Poolpflege: Die Methoden der Wasseraufbereitung

Die Methoden der Wasseraufbereitung
Das sind die Methoden der Wasseraufbereitung. Foto: Dryden Aqua

Ein mit Wasser gefüllter Swimmingpool, der längere Zeit einfach sich selbst überlassen wäre, wäre irgendwann einmal nicht mehr sehr einladend für die Schwimmer. Experten laden in diesem Zusammenhang gern zu einem kleinen Experiment ein: Einfach einen Eimer mit Leitungswasser füllen und nach einer Woche nachschauen, was sich verändert hat.

Bei einem Schwimmbecken ist es so, dass nicht nur die Badenden – ungewollt – Mikroorganismen und Schmutzstoffe ins Wasser bringen. Auch aus der Umwelt – Pflanzen und Tiere – können Verunreinigungen wie Staub, Algensporen und andere Partikel kommen. Die nachstehende Grafik zeigt anschaulich die Grundzüge, nach denen die Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser funktioniert. Es handelt sich um eine ganze Reihe von Maßnahmen, die so ineinander verzahnt und aufeinander abgestimmt sind, dass das Wasser in mehreren Stufen gereinigt, desinfiziert und auch immer wieder mit Frischwasser ergänzt wird.

Tintometer Wasserkreislauf

Den pH-Wert des Wassers regelmäßig prüfen

Um die Wirksamkeit der Desinfektion zu überprüfen, sollten Pool- und Spabesitzer regelmäßige Analysen des Wassers durchführen. Dabei spielt neben verschiedenen anderen Parametern auch der pH-Wert eine wichtige Rolle. Er gibt an, ob das Beckenwasser sauer oder alkalisch ist. Er ist auch entscheidend für die Desinfektionswirkung des freien Chlors (siehe dazu das nebenstehende Schaubild von Dinotec). Wenn der pH-Wert unter 6,5 fällt (saurer Bereich), können Augenreizungen und Korrosionserscheinungen an metallischen Bauteilen auftreten. Bei Werten über 7,8 (alkalischer Bereich) kann es zu Wassereintrübungen und Kalkablagerungen kommen.

ph Wert Wasser Skala

Mit Salz und Strom Chlor erzeugen

Im Trend ist seit einiger Zeit die Salzelektrolyse. Damit lässt sich mithilfe von Salz und Strom direkt vor Ort Chlor herstellen. Pionierarbeit hat hier die Firma Ospa geleistet. „Ospa hat dieses Verfahren in den späten 50er-Jahren als erste Firma für die Schwimmbad-Wasseraufbereitung anwendbar gemacht“, so Alexander Reuß, technischer Verkaufsleiter bei Ospa.

„Die Ospa-Chlorozonanlage, wie sie hieß, vereinte hohe Sicherheit, hohe Desinfektionsleistung und vollautomatischen Betrieb in einem Gerät. Der Anwender hantiert dabei nur mit natürlichem Salz als Betriebsmittel, das er in das Gerät einfüllt. Gleichzeitig reduziert sich der Bedarf an pH-regulierenden Mitteln, was das Wasser natürlich und quellfrisch erscheinen lässt.“

Schaubild Elektorlyse

Diese Grafik zeigt auf vereinfachte Art die Funktionsweise der membrangeteilten Salzelektrolyse: In die Anodenkammer (links) strömt eine hochkonzentrierte Solelösung (H2O & NaCl), in die Kathodenkammer (rechts) strömt enthärtetes Wasser (H2O). Durch Anlegen einer Spannung werden sowohl Kochsalz (Natriumchlorid bzw. NaCl) als auch das Wasser (H2O) in seine Einzelteile (Na+, Cl-, H+, OH-) aufgespalten.

Die Chlorid-Ionen (Cl-) werden an der Anode zu Chlorgas (Cl2), welches in der Gasphase aus dem Kreislauf entfernt und mit Treibwasser vermischt als Hypochlorige Säure (HOCl) zur Desinfektion dient. Das ­Natrium-Ion (Na+) wandert durch die ionenselektive Membran zur Kathodenkammer und bildet dort mit Hydroxid-Ionen (OH-) das Natriumhydroxid (NaOH), welches zur weiteren Verwendung ausgekreist wird. Die Wasserstoff-Ionen (H+) bilden an der Kathode Wasserstoffgas (H2), welches abgeleitet wird. All diese Prozesse finden unter Aufnahme und Abgabe von Elektronen (e-) statt. Die dargestellten chemischen Formeln sind Summenformeln.

Methode mit Magnesium

Auf Magnesium basiert die Methode „Mangavital“ von Zodiac. Mineralien lösen sich im Poolwasser auf. Glasfiltermaterial sorgt für eine sehr feine Filterung. Das mit Mineralien angereicherte Wasser wird mit einem chemischen Prozess, der Hydroxination, aufbereitet.

Ozon und Brom

Nach dem Ozon-Brom-Verfahren funktionieren die „Hydrozon“-Filteranlagen der Hydro-Elektrik GmbH, die 1974 Ozonerzeuger für den Wasserkreislauf entwickelte. „Es gab damals keine einfach zu betreibende chlorfreie Wasseraufbereitung für private Bäder“, so Manfred Brugger von Hydro-Elektrik. „Die Kombination von Ozon mit Bromidsalz stellte sich als leistungsfähiges Verfahren heraus.“ Das Ozon entsteht durch Wechselstrom von über 20.000 Hertz (Grafik). Im Becken reagiert es mit Bromidionen und erzeugt das Desinfektionsmittel unterbromige Säure bzw. Hypobromit.

Ozon Brom

Das Ozonmolekül besteht aus drei negativ geladenen Sauerstoffatomen. Im Grunde ist es ein Sauerstoffmolekül, das ein extra Sauerstoffatom durch elektrische Hochspannung (Aktivierungsenergie) erhalten hat. Die Oxidationswirkung entsteht dadurch, dass das zusätzliche Sauerstoffatom sehr schnell Bindungen mit anderen Stoffen eingeht.

Schmutz entfernen

Eine große Rolle im Gesamtkonzept der Wasseraufbereitung spielt die Filtration: eine mechanische Reinigung, bei der grobe und feinere Schmutzstoffe aufgefangen werden.

Viele Filter funktionieren nach einem Prinzip, bei dem Vorgänge aus der Natur das Vorbild waren: Niederschlagswasser sickert in den Boden. Dann tritt es seinen Weg durch verschiedene Gesteinsschichten an. In dieser Zeit wird das Wasser gefiltert und damit gesäubert. Auch bei Poolfiltern sind es eine oder mehrere Schichten, durch die sich das Beckenwasser von oben seinen Weg bahnt. Ist es dann im unteren Teil des Geräts angekommen, hat es unerwünschte Verunreinigungen an die Filterschicht abgegeben.

Es gibt Einschichtfilter, bei denen Quarzsand in unterschiedlichen Korngrößen verwendet wird. Bei Mehrschichtfiltern werden verschiedene Materialien wie zum Beispiel eine Kombination aus Quarzsand und Aktivkohle eingesetzt. Auch Glas, zum Beispiel AFM (Aktives Filtermaterial aus Glas), hat sich etabliert. Bei der Ultrafiltration fließt das verschmutzte Wasser mit Druck durch eine Membran, die wie ein Sieb wirkt. Partikel, die größer sind als die Poren, werden zurückgehalten.

Filterung und Rückspülung

Der Filter muss regelmäßig gereinigt werden. Dabei wird die Fließrichtung des Wassers umgekehrt und die Fließgeschwindigkeit erhöht. Man nennt das Rückspülung. Sie wirbelt das Material auf und die Partikel reiben sich aneinander. So löst sich Schmutz ab, das vorbeifließende Wasser bringt ihn in die Kanalisation. Beim Klarspülen wird das ausgeleitete Spülwasser durch Frischwasser ersetzt. Die beiden Grafiken von Sopra zeigen links die Fließrichtung des Wassers beim Filtern, rechts die Fließrichtung beim Rückspülen.

Wasser Filter Sopra

Die Stoßchlorung

Poolbesitzer kennen die Probleme, die in der Praxis auftreten und die Frische des Beckenwassers deutlich beeinträchtigen können. Ein Beispiel: Das Poolwasser ist grün und der Boden und die Wände sind glitschig – ein Anzeichen, das auf Algen im Pool hindeutet. Oder: Das Poolwasser ist milchig und riecht unangenehm. Eine Ursache dafür kann sein, dass es zu viele organische Belastungsstoffe und zu wenig Desinfektionsmittel im Poolwasser gibt.

Experten empfehlen in solchen Fällen oft ein ganzes Paket von Maßnahmen. Eine häufig genannte Maßnahme dabei ist die Stoßchlorung. Das ist die bewusste Überdosierung des Chlorgehalts außerhalb der Badezeiten, um den Prozess der Desinfektion und Oxidation zu ­beschleunigen.

So funktioniert die Hydrolyse

Im Bereich Wasseraufbereitung ist die Firma Sugar Valley aus Barcelona ein Partner der Midas Pool & Fountain Products. Zum Portfolio von Sugar Valley gehören auch Hydrolysegeräte, die von dem Unternehmen so beschrieben werden: „Ein Wasseraufbereitungssystem und eine Steuerung für Schwimmbecken. Diese Wasseraufbereitung kombiniert Hydrolyse und Ionisierung.

Mit dem Hydrolyse-System werden Oxidationsmittel (wie Sauerstoff, Peroxid, Hydroxyl, Ozon und Chlor) aus Süßwasser mit einem sehr leichten Salzgehalt (um 1 Gramm Salz pro Liter) produziert. Auf diese Weise werden in der Zelle die im Wasser vorhandenen organischen Stoffe und Krankheitserreger oxidiert und entfernt. Die erzeugten Desinfektionsmittel verwandeln sich auf ihrem Weg zurück ins Schwimmbecken wieder in Wasser und Salz. Die Kupfer/Silber-Ionisierung (Cu/Ag) gewährleistet eine konstante Ausflockung der Schwebepartikel, wodurch ein außerordentlich klares und transparentes Wasser erzielt wird.“

Bestrahlung mit ultraviolettem Licht

Bei der UV-Desinfektion wird das zu desinfizierende Wasser mit ultraviolettem Licht bestrahlt – es handelt sich hier also um ein rein physikalisches, chemiefreies Verfahren zur Wasserdesinfektion. Die UV-Strahlen inaktivieren in Sekundenschnelle die Zellen der im Wasser befindlichen Krankheitserreger wie Viren, Bakterien und Kleinstlebewesen, die auch keine Resistenzen gegen das UV-Licht entwickeln können. Auch das gebundene Chlor, welches den typischen Schwimmbadgeruch erzeugt, wird photochemisch abgebaut.

Reinigung wie in der Natur

Moderne biologische Wasseraufbereitung funktioniert nach diesem Prinzip: einströmen, umwälzen, durchströmen, belüften und rückspülen – so lautet das ­Erfolgsrezept für klares Wasser in Naturpools und Schwimmteichen. Innovative Schnellfilter vereinen diese Schritte in einem kompakten
System. Dabei schafft ­diese Art von Filterung ein Badeerlebnis ohne Chemie im algenarmen Wasser.

„Natur und Ökologie korrespondieren mit moderner Bauweise und ausgefeilter Technik. So die Vorstellung vom perfekten ­Naturpool. Senkrecht gemauerte Wände, viel Technik. Baden ohne Tiere und Pflanzen, aber mit biologischer Filterung ohne Chemie. Mehr als 90 Prozent der Teichanlage lassen sich als Schwimmzone nutzen: mit ­innovativen Schnellfiltern ist dies kein leeres Versprechen für Wasser­gartenfans mit kleinem und großem Grundstück“, erklärt Michael Meßner, Geschäftsführer der auf den Bau von Naturpools und Schwimmteichen spezialisierten Teich-i-tekten GmbH.

Meßner weiter: „Um ein biologisches Gleichgewicht als Basis für klares Badewasser herzustellen, wird der Naturpool in einen Badebereich und in einen Aufbereitungsbereich unterteilt. Dazu wird das nährstoffreiche Badewasser in die Aufbereitungszone, die mit einem speziellen Substrat aufgefüllt ist, umgewälzt und nach dem Nährstoffabbau zurückgewälzt.

Der Wasseraustausch und die Durchströmung des Aufbereitungsbereiches erfolgen nach genauen hydraulischen Berechnungen und Filterempfehlungen unter Einsatz einer oder mehrerer Pumpen und eines Kompressors, der Luft als Katalysator zuführt. Die Pumpen werden dabei immer außerhalb des Naturpools aufgestellt. Dazu gibt es passende Pumpenkammern und Technikschächte, zum Teil schon fertig vorinstalliert.

Für klares Wasser sorgt eine biologische Wasseraufbereitung mit technischer Unterstützung. Der hohe technische Aufwand rechnet sich: Je mehr Technik, desto besser lassen sich Wasserwerte und damit Pflegearbeiten optimieren.“

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