16.07.2013 Views

Teknologiafprøvning i svømmebadsanlæg - Naturstyrelsen

Teknologiafprøvning i svømmebadsanlæg - Naturstyrelsen

Teknologiafprøvning i svømmebadsanlæg - Naturstyrelsen

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!