Wasser und Energie sparen mit Membrantechnik im Schwimmbad

(30.9.2009) Wo ein Schwimmbad ist, da wird Wasser verbraucht. Deutlich gestiegene Kosten für die Trinkwasser-Versorgung, für die Abwasser-Entsorgung bei Indirekt-Einleitung sowie für die Energieversorgung fordern ihren Tribut und ein Umdenken bei den Betreibern von Schwimm- und Freizeitbädern. Vor diesem Hintergrund werden Alternativen zu der bisher in Schwimmbädern üblichen Wasseraufbereitungstechnik gesucht. Als ein Schwerpunkt zeichnet sich dabei die Aufbereitung von Spülabwässern mit Membranverfahren ab. Sechs Hallenbäder in Dortmund, Nordrhein-Westfalen, haben sich für dieses Verfahren entschieden und eine neue Betriebswasseranlage eingebaut: Die Betriebswasseraufbereitungsanlagen mit eingebundener Ultrafiltration und nachgeschalteter Niederdruck-Umkehrsosmose sollen jährlich bis zu 70 Prozent der Wasser- und Abwasserkosten einsparen.

Das Westbad in Dortmund verfügt über eine Wasserfläche von insgesamt fast 500 m².

Bei dieser Sanierung geht es um die Aufbereitung der Filterrückspülwässer sowie um eine energetische Optimierung der Badewasser-Umwälzpumpen mit einem Investitionsvolumen von insgesamt rund einer Million Euro. Kernstück ist ein modulares Membranfiltrationssystem von Krüger WABAG, einem Tochterunternehmen von Veolia Water Solutions & Technologies. Weitere wichtige Komponenten waren Filtrationssysteme von Berkefeld, ebenfalls eine Veolia Tochter und spezialisiert auf die Wasseraufbereitung für die Gebäude- und Schwimmbadtechnik.

Vorher

Das Westbad verfügt über ein Schwimmerbecken mit einer Wasserfläche von 312,50 m², ein Lehrschwimmbecken mit einer Wasserfläche von 102 m² sowie ein Planschbecken mit einer Wasserfläche von 65 m². Die Aufbereitung des Schwimm- und Badebeckenwassers erfolgt in einer Verfahrenskombination, bestehend aus Flockung, Filtration und Chlorung. Zur Rückspülung der Filteranlagen wurde zuvor hauptsächlich Beckenwasser verwendet, das über entsprechende Einbauten im Beckenboden abgesaugt wurde. Daher sank der Wasserspiegel in dem jeweiligen Becken. Das nachgespeiste Frischwasser verursachte Wassergebühren sowie - um das Wasser auf Beckenwassertemperatur zu bringen - Energiekosten im fünfstelligen Bereich. Das Spülabwasser, rund 10.000 m³ jährlich, hingegen wurde der öffentlichen Kanalisation zugeführt und verursachte entsprechende Abwassergebühren.

Nachher

Gemäß Vorgaben der Städtischen Immobilienwirtschaft sah das neue Konzept des Ingenieurbüros PSF-Bochum vor, das anfallende Spülabwasser in einen Spülabwasserspeicher einzuleiten und von dort über Zuführpumpen zu den Aufbereitungsanlagen zu führen. Die Stadt entschied sich für ein Konzept mit Membranfiltration, bestehend aus:

• Vorfilter,
• UFlex Ultrafiltrationsmembrananlage,
• Aktivkohlefilter,
• UV-Anlage sowie
• maxiRO Umkehrosmose

Die Anlage wurde für einen Durchfluss von etwa 2 m³/h ausgelegt, bei einer Permeatleistung von etwa 1,6 m³/h.

Funktionsprinzip

Das über einen Vorfilter gereinigte Wasser wird über die Ultrafiltration "UFlex Solex" geführt, die dank ihrer Membranporenweite von ca. 0,01 µm bis 0,05 µm eine vollständige Entfernung der im Wasser enthaltenen Schmutzstoffe, Bakterien, Parasiten und Viren bewirkt. Das bedeutet, dass nach der Membrane ein quasi keimfreies Wasser vorliegt. Darüber hinaus wird durch dieses Verfahren die Trübung fast vollständig beseitigt. Zur Entfernung der sich auf den Membranen bildenden Deckschichten werden die Membranmodule vollautomatisch mit einem Teil des Filtrats gespült. Nur bei einem kleinen Anteil der Spülungen ist der Einsatz von Chemikalien notwendig.

Ultrafiltration und die anderen Komponenten der Wasseraufbereitung lassen sich auf verhältnismäßig wenig Raum installieren (Bild vergrößern)

Das Filtrat wird gesammelt und anschließend über den Aktivkohlefilter und die UV-Anlage geführt. Diese Kombination vernichtet das vorhandene Restchlor, reduziert den Gehalt an THM, AOX und DOC und schützt damit auch die nachgeschaltete Umkehrosmosemembran. Um die Ausbeute der Anlage durch Verhinderung der Ausfällung von Calcium- und Bariumverbindungen konstant hoch zu halten, wird dem Ultrafiltrat zusätzlich ein Komplexbildner beigemischt. Die letzte Reinigung des Wassers erfolgt durch die Umkehrosmose. Unter dem Strich wurde damit eine doppelte Membranbarriere aufgebaut, denn technisch betrachtet ist das Membranverfahren ein rein physikalisch arbeitendes Verfahren zur Stofftrennung, bei der das zu behandelnde Abwasser in gereinigtes Wasser und eine aufkonzentrierte Phase getrennt wird. Das aufbereitete Wasser, das in chemischer und hygienischer Hinsicht den Qualitätsanforderungen von Füllwasser gemäß DIN 19645 entspricht, wird dem Spülwasserbecken zurückgeführt und zu weiteren Rückspülungen der Filter verwendet.

Einsparungen

70 Prozent des Wassers werden dem Kreislauf wieder zugeführt und 30 Prozent zur Reinigung der Gesamtanlage verbraucht. Zu den eingesparten Wasser- und Abwasserkosten kommen die Kosten für Chemikalien, Wasseraufbereitung und Wassererwärmung, die bei dem früheren System angefallen sind und nun ebenfalls entfallen. Darüber hinaus liegen die Vorteile dieser Anlage, die innerhalb von drei Monaten aufgebaut wurde, in der modularen Bauweise. Damit kann die Anlage auch nachträglich, wie im Westbad, den Erfordernissen angepasst und wegen des geringen Platzbedarfs bei gleichzeitigem Betrieb der alten Anlage installiert werden. Die Ultrafiltration ist standardmäßig für Volumenströme zwischen 8 und 32 m³/h, mit Bypassfiltration bis 80 m³/h verfügbar.

Umfassender Service dank Fernüberwachung

Auch in der Schwimmbadtechnik bietet der Hersteller den Service einer vollautomatischen Funktionsüberwachung der Anlagen an. Veränderungen in der Leistungsfähigkeit können so aus der Ferne online verfolgt werden. Bei den Umkehrosmoseanlagen zum Beispiel kann sich der Hersteller per Modem einwählen, Parameter beobachten und steuern. Damit wird den Kunden ein umfassender und vorbeugender Service rund um die Uhr geboten.

Weitere Informationen zur Wasseraufbereitung in Schwimmbädern können per E-Mail an ELGA Berkefeld (inzwischen: Veolia Water Technologies) angefordert werden.