AFM - Aktiviertes Filter-Material - Vorteile - Behncke Gmbh

AFM - Aktiviertes Filter-Material - Vorteile
Nie mehr brennende Augen, sondern sauberes, klares Wasser und
unbedenkliche Atemluft ohne Bauteilkorrosion!
Vorteile von AFM
− 80% weniger Chlorverbrauch
− Bekämpfung von Kryptosporidien
− Verminderte Bakteriengefahr
− Entfernung von Feststoffen bis hin zu kleinsten
Partikeln
− Geringere THM-Bildung
− Verringerung oder Beseitigung von Trichloraminen
− Geringere Lebenszykluskosten, Amortisierung in
weniger als 18 Monaten durch Wasser- und
Energieeinsparungen
− 100-prozentig umweltverträglich
Anwendungsgebiete für AFM
− Trinkwasser
− Dritte Reinigungsstufe bei der
Abwasseraufbereitung
− Industrieabwässer und Grauwasserrückführung
− Schwimmbäder
− Entsalzung
− Kühltürme
− Öffentliche Aquarien
BEHNCKE GmbH
Michael-Haslbeck Str. 13
D-85640 Putzbrunn
Fon: +49 (0) 89 456917-0
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www.behncke.com
Dryden Aqua Ltd
Dr. Howard Dryden
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Edinburgh EH19 3KQ
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Fax: +44 (0) 18748 22 229
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AFM ist ein eingetragenes
Warenzeichen und
patentgeschützt

Schwimmbadatmosphäre und Bauteilkorrosion
Bildung von Stickstofftrichlorid und eine Lösung für das Problem!
Ein Wasserfiltrationsprojekt für
Leben und Umwelt.
Mit Unterstützung der
Europäischen Kommission -
LIFE 02 ENV/UK/000146 AFM
Dr. Howard Dryden
Dryden Aqua 2007
Luftqualität in Schwimmbädern und Bauteilkorrosion an
Gebäuden
Die Atmosphäre in Wellnessbereichen und Schwimmbädern zählt zu den korrosivsten
Umgebungen für Gebäudestrukturen, besonders wenn diese Bestandteile aus rostfreiem
Stahl enthalten. 1985 wurden im Schweizerischen Uster 12 Menschen getötet, als das
Betondach des Schwimmbades nach nur dreizehn Jahren einstürzte. Die Eidgenössische
Materialprüfungsanstalt in Dübendorf, Schweiz, sowie die Bundesanstalt für
Materialprüfung und -forschung in Berlin kamen zu dem Schluss, dass der Einsturz auf
chloridbedingte Spannungsrisskorrosion (SpRK) zurückzuführen war. Jährlich werden
schwerwiegende Fälle von Bauteilversagen in Schwimmbädern gemeldet; zudem kann es
zur Korrosion von Kanälen in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, Betonkorrosion,
Schäden an elektrischen Leitungen wie Telefonanlagen und Computern kommen, die der
Branche in jedem Jahr Kosten in Millionenhöhe verursachen.
Das Problem basiert auf der Kombination aus einer warmen, feuchten Umgebung und
einer hohen Konzentration aus Chlorid in der Luft. Wo aber kommt das Chlorid her und
warum ist es in der Luft? Das sind einfache Fragen, die jedoch nie richtig beantwortet
wurden.
Bei der Chlorung von Wasser findet eine Reaktion statt, bei der das Chlor eine pHabhängige
Gleichgewichtslösung aus hypochloriger Säure/Hypochloritionen bildet. Bei der
Chemikalie, die für den typischen Geruch verantwortlich ist, den man beim Betreten von
Schwimmbädern wahrnehmen kann, handelt es sich jedoch nicht um Chlor, sondern ein
flüchtiges Gas namens Stickstofftrichlorid (Trichloramin), das säurehaltig und ätzend ist.
Es ist sehr wahrscheinlich, dass Stickstofftrichlorid für Bauschäden an Schwimmbädern
verantwortlich ist. Des Weiteren wurde Stickstofftrichlorid mit berufsbedingtem Asthma
bei Schwimmbadpersonal und Lungenschäden bei Kindern, die Schwimmbäder besuchen,
in Verbindung gebracht.
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Stickstofftrichlorid entsteht durch die Reaktion von Chlor mit Ammonium unter sauren
Wasserbedingungen. Damit es zu dieser Bildung kommt, muss der pH-Wert im Wasser
bei weniger als 5 liegen. Das Wasser in Schwimmbädern wird jedoch stets auf einem pH-
Wert von genau 6,8 bis 7,6 gehalten, wie kann also Stickstofftrichlorid entstehen?
Chlor ist ein sehr wirkungsvolles Desinfektionsmittel, das die meisten Erreger im Wasser
innerhalb von 30 Sekunden abtötet. Haften die Bakterien jedoch an einer Oberfläche
(Biofilm), werden sie fast vollständig chlorresistent. Wenn Sie mit dem Finger über die
Oberfläche der Fliesen streichen und sich diese schmierig anfühlen, dann liegt das an
einem Bakterienfilm. Obwohl nun also der pH-Wert im Poolwasser bei 6,8 bis 7,6 liegt,
befindet sich der pH-Wert in der Mikroumgebung des Biofilms im sauren Bereich. Deshalb
liegt die Hauptquelle für Stickstofftrichlorid in der Oberfläche des Biofilms.
Oberflächen im Schwimmbad wie Fliesen und Rohre verfügen insgesamt über einen
großen Flächeninhalt, der vollständig von einem Bakterienfilm bedeckt ist. Die weitaus
größte Fläche, die sich in Kontakt mit Wasser befindet, ist jedoch der Sand im Sandfilter.
Eine Tonne Sand verfügt über eine Fläche von etwa 3000 Quadratmetern. In einem
Standardschwimmbecken mit 25 m bewegt sich die Sandmenge im Bereich von 20
Tonnen, was einem Flächeninhalt von 60.000 Quadratmetern entspricht.
Dementsprechend findet die Bildung von Stickstofftrichlorid hauptsächlich auf dem Sand
in Sandfiltern statt.
Wird ein Schwimmbad ordnungsgemäß ausgelegt und mit einem guten Filtersystem
ausgestattet, das den DIN-Normen entspricht und mit der richtigen Durchflussrate
betrieben wird, dann wird dadurch die Wasser- und Luftqualität stark verbessert. Zudem
kann auch die Verwendung von Ozonanlagen und UV-Bestrahlung die Wasserqualität
verbessern, jedoch führen beide Methoden zur Bildung von Reaktionsprodukten aus dem
Chlor, was wiederum der Luftqualität schadet. Wasserqualität ist zwar wichtig,
Luftqualität aber umso mehr, sowohl für das Gebäude als auch für die Gesundheit der
Schwimmgäste. Aus diesem Grund wird von der Verwendung von UV-Bestrahlung und
Ozonanlagen bei chlorhaltigen Wasser abgeraten.
Abb 1. Frischer Sand ohne Bakterien (links) sowie Sand, der nach wenigen Tagen bereits eine fast
vollständige Verkeimung durch Bakterien zeigt (rechts).
Die Bildung von Stickstofftrichlorid hängt direkt mit der Größe der Fläche zusammen, die
mit Wasser in Kontakt ist, sowie dem Grad des Biofoulings auf den Oberflächen. Ohne
Bakterien also keine Probleme. Für die Bekämpfung von Bakterien ist einwandfreie
Hygiene ausschlaggebend und es sollte streng darauf geachtet werden, den Bakterien so
wenig Nahrung wie möglich zu liefern, die z. B. in Form von Phosphaten über die
Trinkwasserversorgung in das Schwimmbad gelangen kann. Auch bei der Poolreinigung
verwendete Chemikalien können Phosphate enthalten.
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So nutzt das Schwimmbadpersonal oberflächenaktive Substanzen zur Reinigung der
Beckenränder, die eine weitere Quelle für Phosphate darstellen. Die Wahl der
eingesetzten Chemikalien und des Vorgehens bei der Reinigung sollte mit Vorsicht
getroffen werden und in keinem Fall sollten Reinigungschemikalien, die anionische
Tenside oder Phosphate enthalten, ins Wasser gelangen. Weiterhin ist es sehr wichtig,
dass sich die Schwimmgäste vor dem Schwimmen abduschen, am besten ohne Shampoo
oder Seife. Das Gebäude sollte sogar so ausgelegt sein, dass es für die Gäste unmöglich
ist, die Duschen zu umgehen, bevor sie in den Beckenbereich gelangen.
Die Beachtung, welche der Rolle der Bakterien bei der Bildung des korrosiven flüchtigen
Gases Stickstofftrichlorid in jüngster Zeit entgegengebracht wird, hat zur Entwicklung
neuer Techniken geführt. So wurden Filtermedien entwickelt, die den Sand in Sandfiltern
ersetzen und die Bakterienbildung hemmen. Eines davon ist Aktiviertes Filtermaterial
(AFM). Werden bakteriostatische Materialien anstelle von Sand verwendet, wird dadurch
die Biomasse der Bakterien stark vermindert und damit die Bildung von
Stickstofftrichlorid verringert.
Produkte, die Phosphate und Nährstoffe von Bakterien (NoPhos) sowie gelöste organische
Stoffe (PAC) beseitigen, sollten vor den AFM-Filtern ins Wasser gegeben werden. Diese
Produkte binden gelöste Nährstoffe von Bakterien, die dann als gebundene Partikel
ausflocken und so größere Teilchen bilden, die leichter herausgefiltert werden können.
Die Rolle der Koagulation bzw. Flockung ist daher in Schwimmbadanlagen besonders
wichtig für die Aufrechterhaltung der Wasser- und Luftqualität.
Für die Verwendung in Wasseraufbereitungsanlagen
von Schwimmbädern kommen Kieselgur- und
BEHNCKE
Perlitfilter in Frage. Während diese Filter jedoch sehr
wirksam bei der Beseitigung von Feststoffen aus
dem Wasser sind, können keine Flockungsmittel
verwendet werden, da diese Chemikalien die Filter
sehr schnell verstopfen würden. Bei AFM-Filtern ist
die Flockung dagegen möglich, doch wurde in den
vergangen drei Jahrzehnten die durchschnittliche
Fließgeschwindigkeit des Wassers durch die Filter
von 15 m/h auf 30 m/h erhöht, um damit Kosten
und Platz in Technikräumen einzusparen. Die
Leistung von Filtern mit Filtermaterialien verhält sich jedoch umgekehrt proportional zur
Durchflussrate des Wassers und bei höheren Durchflussraten sind Flockungsmittel
weniger effektiv. Deshalb ist es wichtig, dass die Durchflussrate des Wassers durch die
Filter auf mindestens 15 m/h reduziert wird.
Die fehlende Beachtung der Rolle von Bakterien und Biofouling hat im Laufe der letzten
30 Jahre zu einigen Schwächen in der Auslegung von Wasseraufbereitungssystemen für
Schwimmbäder geführt, deren Auswirkungen wir nun zu spüren bekommen. Die
Gebäudestruktur wird geschädigt und die Gesundheit von Schwimmbadpersonal und
Schwimmgästen beeinträchtigt. Versteht man jedoch, wie die Bildung von
Stickstofftrichlorid vonstattengeht, so ist die Lösung für das Problem gleichermaßen
elegant und einfach. Beim Einsatz von bakteriostatisch wirkendem Filtermaterial wie AFM
sollte eine langsame Filtration in Kombination mit Flockung mittels NoPhos und PAC zur
Entziehung von Nährstoffen für Bakterien abgewandt werden. Bei der Größe und Qualität
der Filteranlage dürfen keine Kompromisse eingegangen werden und das Personal sollte
kompetent und geschult sein. Mit diesen einfachen Maßnahmen kann eine optimale
Wasserqualität und eine weitaus sichere Umgebungsluft für Schwimmgäste und das
Gebäude erreicht werden.
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