Da virkningen af et fuldskalanlæg, som tidligere beskrevet, er undersøgt og<br />
kendt, var det formålet med dette forsøg at undersøge hvorvidt en delstrømsbehandling<br />
med ozon er tilstrækkeligt til at påvirke den samlede vandkvalitet i<br />
positiv retning.<br />
Forsøget med ozondosering til bassinvandet blev bygget op omkring et standard<br />
ozon-anlæg fra den tyske anlægsproducent CfG Prominent, og placeret i<br />
vandbehandlingsanlægget som vist på nedenstående figur.<br />
Figur 6. Ozonanlæg i forsøgsopstillingen.<br />
Det anvendte ozon-anlæg under forsøget havde en maksimal kapacitet på 15<br />
gram produceret ozon pr. time, og selve ozongassen blev fremstillet ved hjælp<br />
af trykluft leveret af en oliefri kompressor.<br />
Efter tilsætning af ozon på delstrømsrøret, blev vandet ledt gennem et mixer-rør<br />
og videre over i en reaktionstank. Reaktionstanken var forud for igangsætning<br />
af anlægget blevet delvis fyldt med plastlegemer, for yderligere optimering af<br />
opblandingen og kontakttiden mellem bassinvand og ozongas. I alle de gennemførte<br />
forsøg var reaktionstiden fra ozondosering og til udløb i udligningstanken<br />
større end 6 minutter.<br />
14
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Det ozon-holdige vand blev ført tilbage til udligningstanken, og udledt ca. 100<br />
mm over bunden af tanken i en ”klokke”. Fra klokken kunne den overskydende<br />
ozongas stige op til overfladen og under kontrol evakueres via et udluftningsrør<br />
tilsluttet et aktiv kulfilter (se også figur 6).<br />
Rørsystemet omkring anlægget blev designet med henblik på at recirkulere og<br />
behandle vandet i udligningstanken, ud fra den anskuelse, at det er i udligningstanken<br />
– næst efter sandfiltrene – at den største koncentration af organiske<br />
urenheder i systemet skal findes, og at det var på vandet i udligningstanken, at<br />
en delstrømsozonering ville have den største effekt på den samlede vandkvalitet<br />
i systemet. Dertil kommer, at den restozon, der er opløst i vandet, ville ledes<br />
tilbage i udligningstanken, hvor ozonen ville få yderligere tid til at reagere med<br />
det organiske stof i vandet; både i udligningstanken og videre frem gennem<br />
sandfilteranlægget.<br />
Det anvendte ozon-anlæg er fra producentens side udstyret med en række<br />
sikkerhedsfunktioner, som dels skal sikre anlægget mod overlast og dels at der<br />
ikke produceres og afgives ozon til omgivelserne. Derudover blev der under<br />
forsøget tilsluttet supplerende sikkerhedsudstyr i form af en ekstern flowvagt i<br />
systemet, som afbrød ozonproduktionen ved manglende vandgennemstrømning<br />
i delstrømsrøret samt en rumsensor, der dels afgav akustisk alarm ved høj<br />
ozonkoncentration i rumluften og dels afbrød ozonproduktionen i anlægget.<br />
15
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Foto 1. Ozon-installation med reaktionstank, kompressoranlæg og rumsensor.<br />
Under forsøgene med ozontilsætning til bassinvandet blev anlægget indreguleret<br />
til en ydelse på 11,9 gram produceret ozon pr. time, svarende til 80 % af<br />
ozon-anlæggets maksimale kapacitet. Den cirkulerende vandstrøm gennem<br />
anlægget blev tilsvarende justeret ind til 4,5 m³/h, og driftstrykket i anlægget lå<br />
stabilt på 75 kPa.<br />
Den teoretiske ozonkoncentration i bassinvandet, umiddelbart efter ozontilsætningen<br />
udgjorde således:<br />
O3 koncentration =<br />
11,9 gram O3 / h<br />
4,5 m³ / h<br />
= 2,64 gram O3 / m³<br />
Ozonkoncentrationen i bassinvandet under disse forsøg er således ca. 3 gange<br />
højere end anbefalingerne i DIN 19643 (tabel w), ved en vandtemperatur < 28<br />
°C.<br />
Den anvendte reaktionstank havde et volumen på ca. 0,5 m³, hvilket med en<br />
vandgennemstrømning på 4,5 m³/h gav en netto reaktionstid på 6 minutter og<br />
40 sekunder, eller godt 2 gange anbefalingerne i DIN 19643.<br />
Ozonkoncentration i vandet efter reaktionstanken blev manuelt målt ved brug af<br />
fotometrisk analyse (Chematest 25, anvendt reagens, OXYCON 2, OXYCON<br />
DPD og OXYCON GL – ”Determination of Ozone in presence of free Chlorine”),<br />
16
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
ligesom der løbende blev foretaget kontrolmålinger af restozonindholdet i bassinvandet<br />
på tilgang til sandfiltrene.<br />
Den 22. april blev registreret og målt følgende ozonkoncentrationer i systemet<br />
ved en vandgennemstrømning på 4,5 m³/h og en ozonproduktion på 11,9 g/h:<br />
Ozonkoncentration efter dosering 2,64 mg/l (teoretisk værdi)<br />
Ozonkoncentration efter reaktionstank 1,02 mg/l (fotometrisk bestemt)<br />
Ozonkoncentration før sandfiltre 0,05 mg/l (fotometrisk bestemt)<br />
Ud fra ovenstående er der efter reaktionstanken opløst 1,02 mg/l ozon i vandet.<br />
Den resterende mængde ozon (2,64 mg/l ÷ 1,02 mg/l = 1,62 mg/l) er således<br />
enten omsat ved oxidation med organisk materiale i reaktionstanken, henfaldet<br />
til oxygen (ilt), eller fortsat på gasform som ozon og uopløst i vandstrømmen.<br />
4.3.3 Forsøgsresultater<br />
Ozonanlægget blev sat i drift den 31. marts, og fra den 4. april og frem til den<br />
22. april blev MIMS-udstyr 1 tilsluttet forsøget med udtag fra 3 målepunkter i<br />
anlægget.<br />
Resultatet af MIMS-målingerne på THM-indholdet i bassinvandet i de enkelte<br />
målepunkter er angivet i nedenstående diagram.<br />
1 MIMS er en forkortelse af Membran-inlet massespektrometri, som anvendes i forbin-<br />
delse med on-line måling af flygtige organiske stoffer, som eksempel THM.<br />
17
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Figur 7. MIMS-kurve fra 4. – 22. april 2008, med angivelse af THM-indholdet i tre målepunkter.<br />
Kurven viser en tydelig variation i bassinvandets THM-indhold hen over et<br />
døgn, hvor stigning og fald i THM-indholdet hænger tæt sammen med bassinets<br />
brug i dag- og aftentimerne.<br />
Kurven viser også, at der – både efter ozondoseringen og hen over sandfiltrene<br />
– sker en reduktion i bassinvandets THM-indhold, og på grundlag af de mere<br />
end 1000 målinger, der blev registreret på MIMS-udstyret i perioden, er det<br />
gennemsnitlige fald i THM-indholdet over ozonanlægget beregnet til ca. 10 %.<br />
I samme forsøgsperiode blev udtaget manuelle kontrolprøver af både THM- og<br />
NVOC-indholdet i bassinvandet, og resultaterne er, sammen med den aktuelle<br />
badebelastning for de pågældende dage, angivet i nedenstående diagram.<br />
18
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Figur 8. Resultat af de manuelle prøver for forsøgsperioden sammenholdt med den<br />
aktuelle badebelastning.<br />
Den gennemsnitlige badebelastning i perioden udgjorde 492 personer pr. dag,<br />
og kurverne viser, at der på trods af en stabil badebelastning sker en reduktion<br />
af både NVOC- og THM-indholdet i hele den cirkulerende vandstrøm hen over<br />
forsøgsperioden med ozonanlægget i drift.<br />
For at få et overblik over de enkelte værdier er der i nedenstående skema vist<br />
vandkvalitetsparametrene under ozonforsøget sammenholdt med udgangssituation,<br />
som blev registreret den 21. februar.<br />
Bassinvand 21-02-2008 07-04-2008 **/ 22-04-2008<br />
Frit klor 0,47 mg/l 0,50 mg/l 0,51 mg/l<br />
Bundet klor 0,22 mg/l 0,26 mg/l 0,22 mg/l<br />
pH-værdi 7,24 pH 7,21 pH 7,26 pH<br />
THM 13 µg/l */ 13 µg/l */ 9,3 µg/l */<br />
NVOC 2,1 mg/l */ 1,69 mg/l */ 1,06 mg/l */<br />
Badebelastning 671 prs. 592 prs. 572 prs.<br />
*/ Prøver for NVOC og THM er udtaget før sandfilter.<br />
**/ Ozonanlægget har forud for målingerne den 7. april været i drift i godt 7 dage.<br />
Figur 9.<br />
Fra den første måling af bassinvandskvaliteten den 7. april og frem til den anden<br />
måling den 22. april, hvor ozonanlægget kørte kontinuerligt, er der sket en<br />
19
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
forholdsvis kraftig reduktion i bassinvandets indhold af NVOC på ca. 40 %.<br />
THM-indholdet i bassinvandet er tilsvarende faldet med knap 30 % over de to<br />
uger, og indholdet af bundet klor i vandet er faldet med 0,04 mg/l og ligger på<br />
samme niveau som i udgangssituationen den 21. februar.<br />
4.3.4 Anlægs- og driftsøkonomi<br />
Den samlede anlægspris for ozonanlægget, som det er installeret i Frankrigsgade<br />
Svømmehal, med cirkulationssystem, kompressoranlæg, rumsensor og<br />
reaktionstank og montageomkostninger, skønnes i 2008 priser til i alt kr.<br />
175.000 ekskl. moms.<br />
Driftsomkostningerne for ozonanlægget, i form af direkte effektoptagelse og<br />
beregnet el-energiforbrug under de betingelser, der har været til stede i forbindelse<br />
med forsøget, er opgjort til følgende:<br />
Pumpedrift til delstrømscirkulation (4,5 m³/h, Δp=75 kPa, ηp~0,6) = 0,15 kW<br />
Kompressordrift (0,24 kW, on/off: 10 s/25 s) = 0,01 kW<br />
O3 – produktion = 0,45 kW<br />
Samlet effektoptagelse til ozonanlæg og pumpedrift = 0,61 kW<br />
Det svarer til et samlet el-energiforbrug pr. døgn på ca. 14,5 kWh. Med en anslået<br />
pris pr. kWh på 1,5 kroner udgør de samlede driftsomkostninger ca. kr.<br />
21,75 pr. døgn.<br />
Der har desuden været anvendt vandværksvand til køling af ozongeneratoren,<br />
men kølevandet (ca. 50 l/h) er ført til udligningstanken, og har således dækket<br />
en del af det daglige spædevandsforbrug. Da kølevandet samtidig er blevet<br />
opvarmet til en temperatur på ca. 25 °C gennem ozonanlægget, har der været<br />
en mindre besparelse på varmeforbruget til opvarmning af spædevand.<br />
4.3.5 Delkonklusion<br />
Det er kendt og veldokumenteret, at tilsætning af ozon virker reducerende på<br />
THM-indholdet i bassinvand ved at nedbryde nogle af de organiske partikler i<br />
vandet, som er medvirkende til at blandt andet at danne uønskede THMforbindelser<br />
i vandet. Dette bekræftes af kurven fra MIMS målingerne (fig. 7),<br />
som viser en her og nu reduktion i vandets THM-indhold på ca. 10 %, i den<br />
delstrøm af bassinvand, som ledes gennem ozonanlægget.<br />
20
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
På den samlede cirkulerende vandstrøm i systemet sker der i perioden fra den<br />
7. til den 22. april ligeledes et fald i både NVOC- og THM indhold, som vurderes<br />
at være direkte forårsaget af ozontilsætningen, idet badebelastningen i forsøgsperioden<br />
er meget stabil med et gennemsnit omkring 500 personer pr. dag.<br />
Den overskydende ozongas, som ikke opløses i bassinvandet eller ikke når at<br />
reagere med de organiske partikler i vandet, opfanges enten i det aktive kulfilter<br />
på udluftningen fra udligningstanken, eller ledes med bassinvandet over til<br />
sandfilteranlægget. Ved sandfilteranlægget er det målte ozonindhold 0,05 mg<br />
O3/l i vandet, svarende til den tyske norm for ozonholdigt vand (jf. DIN 19643),<br />
der må ledes til bassinet, og udgør således ikke nogen risiko for de badende og<br />
personalet oppe i hallen.<br />
For at optimere udnyttelsen af den tilførte ozon til bassinvandet og dermed effekten<br />
af ozonbehandlingen, kan der installeres to serieforbundne reaktionsbeholdere<br />
i stedet for en beholder, hvor der i den sidste reaktionsbeholder ilægges<br />
en sandfyldning. Sandfyldningen vil medvirke til at skabe bedre kontakt mellem<br />
ozongassen og bassinvandet, og giver samtidig mulighed for aflejring af urenheder,<br />
hvorved ozon får bedre betingelser for at reagere med og nedbryde de<br />
organiske stoffer i vandet.<br />
Eksisterende spædevandsforsyning til vandbehandlingsanlægget vil med fordel<br />
kunne sluttes til ozonanlægget, hvorved eventuelle organiske partikler i vandværksvandet<br />
vil blive reduceret og ikke belaste bassinvandet og dannelsen af<br />
uønskede klorforbindelser.<br />
Tidligere forsøg [3] har vist, at ozonbehandling af hele den cirkulerende vandstrøm<br />
har en positiv effekt på vandkvaliteten. Sammenlignet med disse både<br />
plads- og omkostningskrævende ozonanlæg, som behandler hele den cirkulerende<br />
vandstrøm, viser dette forsøg, at der – selv på et meget velfungerende<br />
vandbehandlingsanlæg, med en i forvejen rigtig god vandkvalitet – kan opnås<br />
forbedringer af kvaliteten med tilsætning af ozon til en mindre del af den behandlede<br />
vandstrøm.<br />
4.4 Membranstripning (LiQui-Cel)<br />
4.4.1 Baggrund for forsøget<br />
Membranteknologi til fjernelse af gasser og uønskede luftarter fra væsker blev<br />
kommercielt tilgængelig tilbage i starten af 1990’erne, og har siden vundet indpas<br />
indenfor vandbehandling til bl.a. kraftværker, den farmaceutiske industri og<br />
21
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
bryggerier, hvor det primært er ilt og kuldioxid, der fjernes fra vandet, før det<br />
skal anvendes i de forskellige processer.<br />
I USA har teknologien gennem flere år desuden været anvendt til fjernelse af<br />
THM-forbindelser i klorbehandlet drikkevand. Det er på den baggrund, at membranteknologien<br />
i dette forsøg afprøves på bassinvand, for at se hvorvidt erfaringerne<br />
fra drikkevandsbehandlingen kan overføres til svømmebade.<br />
4.4.2 Forsøgsbeskrivelse<br />
Den anvendte membran til forsøget var en LiQui-Cel® membran fra firmaet<br />
Membrana, som har været blandt de førende producenter af denne teknologi<br />
gennem de sidste 15 år.<br />
Membranen er, ifølge producentens datablad, egnet til behandling af vand med<br />
et indhold af frit klor på ≤1 mg/l frit klor. På trods af den angivne resistens for<br />
klor, valgte vi under forsøget at installere LiQui-Cel® membranen i en shunt på<br />
afgang fra det eksisterende kulfilteranlæg, som vist på nedenstående diagram,<br />
hvor indholdet af frit klor i vandet er det laveste i systemet.<br />
Figur 10. Diagram over LiQui-Cel® installationen i anlægget.<br />
22
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Den anvendte membran var beregnet for en vandgennemstrømning i intervallet<br />
1-11 m³/h, og den samlede vandgennemstrømning gennem de to parallelkoblede<br />
aktive kulfiltre var som udgangspunkt indreguleret til ca. 8 m³/h.<br />
Et af de emner, som voldte størst vanskeligheder i design- og planlægningsfasen<br />
forud for dette forsøg, var at få skabt tilstrækkelig med vakuum på membranens<br />
gasside. I første omgang blev vakuummet forsøgt etableret med en<br />
ejektor drevet af trykluft. Da der må forventes et forøget THM-indhold i luften på<br />
membranens gasside, ville det – ved brug af en luftdrevet ejektor – være forholdsvis<br />
enkelt at lede luften fra systemet til det fri. Desværre lykkedes det ikke<br />
at skabe det nødvendige vakuum ved brug af ejektoren, og samtlige målinger<br />
på vandet i denne forsøgsrække viste uændret THM-indhold før og efter membranen.<br />
Efter forgæves forsøg med at få etableret tilstrækkelig vakuum med en ejektorpumpe<br />
drevet af kompressorluft, blev resultatet brug af en egentlig vakuumpumpe<br />
(vandringspumpe). Vakuumpumpen blev kølet med blødgjort vandværksvand<br />
for at undgå udfældning af kalk i pumpehuset. Kølevandet blev ledt<br />
direkte til kloak, da det – på samme måde som luften fra ejektoren – må forventes<br />
at have et forhøjet indhold af THM tilført fra membranafgasningen, hvorfor<br />
det ikke kunne ledes ind i systemet og genanvendes som spædevand.<br />
Vakuumpumpen opretholdt et undertryk på membranens gasside på mellem<br />
÷0,85 og ÷0,90 kPa (absolut), og membranen blev på gassiden ”gennemskyllet”<br />
med en luftstrøm på 250 Nl luft /h.<br />
Foto 2. Membraninstallation på afgang fra kulfilteranlægget.<br />
23
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Membranen var installeret i modstrøm svarende til, at vand og luft bevægede<br />
sig modsat hinanden inde i membranen, med vandet løbende lodret opad og<br />
luften tilsvarende nedad.<br />
4.4.3 Forsøgsresultater<br />
Gennem forsøgsperioden blev dels udtaget vandprøver til laboratoriebestemmelse<br />
af membranens ydelse i forhold til at reducere THM-indholdet i vandet før<br />
og efter membranen, og dels blev vandet – før og efter membranen – i en periode<br />
overvåget ved hjælp af MIMS-udstyr.<br />
Resultatet af de manuelle prøver er angivet i nedenstående skema:<br />
Prøve THM før membran THM efter membran<br />
19-09-2008 17 µg/l 14 µg/l<br />
23-09-2008 26 µg/l 10 µg/l<br />
Figur 11.<br />
Der sker således en reduktion i vandets indhold af THM på mellem 3-16 µg/l<br />
hen over membranen.<br />
Det relativt høje indhold af THM i bassinvandet før membranen, målt den 23.<br />
september, kan skyldes, at der i dagene før prøveudtagningen var påfyldt ca.<br />
150 m³ nyt vandværksvand i bassinet på grund af fejl i det luftstyrede ventilsystem.<br />
Resultatet af de data, der er indsamlet via MIMS målingerne, er indeholdt på<br />
nedenstående kurve, som viser THM-indholdet i vandet før og efter LiQui-Cel®membranen.<br />
24
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Figur 12. MIMS-data for perioden 12.-14. september, forsøg med LiQui-Cel®-membran.<br />
Kurven viser en nogenlunde konstant gennemsnitlig reduktion i vandets THMindhold<br />
på 2 - 3 µg/l hen over de to døgn udstyret var tilsluttet til forsøgsopstillingen,<br />
svarende til en procentvis reduktion på 15-20 % af indgangskoncentrationen.<br />
Kurven er baseret på MIMS-målinger taget forud for det utilsigtede vandtab<br />
i systemet, hvorfor indgangskoncentrationen for THM er lavere her, end i de<br />
manuelle målinger i figur 11.<br />
25
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
4.4.4 Anlægs- og driftsøkonomi<br />
Den samlede anlægspris for LiQui-Cel® anlægget, som det er installeret i<br />
Frankrigsgade Svømmehal, med membran, vakuumpumpe, blødgøringsanlæg<br />
og montageomkostninger, skønnes i 2008 priser til i alt kr. 70.000 ekskl. moms.<br />
Driftsomkostningerne for anlægget, i form af direkte effektoptagelse og beregnet<br />
el-energiforbrug under de betingelser, der har været til stede i forbindelse<br />
med forsøget, er opgjort til følgende:<br />
Drift af vakuumpumpe (motoreffekt 0,3 kW, 1,5 kr./kWh) = ca. 10,80 kr./døgn<br />
Kølevand (40 l/h blødgjort vandværksvand á 40 kr./m³) = ca. 38,40 kr./døgn<br />
Samlet pris for drift af LiQui-Cel® anlægget = ca. 49,20 kr./døgn<br />
Systemet med en vandkølet vakuumpumpe gør de samlede driftsomkostninger<br />
for anlægget forholdsvis høje, og den optimale løsning både af hensyn til driftsomkostningerne<br />
og til bortledning af de udvundne THM-gasser fra bassinvandet,<br />
vil være at finde en egnet luftdrevet ejektor, som kan skabe og opretholde<br />
det nødvendige vakuum på membranens gasside.<br />
4.4.5 Delkonklusion<br />
Ifølge produkt- og datablad fra leverandøren for den anvendte membran til forsøget,<br />
kan der opnås en reduktion af THM-indholdet over membranen på op til<br />
95 % ved behandling af klorholdigt drikkevand. Det fremgår ikke af producentens<br />
materiale ved hvilke THM-koncentrationer og betingelser disse resultater<br />
er opnået.<br />
I det aktuelle forsøg blev det bedste enkeltstående resultat en THM-reduktion<br />
fra 26 til 10 µg/l eller svarende til godt 60 % af den tilførte mængde THM på<br />
tilgang til membranen, hvilket ligger et godt stykke fra de resultater, der, ifølge<br />
leverandøren, er opnået på klorholdigt drikkevand. Om det ligger i anlæggets<br />
design eller vandets sammensætning er vanskeligt at sige med den begrænsede<br />
erfaring, der er opnået ved dette forsøg, men det tyder på, at jo højere indgangskoncentration,<br />
jo bedre virkningsgrad eller THM-fjernelse sker der over<br />
membranen.<br />
Membranen i forsøget er afprøvet på en delstrøm af bassinvand med et flow på<br />
8 m³/h, svarende til ca. 5 % af den cirkulerende vandstrøm i anlægget, hvilket<br />
kræver en forholdsvis høj effektivitet for, at THM-reduktionen vil kunne registre-<br />
26
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
res i det samlede bassinvolumen. Til sammenligning viser erfaringer fra aktiv<br />
kulfiltrering, som tilsvarende sker på en delstrøm, at reduktionen af bundet klor<br />
over filteret skal være minimum 50 % af indgangskoncentrationen for, at indholdet<br />
af bundet klor i bassinvandet kan opretholdes på et lavt niveau.<br />
Det er på baggrund af de udførte forsøg ikke muligt at vurdere membranens<br />
levetid under de aktuelle driftsforhold, men da indhold af frit klor samt temperatur<br />
og trykforhold i anlægget ligger indenfor producentens anvisninger, vil den<br />
forventede membranlevetid være ca. 5 år.<br />
4.5 Beluftning / stripning / afblæsning<br />
4.5.1 Baggrund for forsøget<br />
Stripning eller beluftning af vand er en velkendt behandlingsmetode til at fjerne<br />
uønskede gasarter fra vandet, og anvendes typisk indenfor både vandværksog<br />
spildevandssektoren.<br />
Tilbage i 1986 gennemførte Teknologisk Institut og HOH Vandteknik A/S et<br />
forsøg med fjernelse af THM fra bassinvand i en specialdesignet kolonnestripper<br />
[4]. Forsøget viste, at det – via beluftning af vandet – var muligt at afblæse<br />
omkring 50 % af den indeholdte mængde THM i vandet. I det pågældende forsøg<br />
blev en delstrøm på ca. 18 m³/h, svarende til godt 10 % af den cirkulerende<br />
vandstrøm i systemet, behandlet over kolonnestripperen.<br />
Baggrunden for det aktuelle forsøg i Frankrigsgade Svømmehal var derfor at<br />
afprøve de positive resultater fra forsøget i 1986 på et anlæg, som behandler<br />
hele den cirkulerende vandstrøm i anlægget, ved at foretage beluftning af bassinvandet<br />
direkte i udligningstanken.<br />
Perspektivet i forsøget er, at tilsvarende svømmebassiner, udført med udligningstank,<br />
relativt enkelt vil kunne etablere en beluftning af bassinvandet og<br />
således opnå en væsentlig forbedring af vandkvaliteten indenfor en økonomisk<br />
overskuelig investering.<br />
4.5.2 Forsøgsbeskrivelse<br />
Forsøget med beluftning af bassinvandet i svømmebassinet i Frankrigsgade<br />
Svømmehal blev opbygget som vist på nedenstående figur.<br />
27
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Figur 13. Princip for beluftningssystem i udligningstanken.<br />
De anvendte beluftere i tanken var standard Roeflex HP tallerkenbeluftere fra<br />
RUMA Industri A/S.<br />
Under hensyn til sugeudtag for cirkulationspumpen, og de to tilløb til tanken fra<br />
bassinets overløbsrender, blev i alt 14 tallerkenbeluftere jævnt fordelt ud over<br />
bunden af udligningstanken således, at hver tallerken dækkede et areal på ca.<br />
1,1 m². Tallerknerne blev indbyrdes forbundet af et rørsystem til fordeling af<br />
indblæsningsluften.<br />
Udenfor selve udligningstanken blev rørsystemet tilsluttet en sidekanalblæser af<br />
samme type, som typisk anvendes i forbindelse med boblezoner i f.eks. spabassiner.<br />
28
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Foto 3. Udligningstank med tallerkenbeluftere i drift. Billedet viser tydeligt paddehatte af<br />
luftholdigt vand over hver tallerkenbelufter.<br />
Lufttilførslen pr. tallerken er ud fra blæserens ydelseskurve og det aktuelle<br />
driftstryk i anlægget under drift beregnet til ca. 12 Nm³/h 2 .<br />
4.5.3 Forsøgsresultater<br />
Anlægget blev sat i drift om morgenen den 14. november, og kørte i første fase<br />
frem til den 17. november. MIMS-udstyret målte i perioden fra den 13. november<br />
(kl. ca. 12) og frem til den 18. november om morgenen. Herved blev udgangssituationen<br />
registreret ligesom det var muligt at se, hvad der skete med<br />
THM-indholdet i bassinvandet, når beluftningen igen blev afbrudt.<br />
2 Luftmængde angivet som ”Normal kubikmeter pr. time”.<br />
29
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Figur 14. Resultat af MIMS målinger af bassinvandet på tilgang til sandfiltre, - efter udligningstanken.<br />
Besøgstallet i måleperioden er registreret til:<br />
13-11-2008 552 badende<br />
14-11-2008 580 badende<br />
15-11-2008 168 badende<br />
16-11-2008 442 badende<br />
17-11-2008 659 badende<br />
18-11-2008 546 badende<br />
19-11-2008 515 badende<br />
20-11-2008 502 badende<br />
21-11-2008 449 badende<br />
Fra den 17. november og frem til den 19. november var beluftningen stoppet for<br />
at bringe bassinvandet tilbage til udgangssituationen, og beluftningen blev genoptaget<br />
den 19. november med kontrolmåling før og efter udligningstanken efter<br />
to dages drift den 21. november. Resultatet af de udførte kontrolmålinger er<br />
angivet i nedenstående skema.<br />
30
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
De manuelle prøver, som blev udtaget under forsøget gav følgende resultat:<br />
DATO<br />
TILGANG<br />
UDLIGNINGSTANK<br />
AFGANG<br />
UDLIGNINGSTANK THM-REDUKTION<br />
14-11-2008 12,4 µg/l 9,2 µg/l 3,2 µg/l<br />
17-11-2008 11,1 µg/l 8,9 µg/l 2,2 µg/l<br />
21-11-2008 10,4 µg/l 8,7 µg/l 1,7 µg/l<br />
Figur 15.<br />
Som det fremgår af skemaet ligger THM-reduktionen i udligningstanken under<br />
beluftning på mellem 1,7 µg/l og 3,2 µg/l svarende til en procentvis reduktion på<br />
17 til 26 % i forhold til THM-indholdet på tilgang til tanken. Resultatet er positivt i<br />
lyset af den forholdsvis lave THM-koncentration i bassinvandet på tilgang til<br />
udligningstanken og det faktum, at reduktionen af THM-indholdet sker på hele<br />
den cirkulerende vandstrøm i systemet.<br />
Resultatet af MIMS-målingerne (figur 14) underbygger de manuelle målinger,<br />
idet der forud for forsøgets start registreres et THM-indhold på 9,5 til 11 µg/l og<br />
gennem hele forsøgsperioden falder THM-indholdet og ligger stabilt omkring 8<br />
µg/l. Ved forsøgets afslutning efter ”dag 4” viser MIMS-kurven igen en stigende<br />
tendens mod samme niveau som i udgangssituationen forud for forsøget.<br />
Sættes resultatet ind i en graf ses, at THM-reduktionen som funktion af indgangskoncentrationen<br />
er tæt på at være lineær, og stigende ved øget indgangskoncentration<br />
med en forventet THM-reduktion på op til 50 % ved en indgangskoncentrationen<br />
omkring 20 µg/l.<br />
31
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Figur 16. Reduktion af THM-indhold som funktion af indgangskoncentration.<br />
Resultatet viser også, at THM-reduktionen og dermed effekten af beluftningen<br />
falder i takt med, at indgangskoncentrationen på tilgang til udligningsbeholderen<br />
reduceres.<br />
4.5.4 Anlægs- og driftsøkonomi<br />
De samlede anlægsomkostninger til det installerede beluftningssystem, der er<br />
anvendt til forsøget, ligger i størrelsesordenen kr. 50.000 ekskl. moms i 2008priser.<br />
I anlægsprisen er indeholdt blæser, tallerkenbeluftere (14 stk.), rør, fittings,<br />
montage samt eltilslutning af blæser. Installationsprisen forudsætter naturligt, at<br />
det pågældende anlæg er forsynet med en udligningstank, hvori tallerkenbelufterne<br />
kan monteres, og at der fra udligningstanken er etableret udluftning til det<br />
fri, som kan bortlede den tilførte luftmængde fra blæseren.<br />
Den anvendte blæser til forsøget havde en motoreffekt på 1,6 kW (50 Hz), svarende<br />
til et el-energiforbrug på ca. 38 kWh pr. døgn. Med en elpris på 1,5<br />
kr./kWh bliver den samlede driftsudgift ca. 57 kr./døgn.<br />
Ud over energiforbruget til drift af blæsermotoren, vil der være et mindre energiforbrug<br />
til dækning af varmetabet fra bassinvandet på grund af den forøgede<br />
fordampning fra vandoverfladen, idet den varmeenergi, der tilføres med blæser-<br />
32
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
luften ikke vurderes at være tilstrækkelig til alene at dække tabet fra fordampningen.<br />
4.5.5 Delkonklusion<br />
Forsøget bekræfter resultaterne i [4], at beluftning er en relativ billig og effektiv<br />
måde at fjerne de uønskede THM-forbindelser i bassinvandet, og enkeltheden i<br />
opbygning og drift af systemet gør det anvendeligt i mange svømmehaller.<br />
4.6 Ultrafiltrering af bassinvand<br />
4.6.1 Baggrund for forsøget<br />
Ultrafiltrering (UF) anvendes typisk indenfor levnedsmiddelindustrien til at separere<br />
forskellige molekylestørrelser fra væsker, og de tætteste UF-membraner<br />
kan f.eks. fjerne colloider, bakterier, virus, olieemulsioner, proteiner og enzymer<br />
fra den filtrerede væske.<br />
Betegnelsen ultrafiltrering dækker et filtreringsinterval fra 0,005 µm op til 0,1<br />
µm, men ultrafiltreringsmembraner karakteriseres normalt ved deres "cut-offværdi”,<br />
som angiver ved hvilken molekylevægt det opløste stof passerer henholdsvis<br />
tilbageholdes af membranen. For ultrafiltrering tales om cut-off værdier<br />
i størrelsesordenen fra 1000 til 200.000 MWCO (molekylvægt i gram per mol),<br />
målt i enheden Daltons.<br />
Brug af membranfiltrering til rensning af svømmebadsvand har gennem de senere<br />
år været et meget omdiskuteret emne, og der er igangsat flere fuldskalaforsøg<br />
med ultrafiltreringsmembraner både her i Danmark og i udlandet. Resultater<br />
og erfaringer fra disse forsøg er endnu meget sparsomme, og der er så<br />
vidt vides endnu ikke fundet en egnet membrantype, som både i levetid, rensningskapacitet<br />
og anlægsinvestering kan måle sig med et velfungerende sandfilteranlæg.<br />
Udgangspunktet med de aktuelle forsøg, der er gennemført i forbindelse med<br />
anlægget i Frankrigsgade Svømmehal, har derfor været:<br />
1. At undersøge hvor vidt ultrafiltrering kan anvendes som et supplement til<br />
sandfiltrering og i hvilket omfang membranfiltreringen kan forbedre kvaliteten<br />
i det gennemstrømmende bassinvand, og<br />
33
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
2. At undersøge i hvilket omfang ultrafiltreret bassinvand vil påvirke dannelsen<br />
af THM-forbindelser i doseringspunktet for klor, jf. tidligere undersøgelser<br />
omkring forøget THM-dannelse i og omkring doseringspunktet for klor [5].<br />
Derudover blev der monteret en tilsvarende UF-membran på det eksisterende<br />
spædevands- og påfyldningsanlæg, for at kontrollere hvorvidt membranfiltreringen<br />
kunne reducere mængden af tilført organisk stof til anlægget fra vandværksvandet.<br />
4.6.2 Forsøgsbeskrivelse<br />
Membranfilteret blev monteret i en shunt-forbindelse efter sandfilteranlægget,<br />
på fremløb til klor- og syredoseringen, som vist på nedenstående figur.<br />
Figur 17. Princip for installation af membranfilter på fremløb til kemikaliedosering.<br />
Under indkobling af membranen blev shunt-ventilen lukket således, at alt vandet<br />
frem til kemikaliedoseringen blev filtreret over membrananlægget. Membranen<br />
blev skyllet med bassinvand ved hjælp af en timerstyret magnetventil, som<br />
åbnede i ca. et minut hver 6. time, hvilket var tilstrækkeligt til at holde et konstant<br />
tryktab over membranen på ca. 1 bar (Ptilgang~1,65 bar og Pafgang~0,7 bar).<br />
34
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Foto 4. Ultrafiltreringsmembran på fremløb til kemikaliedosering efter sandfilteranlæg.<br />
Membranen på spædevandssystemet (foto 5) blev sat ind i det eksisterende<br />
rørsystem, således at alt vandværksvand, som blev tilført anlægget (spæde- og<br />
skyllevand), var filtreret gennem membranen.<br />
Foto 5. UF-membran i spædevandssystem.<br />
35
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
I forsøgsanlægget er anvendt en ultrafiltreringsmembran fra Hydranautics, som<br />
ifølge det medfølgende datablad havde et nominelt MWCO på 150.000 Daltons.<br />
Denne membrantype er ifølge producenten velegnet til filtrering af overflade-,<br />
grund- og havvand samt spildevand. Membranmaterialet var ifølge leverandørens<br />
oplysninger klorresistent, angivet ved en klortolerance på 200.000 ppm*h,<br />
og egnet til brug i pH-intervallet 4-10 pH.<br />
Producenten angiver desuden at membranen kan tilbageholde op til 99,999 %<br />
(log 5) bakterier, giardia og cryptosporidium.<br />
4.6.3 Forsøgsresultater<br />
Ad 4.6.1, pkt. 1:<br />
Hvorvidt ultrafiltrering – med den anvendte membrantype – havde en positiv<br />
indvirkning på vandkvaliteten blev kontrolleret ved bestemmelse af NVOCindholdet<br />
i vandprøver udtaget før og efter membrananlægget.<br />
Der blev udtaget vandprøver for analyse af NVOC-indholdet i vandet tre steder i<br />
anlægget:<br />
Målepunkt (bassinvand) NVOC-indhold<br />
Før sandfilter 1,69 mg/l<br />
Efter sandfilter 1,59 mg/l<br />
Efter UF-membran 1,57 mg/ l<br />
Tilsvarende blev der i forbindelse med UF-membranen monteret på spædevandstilgangen<br />
målt følgende værdier:<br />
Vandværksvand NVOC-indhold<br />
Før UF-membran 2,53 mg/l<br />
Efter UF-membran 2,57 mg/l<br />
Som det fremgår af ovenstående resultater, sker der ikke nogen reel målbar<br />
reduktion af NVOC-indholdet i vandet hen over UF-membranen, hverken på<br />
bassinvand eller på vandværksvand.<br />
Årsagen til den manglende effekt vurderes at være, at de organiske forbindelser,<br />
der måles som NVOC-indhold både i bassinvand og i vandværksvandet,<br />
har en størrelse, der ikke lader sig tilbageholde over UF-membranen (< 150.000<br />
Daltons).<br />
36
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Prøver for kontrol af bakterietallet før og efter membranen viste, at der her skete<br />
en reduktion på ca. 99,8 % af mikroorganismerne i vandet gennem filteret (se<br />
også afsnit 1.8), hvilket er i overensstemmelse med membranleverandørens<br />
specifikationer.<br />
Ad 4.6.1, pkt. 2:<br />
For at undersøge dannelse af THM-forbindelser direkte, hvor klor doseres i<br />
bassinvandet, blev der påsat en prøvehane på delstrømsrøret umiddelbart efter<br />
doseringspunktet for klor.<br />
Der blev udtaget 4 prøver under dosering af klor til bassinvandet, hvoraf to blev<br />
udtaget med membranfiltreret vand i rørledningen og to uden membranfiltreret<br />
vand i røret.<br />
Analyseresultat af de fire prøver er angivet i nedenstående skema:<br />
Klordosering i<br />
Klordosering i<br />
Prøverække<br />
UF-filtreret vand bassinvand<br />
1. 07-10-2008 THM 48 µg/l THM 56 µg/l<br />
2. 21-11-2008 THM 92 µg/l THM 38 µg/l<br />
Resultatet af prøverne viser desværre et meget forskelligt THM-indhold og der<br />
er ikke en entydig sammenhæng i resultaterne for de to dage prøverne blev<br />
udtaget. Således er THM-indholdet i det membranfiltrerede vand lavest i første<br />
forsøgsrække, men højest i prøverække nr. 2.<br />
Som udgangspunkt burde resultatet i de to prøver som minimum være ens, og<br />
resultatet for THM-indholdet i det ultrafiltrerede vand i prøverække nr. 2 må<br />
derfor være behæftet med en fejl, da det ikke giver umiddelbar mening, at THMindholdet<br />
i det ultrafiltrerede vand er to og en halv gange højere end i det<br />
”ufiltrerede” vand.<br />
Til sammenligning blev der målt et THM-indhold i bassinvandet før sandfiltrene<br />
på 11 µg/l den 7. oktober, og resultaterne af de udtagne prøver i doseringspunktet<br />
for klor viser således, at THM-koncentration i doseringspunktet er ca. 5<br />
gange højere end THM-indholdet i den øvrige del af systemet, hvilket understreger<br />
vigtigheden af, at bassinvandet, som ledes til klordoseringen, er så rent<br />
som muligt.<br />
37
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
4.6.4 Anlægs- og driftsøkonomi<br />
De samlede anlægsomkostninger til det installerede membranfiltreringsanlæg,<br />
der er anvendt til forsøget, ligger i størrelsesordenen kr. 45.000 ekskl. moms i<br />
2008-priser.<br />
I anlægsprisen er indeholdt membranenhed, delstrømspumpe med frekvensreguleret<br />
pumpemotor, timerstyret skylleventil, manometre samt rør, fittings og<br />
montage. I en permanent installation anbefales desuden at etablere en fast<br />
renseinstallation for membrananlægget, som skønnes at koste ca. kr. 30.000<br />
ekskl. moms.<br />
Driftsomkostningerne for anlægget, i form af direkte effektoptagelse og beregnet<br />
el-energiforbrug, under de betingelser, der har været til stede i forbindelse<br />
med forsøget, er opgjort til følgende:<br />
Drift af delstrømspumpe (motoreffekt 0,75 kW, 1,5 kr./kWh) = ca. 27,00 kr./døgn<br />
Skyllevand, ca. 200 l/døgn bassinvand á 45 kr./m³ = ca. 9,00 kr./døgn<br />
Samlet pris for drift af UF-membrananlægget = ca. 36,00 kr./døgn<br />
4.6.5 Delkonklusion<br />
Ultrafiltrering som supplement til et velfungerende sandfilteranlæg har i forsøget<br />
ikke vist nogen målbare ændringer i indholdet af organisk materiale (NVOC) i<br />
vandet før og efter membranfilteret, og ultrafiltrering af bassinvandet vurderes<br />
derfor ikke at påvirke vandkvaliteten i forhold dannelsen af uønskede THMforbindelser.<br />
Derimod er der registreret en markant reduktion i fjernelse af bakterier over<br />
ultrafiltreringsmembranen, idet næsten alle bakterier (> 99 %) bliver tilbageholdt<br />
på membranoverfladen, sammenlignet med en tilsvarende tilbageholdelse af<br />
bakterier over sandfilteranlægget på ca. 80 %.<br />
Et fuldskala ultrafiltreringsanlæg med den membrankonfiguration, der er anvendt<br />
i dette forsøg, og som behandler hele den cirkulerende vandstrøm, vil<br />
være en effektiv barriere mod udslip af bakteriekolonier i større mængder fra<br />
vandbehandlingsanlægget og til bassinet. Derimod vil ultrafiltrering af hele den<br />
cirkulerende vandstrøm ikke være en garanti mod bakterieproblemer i selve<br />
bassinvolumenet, da det jo er i bassinet bakterierne tilføres til vandet fra de<br />
badende.<br />
38
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Den meget begrænsede reduktion i bassinvandets indhold af organiske partikler<br />
– målt som NVOC før og efter ultrafiltreringsmembranen – medførte, at THMdannelsen<br />
i klordoseringspunktet næsten er uændret om det er membranfiltreret<br />
vand eller alene sandfiltreret vand, der ledes til klordoseringen.<br />
4.7 Bakteriologiske undersøgelser<br />
4.7.1 Baggrund<br />
Den nedsatte klordosering igennem forsøgsperioden kan i princippet føre til en<br />
øget forekomst af levende bakterier i badevandet, enten i kraft af mindre effektiv<br />
sterilisering af mikroorganismer tilført fra de badende, eller som følge af fremvækst<br />
af biofilm i systemet. Formålet med disse undersøgelser var derfor at<br />
følge den mikrobiologiske kvalitet af bassinvandet under forsøgsperioden. Desuden<br />
blev effekten af sand- og membranfiltrene på bakterietallene undersøgt.<br />
4.7.2 Forsøgsbeskrivelse<br />
Bakterierne i systemet blev undersøgt ved hjælp af forskellige metoder, både<br />
dyrknings-baserede og dyrknings-uafhængige. Det totale antal af mikroorganismer<br />
i vandprøver fra forskellige dele af systemet blev talt både ved hjælp af<br />
mikroskopi (DAPI-farvning) og ved quantitative Polymerase Chain Reaction<br />
(qPCR), en enzymatisk reaktion, der kvantificerer antallet af bakteriegener i en<br />
prøve.<br />
Diversiteten af bakterier blev undersøgt ved hjælp af Denaturing Gradient<br />
Electrophoresis. Dette er en analyse, hvor bakterielle gener ved hjælp af et<br />
spændingsfelt drives gennem en polyakrylamid-gel. Hver bakterieart afsætter et<br />
mærke i en bestemt position på gelen, og ved at sammenligne mønstret af<br />
mærker afsat af forskellige prøver kan man derved screene for ligheder og forskelle<br />
i bakteriepopulationen.<br />
Endelig blev bakterier fra vandprøverne opdyrket på aerobe kimtalsplader og<br />
identificeret ved hjælp af DNA-sekventering.<br />
4.7.3 Forsøgsresultater<br />
Det totale antal af mikroorganismer i vandet blev første gang målt ved mikroskopi<br />
den 8/2 2008, dvs. umiddelbart før forsøgsperioden med nedsat klordosering<br />
begyndte. Der blev her taget vandprøver af bundvand fra den dybe ende, af<br />
39
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
overfladevand, af vand fra udligningstanken, og af vand der netop havde passe-<br />
ret sandfiltret. Et eksempel på et mikroskopibillede og resultatet af DAPI-<br />
bakterietællingen er vist i figurerne nedenfor.<br />
Figur 18. Eksempel på mikroskopibillede af en DAPI-farvet vandprøve. Prøven er taget<br />
fra udligningstanken den 2/9-2008 og illustrerer diversiteten af bakterier og partikler i<br />
svømmebadsvandet. Pilene indikerer (1) en rund/oval bakterie, (2) en aflang, stavformet<br />
bakterie, (3) en kæde af ovale bakterier, og (4) et aggregat af bakterier, der for eksempel<br />
kan stamme fra en biofilm eller et menneskeligt sekret. Bredden af billedet svarer til 0.1<br />
mm.<br />
Figur 19. Antallet af bakterier i vand fra bassinet (bund og overflade), fra udligningstanken<br />
og fra udløbet fra sandfilteret målt ved mikroskopi af prøver fra den 8/2-2008.<br />
Disse resultater viste, at tælletallene var stort set ens i overfladevandet, bundvandet<br />
og vandet fra udligningstanken. Det sås desuden, at sandfilteret nedsatte<br />
antallet af bakterier i vandet med ca. 80 %. Som en alternativ metode til mikroskopien<br />
blev mængden af mikroorganismer kvantificeret ved hjælp af qPCR.<br />
Disse resultater er vist i figuren nedenfor og understøttede resultaterne af mikroskopianalysen.<br />
40
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Figur 20. Antallet af bakterier i vand fra bassinet (bund og overflade), fra udligningstanken<br />
og fra udløbet fra sandfilteret målt ved qPCR af prøver fra den 8/2-2008. qPCR er en<br />
metode, der tæller antallet af et bestemt gen (i dette tilfælde 16S rRNA-genet) i prøven<br />
og dermed ikke direkte antallet af organismer. Tallene i figuren er udregnet under antagelse<br />
af, at der er 3 kopier af dette gen i hver bakterie.<br />
Herefter blev der udtaget vandprøver fra udligningstanken den 14/3, den 6/5,<br />
den 19/8 og den 2/9. På sidstnævnte dato blev der desuden taget prøver før og<br />
efter sandfiltret og før og efter det opstillede membranfilter. Antallet af bakterier i<br />
disse prøver blev målt som mikroskopi-celletællinger og ved qPCR.<br />
Figur 21. Antallet af bakterier i vand fra udligningstanken målt ved mikroskopi af prøver<br />
fra 5 forskellige datoer gennem forsøgsperioden.<br />
Sammenligning af tallene før og efter sandfilteret fra den 2/9 viste igen, at bakterietallet<br />
faldt ca. 80 % over filtret. Tilsvarende målinger på membranfiltret viste,<br />
at dette fjernede ca. 99,8 % af mikroorganismerne i vandet.<br />
Ved hjælp af qPCR undersøgtes det om antallet af potentielt problematiske<br />
mikroorganismer såsom biofilmsdannere og humanpatogener ændredes under<br />
41
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
forsøgsperioden. Det totale antal af Pseudomonas, antallet af Pseudomonas<br />
aeruginosa, og antallet af Legionellabakterier blev målt i alle de indsamlede<br />
vandprøver.<br />
Legionella kunne på intet tidspunkt påvises i systemet, og Pseudomonas blev<br />
kun sporadisk detekteret. Der kunne således ikke påvises et forhøjet antal af<br />
disse potentielt problematiske organismer.<br />
For at undersøge hvorvidt den dyrkbare del af mikrofloraen i vandet ændrede<br />
sig som følge af den nedsatte klordosering blev vandprøver fra den 2/8, den<br />
14/3, og 6/5 udspredt på kimtalsplader, og de fremvoksende kolonier blev nærmere<br />
identificeret ved hjælp af DNA sekvensering. Her blev i alt fundet 3 typer<br />
af organismer: 2 arter af Pseudomonas (Pseudomonas alkaligenes og en ikke<br />
nærmere identificerbar art) og Mycobacterium abscessus.<br />
Bakterie 8/2 14/3 6/5<br />
Pseudomonas alkaligenes X X X<br />
Pseudomonas sp. X<br />
Mycobacterium abscessus X<br />
Figur 22. Liste over identificerede bakteriekolonier fra kimtalsplader på 3 forskellige<br />
datoer.<br />
Pseudomonas alkaligenes blev genfundet på alle tre tidspunkter, mens de to<br />
øvrige arter kun blev fundet en enkelt gang. Arter af både Pseudomonas og<br />
Mycobacterium er vidt udbredt i miljøet og fundet af dem i svømmebadsvandet<br />
er ikke overraskende.<br />
Der blev også gennemført en generel bestemmelse af mikroorganismer i vandet<br />
ved hjælp af Denaturing Gradient Gel Electrophorese (DGGE). Et eksempel på<br />
en sådan gel er vist i figuren nedenfor.<br />
42
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Figur 23. Resultat af DGGE-analyse af 16 prøver fra svømmehalsvand. a: overfladevand<br />
fra bassinet 8/2; b: udgang fra sandfiltret 2/9; c: indgang membranfilter 2/9; d: udgang,<br />
membranfilter 2/9; e: udligningstank 2/9; f-h: udligningstank 19/8; i: udligningstank 14/3;<br />
j: udligningstank 6/5; k: bassinvand overflade 8/2; l: markør; m: udgang sandfilter 8/2; n:<br />
overfladevand fra bassinet 8/2; o: bassinvand bund 8/2; p: udligningstank 8/2. Prøverne<br />
er kørt gennem gelen fra toppen og ned, og har undervejs afsat flere bånd. Hvert bånd<br />
repræsenterer en bakterieart. Hvis to prøver indeholder den samme bakterie vil der<br />
således være et bånd i den samme dybde på gelen. For eksempel er bånd nummer 4<br />
både til stede i prøve a og b. Ved hjælp af DNA-sekvensering blev det bestemt hvilke<br />
bakterier båndene 1-10 repræsenterer på gelen.<br />
DGGE-analysen viste, at der på trods af de relativt stabile tælletal var ret store<br />
udsving i sammensætningen af bakterier i vandet. Dette illustrerer formentlig, at<br />
størstedelen af bakterierne i vandfasen ikke stammer fra <strong>svømmebadsanlæg</strong>get<br />
selv, men fra de badende gæster, således at sammensætningen af bakterier i<br />
vandet veksler efterhånden som gæsterne bliver udskiftet.<br />
43
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Som opsummeret i tabellen nedenfor blev der identificeret adskillige mikroorga-<br />
nismer fra vandprøverne.<br />
Bånd nr. Prøve Bakterie<br />
1 udgang sandfilter 8/2 Sphingomonadales<br />
2 bassinvand overflade 8/2 Phyllobacteriaceae<br />
3 udgang, membranfilter 2/9; Burkholderia cepacia<br />
4 overfladevand fra bassinet 8/2 Kunne ikke bestemmes<br />
5 overfladevand fra bassinet 8/2 Nevskia ramosa<br />
6 overfladevand fra bassinet 8/2 Stenotrophomonas maltophilia<br />
7 overfladevand fra bassinet 8/2 Porphyrobacter sp.<br />
8 udligningstank 8/2 Stenotrophomonas maltophilia<br />
9 udligningstank 19/8 Bacteroidales<br />
10 udgang fra sandfiltret 2/9 Kunne ikke bestemmes<br />
Figur 24. Identifikation af bånd fra DGGE-analysen.<br />
Stenotrophomonas maltophilia er en fakultativ patogen organisme, der findes<br />
udbredt i vandige miljøer og i nogen tilfælde kan forårsage infektion. Burkholderia<br />
er også vidt udbredt i miljøet og er så vidt vides ikke patogen. Nevskia ramosa<br />
er en fortrinsvis havlevende organisme, der trives i de øverste planktonlag i<br />
de danske farvande. Bacteroidales er sædvanligvis associeret med fæces.<br />
Identificeringen af disse organismer understøtter således, at de fleste af bakterierne<br />
i svømmebadet er indslæbt af de badende.<br />
4.7.4 Delkonklusion<br />
Der er 3 hovedkonklusioner fra den generelle kvantificering af bakterier: (1) Det<br />
totale antal af bakterier i vandet steg ikke under forsøgsperioden, (2) sandfiltret<br />
sænker antallet af bakterier i vandet med ca. 80 %, og (3) membranfiltret fjerner<br />
næsten alle bakterier (> 99 %) fra vandet.<br />
Der kunne ikke påvises en ændring i antallet af potentielt patogene eller biofilmassocierede<br />
mikroorganismer som følge af den nedsatte klordosering, og der er<br />
i det hele taget intet i de indsamlede data, der tyder på, at den nedsatte klordosering<br />
har afstedkommet en øget vækst af biofilm eller en ringere steriliseringsgrad<br />
i bassinvandet.<br />
44
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
5 Konklusioner<br />
Ud af de fire forsøg i projektet var der en målbar forskel i vandkvaliteten i det<br />
samlede bassinvolumen i to af forsøgene. Forsøgene med ozontilsætning og<br />
beluftning af bassinvandet i udligningstanken gav begge synlige resultater på<br />
vandkvaliteten i hele den cirkulerende vandstrøm.<br />
I nedenstående skema er angivet de opnåede forsøgsresultater, dels efter optimering<br />
af det eksisterende vandbehandlingsanlæg, med udskiftning af aktive<br />
kul og reduktion af det frie klorindhold i bassinvandet, og dels de målte værdier<br />
ved forsøg med ozon og afblæsning. Forsøgsresultaterne er i skemaet sat overfor<br />
de gældende danske vandkvalitetskrav og de tilsvarende tyske normværdier<br />
jf. DIN 19643.<br />
DK Bekendt-<br />
Kravværdi<br />
gørelse<br />
DIN 19643<br />
Eksisterende<br />
sand- og<br />
kulfilter<br />
Ozonanlæg<br />
**<br />
Afblæsning i<br />
udligningstank***<br />
Frit klor<br />
0,5 mg/l ≤<br />
3,0 mg/l<br />
0,3 ≤ FK ≤<br />
0,6<br />
0,49 mg/l 0,51 mg/l 0,50 mg/l<br />
Bundet klor ≤ 1,0 mg/l ≤ 0,2 mg/l 0,22 mg/l * 0,22 mg/l 0,35 mg/l<br />
THM < 50 µg/l ≤ 20 µg/l 13 µg/l * 9,3 µg/l 8,7 µg/l<br />
NVOC 2,1 mg/l * 1,06 mg/l -<br />
*/ Vandprøver udtaget torsdag den 21. februar 2008 (uge 8 - vinterferie), hvor<br />
anlægget har været i drift ca. 2 uger med nye aktive kul.<br />
**/ Vandprøver udtaget under ozonforsøg 22-04-2008.<br />
***/ Vandprøver udtaget under forsøg med afblæsningsanlæg i udligningstank<br />
21-11-2008.<br />
Figur 25.<br />
Fælles for de opnåede resultater er, at prøverne for NVOC og THM er udtaget<br />
på fremløb til sandfiltrene efter udligningstanken, hvor koncentrationen af de<br />
uønskede forbindelser er størst. Indholdet af bundet og frit klor er målt på fremløb<br />
til det automatiske kemikaliereguleringsudstyr.<br />
Som det fremgår af skemaet er værdierne for det oprindelige konventionelle<br />
vandbehandlingsanlæg med sandfiltrering og aktiv kulfiltrering, allerede fra start<br />
et godt stykke under de gældende danske maksimumkrav til indholdet af både<br />
bundet klor og THM.<br />
Efter ca. 3 ugers drift med ozonanlægget resultat blev målt en reduktion i bassinvandets<br />
indhold af NVOC på ca. 40 % af udgangskoncentrationen, og indholdet<br />
af THM i bassinvandet var nede på 9,3 µg/l i hovedvandstrømmen.<br />
Ozonbehandling af vandet i udligningstanken har således en målbar effekt på<br />
nogle af de uønskede forbindelser i bassinvandet.<br />
45
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Efter beluftning af bassinvandet i udligningstanken hen over en uge, blev målt<br />
det laveste THM-indhold i den cirkulerende vandstrøm i hele forsøgsperioden<br />
(8,7 µg/l), og den opnåede THM-reduktion over udligningstanken hen gennem<br />
forsøget er ret overbevisende.<br />
det hen over efteråret. Stigningen<br />
Under forsøg med beluftning af bassinvandet i<br />
efteråret, blev målt et indhold af bundet klor på<br />
0,35 mg/l. Figur 26 viser indholdet af<br />
bundet klor i bassinvandet hen over<br />
forsøgsperioderne (forår og efterår).<br />
Det ses af kurven, at indholdet af<br />
bundet klor falder i forbindelse med udskiftning af<br />
de aktive kul i uge 7, og at der sker en gradvis<br />
stigning i indhol-<br />
Figur 26. Værdier for indhold af bundet klor i bassinvandet målt i forsøgsperioderne forår<br />
(uge 6-19) og efterår (uge 33-47).<br />
I den sidste del af forsøgsperioden blev registreret en gradvis stigning i bassinvandets<br />
indhold af bundet klor. Da der i efteråret ikke blev gennemført forsøg,<br />
som havde direkte indflydelse på bassinvandets indhold af bundet klor, vurderes<br />
stigningen derfor at være et udtryk for, at reduktionen af bundet klor i de<br />
aktive kulfiltre – og dermed kullenes kloraminreducerende effekt – er på retur<br />
efter ca. 6 måneders drift (figur 26).<br />
THM-fjernelse ved brug af membranstripning af bassinvandet viste en reduktion<br />
af THM-indholdet i bassinvandet hen over membranen på ca. 20 % af indgangskoncentrationen.<br />
For at opnå tilsvarende effekt, som ses ved reduktion af<br />
bundet klor over et aktivt kulfilter, skal effektiviteten af THM-reduktionen over<br />
membrananlægget op og ligge konstant omkring 50 % af indgangskoncentrationen,<br />
når der alene behandles på en delstrøm af bassinvandet, svarende til 5-<br />
10 % af den cirkulerende vandstrøm i systemet.<br />
I forsøget med membranfiltrering af bassinvandet kunne der ikke registreres en<br />
tilbageholdelse af organiske partikler, målt som NVOC hen over membranen.<br />
Derimod viste de mikrobiologiske analyser en fjernelse på op til 99,9 % af bakterier<br />
hen over membranfilteret.<br />
46
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
Samlet set vurderes en kombination af ozonbehandling og afblæsning af vandet<br />
i udligningstanken at have den største effekt på kvaliteten i bassinvandet. Det<br />
skal dog i installationsfasen sikres, at de to teknologier ikke modarbejder hinanden<br />
således at beluftningen utilsigtet blæser ozongassen ud af vandet. Dette<br />
kan gøres ved at skabe så lang reaktionstid mellem ozon og vand udenfor udligningstanken,<br />
og sikre, at returrør fra ozondelstrømmen afleveres så tæt på<br />
sugeudtaget i udligningstanken som muligt.<br />
Hverken ved brug af kimtalsanalyse, mikroskopi eller qPCR blev der fundet<br />
forøgede bakterietal i svømmehalsvandet i perioden efter klordoseringen blev<br />
sat ned. Antallet af Pseudomonas og Legionella, der begge kan betragtes som<br />
indikatorarter for biofilmsdannelse i systemet, viste heller ingen tilvækst i denne<br />
periode. De identificerede organismer tilhørte alle arter, der er vidt udbredt i<br />
vandige miljøer, menneskelige slimhindesekreter og/eller fæces, og de er formentlig<br />
ankommet til svømmehallen med de badende eller vandet.<br />
De indsamlede data tyder altså ikke på, at den nedsatte klordosering har afstedkommet<br />
en øget vækst af biofilm eller en ringere steriliseringsgrad i bassinvandet.<br />
47
<strong>Teknologiafprøvning</strong> i <strong>svømmebadsanlæg</strong> med henblik på at nedbringe mængden af klor<br />
6 Referencer<br />
1. Vejledning fra Miljøstyrelsen, nr. 3 1988: ”Kontrol med svømmebade”.<br />
2. BEK nr. 288 af 14/04/2005: ”Bekendtgørelse om svømmebassiner m.v. og<br />
48<br />
disse vandkvalitet”.<br />
3. ”Luft- og vandkvalitet i Helsingebadet ved henholdsvis kloring og ozone-<br />
ring”. Laboratoriet for teknisk hygiejne, Danmarks Tekniske Højskole, 1984.<br />
4. ”Ny metode til at fjerne organiske klorforbindelser fra svømmebadsvand”, v.<br />
ingeniør Ole Bisted, Teknologisk Institut, Årsmøderapport 1987, DSF publikation<br />
nr. 23/1987, s. 9-18.<br />
5. ”Organiske halogenforbindelser i bassinvandet”, v. Dr. D. Eichelsdörfer og<br />
Dr. J. Jandik, Årsmøderapport 1983, DSF publikation nr. 14/1983, s. 39-53.
Miljøministeriet<br />
By- og Landskabsstyrelsen<br />
Haraldsgade 53<br />
2100 København Ø<br />
Telefon 72 54 47 00<br />
blst@blst.dk<br />
www.blst.dk