Dr.-Ing. Thomas Glauner
(Fakultät für Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik, Engler-Bunte-Institut) Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser – Bildung und Nachweis von Desinfektionsnebenprodukten und ihre Minimierung mit Membran- und Oxidationsverfahren

Das Beckenwasser in öffentlichen Schwimmbädern muss technisch aufbereitet werden, um die Badegäste vor wassergebundenen Infektionskrankheiten zu schützen. Die gängige Aufbereitungspraxis beinhaltet eine Desinfektion des im Kreislauf geführten Beckenwassers mit Chlor sowie die Flockungsfiltration zur Entfernung partikulärer und kolloidaler Wasserinhaltsstoffe. Gelöste Belastungsstoffe, die von den Badegästen mit Schweiß, Urin und Kosmetika in das Beckenwasser eingetragen werden, werden jedoch nicht vollständig eliminiert und können sich im Wasser anreichern. Die Reaktion dieser Stoffe mit dem im Wasser gelösten Chlor führt zur Entstehung von toxischen und die Schleimhaut reizenden Desinfektionsnebenprodukten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Grundlagen für eine Minimierung der Desinfektionsnebenprodukte im Schwimmbeckenwasser erarbeitet. Die Identifizierung der wichtigsten Vorläuferverbindungen und ihrer Reaktionsprodukte erfolgte im Rahmen umfangreicher Untersuchungen im Labor und in mehreren öffentlichen Bädern. Es konnte eine Anreicherung von Belastungsstoffen im Schwimmbeckenwasser nachgewiesen werden, die zu einer zeitlich verzögerten Zunahme der Desinfektionsnebenprodukte führte. Im Rahmen einer Modellrechnung konnte der Eintrag von Belastungsstoffen durch die Badegäste und die Elimination der Substanzen durch die Beckenwasseraufbereitung hinreichend genau beschrieben werden. Neben physikalisch-chemischen Analysenverfahren kamen auch biologische Testverfahren zum Einsatz. Auf diese Weise konnten erstmals gentoxische Wirkungen mit der Molmasse der Belastungsstoffe im Schwimmbeckenwasser in Beziehung gesetzt werden. Auf der Basis dieser Ergebnisse wurde ein Aufbereitungskonzept für Schwimmbeckenwasser erarbeitet und im Pilotversuch auf ihre Anwendbarkeit untersucht. Die Aufbereitungskombination beinhaltete eine Ultrafiltration als mechanische Barriere für Mikroorganismen. Da über 80% der Belastungsstoffe im Schwimmbeckenwasser Molekülgrößen unter 1 kDa aufweisen erforderte die Elimination gelöster Stoffe eine Nanofiltration. Das Permeat der Nanofiltration wurde zusätzlich durch weitergehende Oxidationsverfahren aufbereitet. Die vorgestellte Aufbereitungskombination erreichte eine Elimination der Desinfektionsnebenprodukte von über 80% bei einem Durchlauf durch die Aufbereitung. Nanofiltration und Oxidation wurden daher im belastungs¬abhängigen Teilstrom durchgeführt, dessen Regelung durch die Anwendung des vorgestellten Modells erfolgte. Das Ergebnis war eine deutliche Verbesserung der Wasserqualität bei vertretbaren Betriebskosten. Die Umsetzung des Aufbereitungskonzepts in den öffentlichen Bädern erfordert erhebliche Investitionen. Die im Rahmen der Arbeit erzielten Ergebnisse zeigen darüber hinaus jedoch auch Wege auf, wie z.B. durch den optimierten Betrieb der vorhandenen Filteranlage eine Verbesserung der Wasserqualität ohne zusätzliche Investitionen erreicht werden kann.

Preisgeld: 4.000 Euro für Dr.-Ing. Thomas Glauner – Dissertation