Wasseraufbereitung: Das zentrale Element

Nur mit der korrekten Wasseraufbereitung macht ein Pool wirklich Spaß. In unserer Serie führen wir in das Thema ein und stellen die einzelnen Methoden und Techniken vor. In diesem ersten Teil geht es um die Grundlagen der Wasseraufbereitung.

Wasser ist ein wertvolles und damit auch ein sensibles und komplexes Element. Der behutsame Umgang mit ihm ist gerade beim Betrieb eines Schwimmbades von zentraler Bedeutung. Das Wasser muss immer rein und klar sein, damit die Menschen, die sich darin bewegen, gesund bleiben und ihre Freude am Pool bewahren. Entsprechend optimal gereinigt und gepflegt will es sein, das wertvolle Schwimmbadwasser. Doch dabei gibt es unterschiedliche Ansätze und Methoden, wie das Postulat vom reinen Poolwasser eingehalten werden kann.

In einer mehrteiligen Serie stellen wir Ihnen deshalb alle seriösen Möglichkeiten vor, wie man Schwimmbadwasser permanent in den gewünschten Zustand bringt. Zunächst gilt es, sich mit der Materie Wasser überhaupt auseinanderzusetzen. Womit haben wir es eigentlich zu tun? Und warum ist die perfekte Pflege des Schwimmbadwassers so dringend notwendig?

Was ist Wasser wirklich?

Wasser ist zunächst einmal die chemische Verbindung aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Die Bezeichnung Wasser wird für den flüssigen Aggregatzustand verwendet. In der Natur kommt es selten rein vor, sondern enthält durch eine seiner bedeutendsten Eigenschaften, nämlich Stoffe zu lösen, meist mehr oder minder große Anteile von gelösten Salzen, Gasen und organischen Verbindungen. Wasser ist die Grundlage allen Lebens auf der Erde. Auch der Mensch als biologisches Wesen besteht zu etwa 70 Prozent aus Wasser. In der modernen Gesellschaft nimmt es als Produktionsmittel für Güter des täglichen Konsums und in industriellen Prozessen aller Art eine herausragende Stellung ein und ist daher für uns alle ein sehr hohes Gut.

Sauerstoff hat in der Verbindung eine deutlich höhere Elektronegativität als Wasserstoff, weshalb sich die gemeinsamen Elektronenpaare statistisch näher am Sauerstoffatom als an den Wasserstoffatomen aufhalten und dem Wassermolekül so eine negative Polarität auf der Seite des Sauerstoffs und eine positive Polarität auf der Seite der beiden Wasserstoffatome verleihen. Es resultiert ein sogenannter Dipol. Und weil Wassermoleküle Dipole sind, besitzen sie ausgeprägte zwischenmolekulare Anziehungskräfte. Das heißt, es besteht eine Anziehung zwischen dem (leicht positiven) Wasserstoff eines Wassermoleküls und dem (leicht negativen) Sauerstoff eines anderen Wassermoleküls. Diese Verbindung nennt man Wasserstoffbrückenbindung und sie führt dazu, dass sich Wassermoleküle zu Clustern zusammenlagern können. Diese Cluster bewirken die besonderen Eigenschaften des Wassers, wie unter anderem der Umstand, dass es bei 25°C flüssig ist und nicht gasförmig, wie seine Molekülstruktur suggeriert oder eben die hohe Lösefähigkeit des Wassers sowie die hohe Oberflächenspannung oder die Dichteanomalie.

Wie funktioniert die Wasseraufbereitung?

Das Wasser muss immer für seinen spezifischen Einsatzzweck aufbereitet werden. Das heißt, dass es von bestimmten Inhaltsstoffen befreit wird oder dass sogar bestimmte Stoffe hinzugesetzt werden. Schwimm- und Badebeckenwasser etwa ist ein Wasser, das seuchenhygienisch Trinkwasserqualität aufweisen muss. Es muss also frei von Krankheitserregern sein. Auch aus ästhetischen Gründen (Verfärbungen des Beckenkörpers) sollte es Trinkwassereigenschaften aufweisen, die Konzentrationen etwa an Eisen und Kupfer minimiert werden.

Wasserkreislauf mit Überlaufrinne: Das zu reinigende Oberflächenwasser sammelt sich zunächst im Schwallwasserbehälter. Foto: Ospa Schwimmbadtechnik

Die Wasseraufbereitung bei Schwimm- und Badebecken kann diese Anforderungen nur bedingt erfüllen, denn die hier eingesetzten Filter, ihre Filtermaterialien und spezifischen Körnungen, Filtrationsgeschwindigkeiten, Schichthöhen (und damit Kontaktzeiten) sowie die Voraufbereitungsstufen (zum Beispiel eine gezielte Belüftung zur Oxidation von Eisenverbindungen) sind nicht auf die Entfernung etwa von Eisen oder Kupfer ausgelegt, sondern auf die Entfernung von durch den Menschen und aus der Umgebung eingebrachten Schmutzverbindungen.

Was sind die genauen Aufbereitungsschritte?

Die klassische Wasseraufbereitung in einem Schwimm- und Badebecken besteht aus Flockung, Filtration, pH-Wert-Anpassung, Desinfektion und Verdünnung durch regelmäßigen Austausch einer kleinen Wassermenge. Die am weitesten verbreitete Filtrationsmethode ist die Festbettfiltration mit Filtermaterialien wie Sand in unterschiedlichen Korngrößenfraktionen und unterschiedlichen Qualitäten. In den letzten Jahren haben sich auch Glasbruch und Glaskugeln in unterschiedlichen Korngrößen und Qualitäten etabliert, die jeweils hinsichtlich zusätzlicher Kosten und vermeintlichem zusätzlichen Nutzen abzuwägen sind.

Alternativ zu Festbettfiltern sind auch Kartuschenfilter, Ultrafiltrationsanlagen sowie Anschwemmfilter für die Wasseraufbereitung denkbar. Kartuschenfilter sind in sehr kleinen Anlagen (vor allem Aufstellbecken) üblich, haben aber hygienische Nachteile, da sie nicht automatisch gespült werden können und regelmäßig manuell gereinigt werden müssen. Ultrafiltrationsanlagen sowie Anschwemmfilter sind aufgrund der in keinem Verhältnis zum Nutzen stehenden Kosten und des verfahrenstechnischen Aufwands in privaten Schwimmbädern unüblich. Der neben der Filtration wichtigste Aufbereitungsschritt ist die Desinfektion. Dafür kommen in der Regel Chlorprodukte zum Einsatz. Dabei kann Chlor vor Ort hergestellt – auch hier existieren unterschiedliche Verfahren – oder einsatzfähig an den Einsatzort geliefert werden. Jedes Verfahren hat dabei seine Vor-und Nachteile und es liegt an der Kundschaft, diese gegeneinander abzuwägen und für sich die geeignetste Methode auszuwählen.

Das Wasseraufbereitungssystem von Ospa mit Filtration, Desinfektion sowie moderner Mess- und Regeltechnik. Foto: Ospa

Das Aufbereitungsergebnis hängt aber nicht allein von der Filtration, der Desinfektion und/oder einer anderen Aufbereitungsstufe ab, sondern vom sinnvollen Zusammenwirken aller Aufbereitungsstufen. Das beste Beispiel ist der Zusammenhang zwischen Filtration und Desinfektion. Werden die Schmutzstoffe nicht ausreichend entfernt, stehen sie als Reaktionspartner für das Chlor zur Verfügung und bilden Augen und Nase reizende Desinfektionsnebenprodukte. Das Geheimnis einer effektiven Desinfektion ohne Chlorgeruch ist also nicht in erster Linie eine schonende Chlorung oder gar eine chlorfreie Desinfektion, sondern eine einwandfreie, erstklassige Filtration. Auch Pumpen, Flockungsmittel, Wärmetauscher oder andere Komponenten zur Erwärmung des Schwimmbadwassers, Dosiervorrichtungen und Wasserspeicher müssen allesamt aufeinander und ganzheitlich auf die Wasseraufbereitungsanlage und das Aufbereitungsergebnis abgestimmt sein.

Ist das Schwimmbadwasser trinkbar?

Natürlich verändert sich Schwimmbadwasser während des Gebrauchs. Badegäste und die Umgebung tragen ständig neue Schmutzstoffe hinein. Eine dauerhaft gute Filtration und Desinfektion im Zusammenspiel mit den weiteren Anlagenkomponenten ist daher sehr wichtig für eine durchgehend ausgezeichnete Wasserqualität. Zusätzlich geht es darum, Schwimmbadchemikalien ressourcenschonend einzusetzen und eine gut funktionierende und auf alle Komponenten abgestimmte Mess- und Regelungstechnik zu installieren. Diese registriert Veränderungen (Chlorkonzentration, pH-Wert, Temperatur etc.) feinfühlig und kann die Wasseraufbereitung entsprechend gezielt steuern. Schwimm- und Badebeckenwasser entspricht im Wesentlichen Trinkwasser aus der Leitung – und unterliegt den gleichen Schwankungen, denen es aufgrund seiner Herkunft unterliegt.

Alle eingesetzten Produkte zur Wasseraufbereitung führen logischerweise zu höheren Konzentrationen jener Stoffe, die zugeführt wurden (vor allem Chlorid, Sulfat, Aluminium, Natrium, Hydrogencarbonat oder auch Calcium). Diese Konzentrationen sind gesundheitlich und toxikologisch jedoch unbedenklich. Viele alltägliche Nahrungsmittel und auch Mineralwässer enthalten teilweise vielfach höhere Konzentrationen der jeweiligen Stoffe. Alle genannten Aufbereitungsstoffe sind zur Aufbereitung von Wasser für den menschlichen Gebrauch nach der Liste des Umweltbundesamts der Aufbereitungsstoffe gemäß § 11 TrinkWv (Trinkwasserverordnung) zugelassen und können in der Regel auch – in Form von Spülabwasser – in die öffentliche Kanalisation geleitet werden. Ideal und für das Aufbereitungsergebnis und den verantwortungsvollen Umgang mit den eingesetzten Mitteln ist es, wenn Wasseraufbereitungstechnik und Schwimmbadpflegemittel aus einer Hand kommen und prozesstechnisch aufeinander abgestimmt sind.

Welche mikrobiologischen Prozesse laufen im Beckenwasser?

Nachdem wir uns zunächst also mit den chemisch-physikalischen Eigenschaften eines Poolbeckens auseinandergesetzt haben, kommen wir nun zu den (mikro-)biologischen Eigenschaften. Diese lassen sich schnell zusammenfassen: In einem konventionell aufbereiteten Poolbecken spielen mikrobiologische Prozesse, anders als in Naturpools, für die Schmutzstoffentfernung und den Substratabbau keine Rolle, weshalb jegliche mikrobiologische Besiedlung von Filterbett, Beckenwänden und dergleichen unerwünscht ist. Folglich sollte Poolwasser keimfrei sein. Völlige Keimfreiheit wird allerdings kaum möglich sein, schließlich handelt es sich bei einem Schwimmbecken nicht um eine sterile Umgebung und ein Beckenwasser kann auch kein steriles Medium sein. Badegäste und die Umgebung tragen ständig Keime, Sporen und dergleichen ein. Auch Pilz- und Algenbewuchs sollten durch das Zusammenspiel von Beckenwasserdesinfektion und Beckenhydraulik, aber vor allem mechanischer Beckenreinigung, auf ein Minimum reduziert werden.

Wichtige Ergänzung: Bereits das Füllwasser muss hygienisch einwandfrei sein und nicht erst/nur das Beckenwasser. Bei der Chlorkonzentration von i.d.R. 0,3 bis 0,6 mg/l handelt es sich um eine sogenannte Sicherheitschlorung. Das sich bereits in einem einwandfreien hygienischen Zustand befindliche, als Füllwasser verwendete Trinkwasser soll in diesem Zustand erhalten bleiben und zusätzlich durch den Badegast eingebrachte Keime sollen abgetötet werden. Es ist ausdrücklich nicht Aufgabe der Schwimmbeckenwasserdesinfektion, bereits mikrobiologisch verunreinigtes Füllwasser im Nachhinein zu desinfizieren oder Beckenböden und -wände aufgrund unzureichender mechanischer Beckenreinigung zu entkeimen.

Fazit zum Thema Wasseraufbereitung

So bleibt abschließend nur die Empfehlung, die Planung und den Bau eines Schwimmbads sowie auch die spätere Wartung der Aufbereitungstechnik professionellen – möglichst ganzheitlich agierenden – Firmen anzuvertrauen. Auch sei nochmals eindringlich darauf hingewiesen, dass zwar durch den andauernden technischen Fortschritt die Erwartungshaltung der Kundschaft nach „Neuerungen“ immens ist, die Wasseraufbereitung in ihren Grundzügen (Entfernung von Schmutzstoffen, hygienische Reinhaltung durch Desinfektion) aber immer die gleiche bleibt. Nicht jede vermeintliche „Neuheit“ auf dem Poolmarkt stellt auch tatsächlich eine Innovation dar und sollte deshalb immer kritisch hinterfragt werden.

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