Modernizacja i remonty systemów oczyszczania wody basenowej w krytych pływalniach – cz. I

Remontowane i przebudowywane pływalnie kryte muszą być przede wszystkim przystosowane do zajęć w dowolnym czasie, co niezależnie od konieczności uatrakcyjnienia basenów i hali basenowej wymaga specjalnych zapleczy szatniowo-natryskowych oraz pomieszczeń na urządzenia technologiczne. Istniejące niecki basenowe rozwiązywane są jako monolityczne konstrukcje żelbetowe z wykładziną ceramiczną, wsparte na słupach i zdylatowane od konstrukcji hali w styku obejścia basenowego stanowiącego posadzkę hali basenowej. Istnieje wiele obiektów z posadowieniem basenu bezpośrednio na gruncie. Brak podbasenia wymaga przy modernizacji dobudowania dodatkowej powierzchni na zbiorniki i system oczyszczania wody.

Fot. 1 Niecka basenu przed remontem

Fot. 2 Przykład basenu z wykładziną ceramiczną po remoncie

Wymagania jakościowe dla wody basenowej

Woda w basenach powinna pod względem bakteriologicznym i fizykochemicznym odpowiadać wymaganiom rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 9 listopada 2015 r w sprawie wymagań, jakim powinna odpowiadać woda na pływalniach (Dz.U. z 2015 r poz. 2016) [1]. Istotne zmiany dotyczą w zasadzie kilku kwestii (wyróżnienia autora):

Nadmiar chloru czynnego jest to zawartość chloru, która powstaje po dezynfekcji wody basenowej i zabezpiecza wodę przed wtórnym zakażeniem. Poziom chloru wolnego powinien wynosić 0,3-0,6 mg/dm³, a w wannach z hydromasażem 0,7-10 mg/dm³ [1]. Chlor związany jest to chlor zawarty w wodzie w postaci różnych związków nieorganicznych i organicznych ubocznych produktów chlorowania, takie jak np. chloraminy i inne. Maksymalna zawartość chloru związanego to 0,3 mg/dm³, a w wodzie uzupełniającej 0,2 mg/dm³ [1] w normie DIN 19643 [2] to 0,2 mg/dm³.

Rozporządzenie [1] wprowadza obowiązki dla zarządzających obiektem basenowym oraz dla właściwego państwowego inspektora sanitarnego związane z badaniami i oceną jakości wody basenowej. Dotyczy to wymagań mikrobiologicznych, fizykochemicznych oraz częstotliwości pobierania próbek wody do badań oraz oceny wyników.

Fot. 3 Przykład basenu ze stali nierdzewnej po remoncie

Fot. 4 Przykład instalacji filtracji wody basenowej przed remontem

Sposoby oczyszczania wody basenowej

Wśród sposobów oczyszczania wody basenowej według [2] oraz [3] podstawowe to: wstępna filtracja + koagulacja + filtracja + korekta pH + chlorowanie (rys. 1).

Podstawowy i minimalny zespół procesów oczyszczania może być rozszerzony o dodatkowe procesy w układach:

– wstępna filtracja + koagulacja + filtracja + UV+ korekta pH + chlorowanie;

– wstępna filtracja + koagulacja + filtracja + ozonowanie + filtracja sorpcyjna + korekta pH + chlorowanie;

– wstępna filtracja + koagulacja + filtracja + ozonowanie części strumienia + korekta pH + chlorowanie.

Dla ścisłości należałoby włączyć do wymienionych procesów jeszcze rozcieńczanie, czyli uzupełnianie świeżą wodą, i czyszczenie dna i ścian z osadów za pomocą odkurzacza podwodnego.

Rys. 1 Podstawowy układ uzdatniania wody basenowej: 1 – niecka basenu, 2 – zbiornik przelewowo-wyrównawczy, 3 – pompa basenowa, 4 – koagulacja, 5 – filtracja ciśnieniowa, 6 – podgrzewanie wody, 7 – korekta pH, 8 – chlorowanie – dezynfekcja

Fot. 5 Przykład instalacji filtracji wody basenowej po remoncie

Systemy przepływowe wody basenowej

W modernizowanych nieckach basenów dopływy i odpływy w odpowiedniej liczbie należy tak rozmieścić, aby oczyszczona woda w krótkim czasie i równomiernie dopłynęła do wszystkich miejsc w niecce. Równocześnie należy najkrótszą drogą i w jak najkrótszym czasie odprowadzić zanieczyszczoną wodę systemem rynnowym do zbiornika.

Najczęściej stosowane systemy przepływowe to: system poziomy lub jeśli to możliwe znacznie bardziej efektywny, pionowy.

Fot. 6 Przykład instalacji cyrkulacji wody basenowej przed remontem

Fot. 7 Instalacja cyrkulacji wody basenowej przed remontem

Zasady projektowania wydajności instalacji cyrkulacji

Przed przystąpieniem do projektowania i doboru urządzeń należy mieć dokładne informacje:

– jakie będzie przeznaczenie basenu (pływacki, rekreacyjny);

– jakie atrakcje są planowane (gejzery, masaże, zjeżdżalnie);

– o przewidywanym rodzaju filtrów ciśnieniowych wielo- lub jednowarstwowych, ewentualnie podciśnieniowych.

Wysokość podbasenia może limitować wybór rozwiązania filtrów.

Fot. 8 Przykład rozwiązania poziomej instalacji cyrkulacji wody basenowej po remoncie

Fot. 9 Cyrkulacja pionowa w basenie o konstrukcji stalowej po remoncie

Dobór filtra

W normie [2] oraz [3] można znaleźć dokładne wzory do obliczania strumienia objętości wody cyrkulacyjnej dla basenów publicznych.

Dla basenu pływackiego:

Q = (0,222/(m² • h)) • A/k [m³/h]

A – powierzchnia lustra wody m²,

k – współczynnik zależny od zastosowanej technologii (0,5 – dla koagulacji, filtracji, chlorowania; 0,6 – dla koagulacji, filtracji, ozonowania, węgla aktywnego, chlorowania).

Wyniki obliczeń dla basenów o różnych wymiarach przedstawiają tabele 1 i 2.

Tab. 1 Ogólne dane techniczne obliczeniowe dla basenów pływackich i do skoków (k = 0,5)

Tab. 2 Ogólne dane techniczne obliczeniowe dla basenów dla niepływających i rekreacyjnych (k = 0,5)

Oprócz odpowiednio dobranego, w zależności od rodzaju niecki basenowej, wydatku trzeba koniecznie pamiętać o dodatkowym wydatku dla atrakcji wodnych: na każdą atrakcję należy zabezpieczyć dodatkowo 6 m³/h.

Dla basenu publicznego należy stosować filtry z dnem dyszowym posiadające odpowiednie dopuszczenia UDT oraz PZH. Należy przyjąć, że jest dobra przy zastosowaniu prędkości filtracji vf ≤ 30 m/h ciśnieniowych filtrów wielowarstwowej lub ozonowania, a dla filtrów podciśnieniowych vf = 2-5 m/h.

Fot. 10 Zbiornik przelewowy z PP w podbaseniu po remoncie

Fot. 11 Zbiornik betonowy z instalacjami pod basenem o konstrukcji stalowej po remoncie

Filtry ciśnieniowe

Zbiorniki filtrów ciśnieniowych wykonane z kompozytów tworzyw sztucznych (żywica poliestrowa, włókno szklane) lub stalowe z odpowiednią wykładziną odporną na agresywne działanie wody basenowej i środków chemicznych zgodnie z normą DIN 19643 i DIN 19605 dla zapewnienia odpowiedniej pracy muszą być wyposażone w armaturę i rurociągi. Woda filtrowana przepływa przez drobnoziarnisty materiał. Zanieczyszczenia w trakcie filtracji zostają zatrzymane na powierzchni ziaren materiału filtracyjnego lub w jego górnej części (filtracja powierzchniowa – kontaktowa). Najważniejsze zależności między wielkością ziaren, wysokością warstwy filtracyjnej, prędkością, efektem filtracji oraz warunkami hydraulicznymi są następujące:

– jakość filtracji zależy od zawartości składników powodujących mętność, rodzaju materiału filtracyjnego, wielkości ziaren;

– strata ciśnienia zależy od prędkości filtracji, czasu przepływu, zawartości składników powodujących mętność, wysokości warstwy filtracyjnej i wielkości ziaren;

– efekt filtracji zależy od jakości fizycznej materiału filtracyjnego, kształtu ziaren, warstwy podtrzymującej, biegunowości i objętości porów.

Fot. 12 Zespół filtrów ciśnieniowych dla basenu po remoncie z galerią armatury

Fot. 13 Wielowarstwowe złoże piaskowe o różnej granulacji

Ciśnieniowe filtry jednowarstwowe i dwuwarstwowe

W zbiorniku filtra znajduje się złoże filtrujące, składające się z warstwy piasku kwarcowego z ziarnami o wielkości de = 0,6-1,2 mm lub częściej stosowane de = 0,4-0,8 mm. Wysokość warstwy filtracyjnej wynosi hf = 1,0-1,2 m (tab. 3). Złoże spoczywa na podłożu z trzech żwirowych warstw podtrzymujących o wysokości 10 cm każda o zmiennej granulacji dostosowanej do granulacji złoża. Całe złoże spoczywa na płycie dennej wyposażonej w dysze, przez które woda odpływa po przepłynięciu przez złoże filtrujące. Płyta denna filtra składa się z pewnej liczby dysz dostosowanych do wielkości natężenia przepływu, które gwarantują równomierny odpływ filtrowanej wody, oraz zapewnia równomierne rozprowadzenia wody podczas płukania.

Tab. 3 Charakterystyka warstw filtracyjnych dla filtra o wysokości złoża h = 1/1,2 [m]

W filtrach wielowarstwowych złoże zbudowane jest z wielu warstw piasku o różnej granulacji ziaren lub na warstwach piasku znajduje się warstwa z ziarnistego węgla granulowanego bądź antracytu. Węgiel ma szczególnie dobrą zdolność absorpcji mikrozanieczyszczeń.

Często popełnianym błędem przy zasypywaniu jest brak warstw podtrzymujących lub ich zaliczanie do wysokości właściwej warstwy filtracyjnej. Powoduje to skrócenie drogi filtracji, zwiększa straty w czasie filtracji, a w konsekwencji prowadzi do obniżenia efektów oczyszczania wody i zwiększenia zużycia wody do płukania filtru.

Fot. 14 Aktywne szkło filtracyjne – różne granulacje

Aktywne szkło filtracyjne AFM

Ciekawym materiałem filtracyjnym jest AFM – aktywne szkło filtracyjne. Do jego głównych zalet należy zaliczyć:

– brak kolmatacji złoża często występującej w złożach piaskowych;

– zapobieganie gromadzeniu i namnażaniu się bakterii w złożu filtra;

– dzięki dobrym własnością sorpcyjnym uzyskiwanie wody o bardzo niskiej barwie i mętności;

– bardzo efektywne płukanie złoża, zużywanie mniejszej objętości wody dzięki specyficznej powierzchni;

– długi okres eksploatacji i to że z czasem nie traci swojej aktywności sorpcyjnej.

dr inż. Florian G. Piechurski

Instytut Inżynierii Wody i Ścieków Politechnika Śląska, Gliwice

Śląska Izba Inżynierów Budownictwa

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 9 listopada 2015 r. w sprawie wymagań, jakim powinna odpowiadać woda na pływalniach (Dz.U. z 2015 r. poz. 2016).

2. DIN 19643 Aufbereitung von Schwim und Badbeckenwasser, 1997.

3. Cz. Sokołowski, Wymagania sanitarno-higieniczne dla krytych pływalni, MZiOS, 1998.

4. Ch. Saunus, Planung von Schwimmbadern, Dusseldorf 1998.

5. Materiały z konferencji organizowanej przez Instytut Inżynierii Wody Ścieków Politechniki Śląskiej w Gliwicach „Instalacje basenowe”: I – 1997, II – 1999, III – 2001, IV – 2003, V – 2005, VI – 2007, VII – 2009, VIII – 2011, IX – 2013, X – 2015.

6. F. Piechurski, Techniczne możliwości rozwiązania modernizacji – remontów systemów oczyszczania wody basenowej w krytych pływalniach, „Pływalnie i baseny” nr 1/2016.