W pierwszej części cyklu artykułów dotyczących parametrów wody basenowej („Pływalnie i Baseny” nr 23) zastanawialiśmy się nad odpowiedzią na pytanie, czy możliwe jest spełnienie wymagań stawianych przez rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 9 listopada 2015 r. dotyczącego jakości wody basenowej. Z kolei w drugiej części („Pływalnie i Baseny” nr 24) przedstawiliśmy obiekty basenowe, które nie mają problemów z zachowaniem parametrów wody wymaganych nowym rozporządzeniem. W tym artykule natomiast spróbujemy odpowiedzieć na pytanie, czy jest możliwy taki sposób sterowania procesami uzdatniania wody basenowej, aby dostosować jej parametry do wymagań określonych grup użytkowników.

Powołana w kwietniu 2016 r. nowa dyrekcja obiektów OSIR w Dzielnicy Bemowo w Warszawie stanęła przed problemem poprawy bezpieczeństwa sanitarnego dla kąpiących się w Pływalni „Pingwin” przy ulicy Oławskiej 3A. Zmiana przepisów, stan techniczny istniejących instalacji oraz bardzo dużo obciążenie basenów wymusiły na służbach technicznych odpowiedzialnych za prawidłową eksploatację obiegu konieczność poszukiwania nowych rozwiązań technicznych z zakresu uzdatniania wody basenowej. Podobnie jak w innych obiektach, z powodu wymagań stawianych wodzie dla małych dzieci zawieszone zostało świadczenie usług w zakresie nauki pływania dla niemowląt. Należy dodać, że w OSIR Bemowo dziennie przebywa około 800 osób kąpiących się. Zważywszy że do dyspozycji jest tylko basen sportowy o wymiarach 25 m × 12,5 m oraz niewielki basen rekreacyjny i jedna wanna do hydromasażu, a ilość grup użytkowników i zajęć jest bardzo duża, należało znaleźć odpowiedź na wiele pytań i rozwiązać wiele problemów organizacyjnych. Jednym z głównych było to, jak przeprowadzić prace remontowe instalacji uzdatniania wody bez konieczności wyłączania basenów z eksploatacji.

Nie tylko OSIR Bemowo, lecz także wielu zarządców innych obiektów basenowych szuka możliwości prowadzenia w tej samej niecce basenowej zajęć dla grup użytkowników wymagających bardzo odmiennych parametrów wody basenowej. Klasycznym przykładem takiej sytuacji jest prowadzenie w określonych godzinach, w niecce basenu wyposażonego w aerozole wodno-powietrzne, zajęć nauki pływania dla niemowląt i dzieci do lat 3.

Aby spełnić te wymagania, w OSIR Bemowo niezwłocznie podjęte zostały działania mające na celu poprawę procesów filtracji oraz uzdatniania chemicznego.

Zadaniem systemu sterowania pracą stacji uzdatniania wody basenowej jest zagwarantowanie spełniania wszystkich wymogów Rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 9 listopada 2015 r. w sprawie wymagań, jakim powinna odpowiadać woda na pływalniach (Dz. U. poz. 2016). Są one odmienne dla wody przeznaczonej dla niemowląt i dzieci do lat 3 oraz dla wody w basenach z urządzeniami wytwarzającymi aerozole wodno-powietrzne.

W tabeli 1 porównano wymagania dla rożnych grup użytkowników.

Nasuwają się zatem następujące pytania:

1. Czy jest możliwa realizacja tak różnych funkcji w tej samej niecce basenu?
2. Jaki jest wymagany czas, aby dostosować parametry wody w niecce basenu do potrzeb określonych grup użytkowników?

W celu odpowiedzi na te pytania posłużymy się praktycznym przykładem basenu rekreacyjnego na Pływalni „Pingwin” przy OSiR Bemowo w Warszawie. Obieg uzdatniania wody dla tego basenu został zmodernizowany w grudniu 2016 r. Prace zostały przeprowadzone „na ruchu”, bez konieczność wyłączania basenu z eksploatacji.

Pływalnia „Pingwin” OSIR Bemowo, Warszawa

Stan przed wprowadzeniem zmian w systemach uzdatniania

Pływalnia „Pingwin” jest użytkowana od września 2002 r. Konstrukcja niecek basenowych wykonana została z żelbetu. Basen rekreacyjny o wymiarach 12,5 m × 4 m i objętości 68 m3 wyposażony jest w gejzery, leżanki powietrzne i inne atrakcje wodne. Ponadto wydzielona jest w nim część do nauki pływania. Basen ten pierwotnie został wyposażony w dwa ciśnieniowe filtry żwirowe o łącznej wydajności 128 m3/h.

Wprowadzenie Rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 9 listopada 2015 r. sprawiło, że dalsze świadczenie usług w zakresie nauki pływania dla niemowląt i dzieci do lat 3 stało się niemożliwe. Parametry wody trudno było utrzymać na poziomie wymaganym nawet dla innych niż dzieci użytkowników tego basenu. Istniejący układ filtracji sterowany był ręcznie, a system pomiaru parametrów wody nie spełniał swoich funkcji. Jednocześnie występowały trudności z utrzymaniem właściwej temperatury wody basenowej, a układ filtracji zużywał dużo energii elektrycznej.

Stan po wprowadzeniu zmian w systemach uzdatniania

Zakres zmian obejmował wymianę istniejących ciśnieniowych filtrów żwirowych na filtry podciśnieniowe żwirowe z warstwą węgla aktywnego z całkowitą wysokością złoża filtracyjnego 1200 mm. Zastosowano dwa filtry o łącznej wydajności 128 m3/h. Praca nowych podciśnieniowych układów filtracji odbywa się zgodnie ze schematem:

Realizowane procesy uzdatniania

W celu wprowadzenia zaawansowanych metod utleniania zastosowana została opatentowana metoda „SystemPola”. Z uwagi na fakt, że najważniejszym procesem uzdatniania wody basenowej jest właściwa filtracja, wprowadzono dodatkowe środki chemiczne do wspomagania koagulacji i flokulacji zanieczyszczeń. Za układem podgrzewania do wody dawkowany jest korektor pH, dodatkowy środek utleniający w formie stabilizowanych chlorynów sodu oraz środek dezynfekcyjny w postaci płynnego podchlorynu sodu. Nad prawidłowym stężeniem środków chemicznych w wodzie basenowej czuwa automatyczny system kontrolno-pomiarowy, który bezpośrednio steruje pompkami dozującymi chemikalia. Filtry dla obiegu basenu rekreacyjnego wyposażone są w baterię zaworów z napędem pneumatycznym, co oznacza, że wszystkie fazy pracy filtra sterowane są automatycznie.

System pomiaru parametrów fizykochemicznych wody basenowej

Zastosowany został zintegrowany system pomiaru parametrów wody basenowej i sterowania nimi. System ten steruje wszystkimi pompami dozującymi, zarówno tymi do dozowania podchlorynu sodu czy korektora pH, jak i tymi do dozowania środków do flokulacji, wspomagania koagulacji i utleniania. Wyniki dokonywanych pomiarów system prezentuje zarówno w formie tabelarycznej, jak i graficznej. Częstotliwość zapisów może być dowolnie wybierana.

W tabeli 2 pokazane jest zestawienie wybranych parametrów wody basenowej w określonych godzinach. W zestawieniu ujęto również ilości dozowanych środków  służących do wspomagania procesów utleniania zanieczyszczeń w wodzie basenowej.

Racjonalne sterowanie parametrami wody basenowej

To nowatorskie rozwiązanie umożliwia racjonalne sterowanie parametrami wody basenowej. Przez to pojęcie należy rozumieć działania techniczne realizowane w trakcie budowy lub modernizacji instalacji uzdatniania wody basenowej mające na celu wdrożenie procedur umożliwiających świadome i kontrolowalne wpływanie na określone parametry wody w trakcie eksploatacji basenu.

Takie sterowanie pozwala na „zaprogramowanie” wybranych lub wszystkich parametrów wody basenowej tak, aby były one osiągnięte i utrzymywane w ściśle określonym przedziale  czasowym. Przykładem wykorzystania takiej procedury może być zaprogramowanie parametrów wody basenowej stosownie do potrzeb różnych grup użytkowników.

Zadaniem racjonalnego sterowania parametrami wody basenowej w basenie przeznaczonym głównie dla użytkowników korzystających z atrakcji wodno-powietrznych jest takie zaprogramowanie pracy urządzeń technologicznych, aby o określonej godzinie i w określonych dniach woda w tym basenie odpowiadała wymaganiom stawianym wodzie przeznaczonej do prowadzenia zajęć nauki pływania dla niemowląt oraz dzieci do lat 3.

System sterowania parametrami wody basenowej posiada bardzo dużo funkcji, poczynając od kontroli parametrów fizykochemicznych wody basenowej, aż do rejestracji zużycia mediów.

Zobrazowanie rzeczywistych parametrów wody basenowej w formie graficznej pozwala na kontrolę i szczegółową analizę pracy instalacji w dowolnym przedziale czasowym.

System pozwala na sterowanie nie tylko wydajnością pomp dozujących związki chloru i korektor pH, lecz także umożliwia zaprogramowanie pracy pozostałych pomp dozujących.

„SystemPola”

Istnieje przynajmniej kilka możliwości racjonalnego sterowania parametrami wody basenowej. Jedną z nich są zaawansowane metody utleniania, które można osiągnąć przynajmniej kilkoma sposobami. Wybór sposobu uzyskania zaawansowanych metod utleniania zależy od wielu czynników, np.: stanu technicznego instalacji uzdatniania, frekwencji na obiekcie, możliwości poniesienia kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.

Najszybciej pożądane efekty można osiągnąć, stosując „SystemPola”. System ten polega na precyzyjnej kontroli procesów flokulacji, koagulacji, filtracji, absorpcji oraz wspomagania utleniania. Pozwala on na poprawę parametrów wody basenowej w ciągu kilku dni, a jego wdrożenie nie wymaga przerw technologicznych. Praktyka wskazuje, że już nawet po 3 dniach eksploatacji tego systemu możliwe jest obniżenie poziomu chloru związanego do wartości poniżej 0,05 mg/l, a poziomu THM poniżej 0,001 mg/l.

Ponadto „SystemPola” umożliwia precyzyjne zaprogramowanie wartości potencjału redox i chloru wolnego na wymaganych poziomach, przy jednoczesnym zagwarantowaniu właściwego poziomu innych parametrów wody, takich jak chlor związany, chloroform, THM.

Przykład Pływalni „Pingwin” w Warszawie, gdzie w niecce rekreacyjnej z urządzeniami wytwarzającymi aerozole wodno-powietrzne zarządca obiektu przewiduje również prowadzenie zajęć nauki pływania dla niemowląt oraz dzieci do lat 3, pokazuje, że pojawia się konieczność elastycznego sterowania wymaganymi parametrami wody basenowej. Obie grupy użytkowników, tj. małe dzieci oraz dorośli użytkownicy atrakcji wodno-powietrznych, wymagają innych paramentów wody, w tym poziomu chloru wolnego, chloroformu, potencjału redox.

Basen ten jest bardzo mocno obciążony, a jednocześnie ważne jest, aby czas konieczny do uzyskania optymalnych parametrów wody basenowej dla potrzeb niemowląt oraz dzieci do lat 3 był możliwie krótki. „SystemPola” pozwala na ustalenie tego czasu indywidulanie dla każdego obiektu i różnych warunków eksploatacji.

Przykład zastosowania

Na wykresie 1 przedstawiono przebieg i stabilizację parametrów wody basenowej dla wymagań nauki pływania niemowląt. Jest to wykres rzeczywistych parametrów wody  basenowej w funkcjonującym obiekcie. Analiza dotyczy basenu rekreacyjnego, w którym zainstalowane są atrakcje wytwarzające aerozole wodno-powietrzne z wydzieloną częścią do nauki pływania. Basen ten przez większość czasu jest eksploatowany jako basen rekreacyjny, w którym utrzymywany jest chlor wolny na poziomie 0,6 mg/l. Jednak w określonych godzinach i w wybranych dniach prowadzone są w nim zajęcia dla niemowląt oraz dzieci do lat 3. Należy więc w ciągu dość krótkiego czasu przygotować w tym basenie wodę odpowiednią dla małych dzieci. Harmonogram zajęć dla tych użytkowników jest podstawą do odpowiedniego zaprogramowania systemu sterowania pracą układu filtracyjnego i dozowania środków chemicznych.

Wstępny harmonogram eksploatacji analizowanego basenu przewidywał rozpoczęcie zajęć nauki pływania niemowląt w dniu 10 stycznia 2017 r. o godzinie 15.30 oraz w dniu 13 stycznia 2017 r. o godzinie 16.00. Bazując na tych informacjach, układ sterowania dokonał odpowiednio wcześniej zmiany nastaw parametrów wody tak, aby w ustalonych godzinach poziom chloru wolnego był odpowiedni. Z uwagi na fakt, że basen ten jest bardzo mocno obciążony, przyjęto maksymalny poziom chloru wodnego dla tej grupy użytkowników równy 0,32 mg/l w dniu 10 stycznia 2017 r. oraz 0,4 mg/l w dniu 13 stycznia 2017 r.

Po zakończeniu zajęć parametry wody automatycznie wracają do poziomu wymaganego dla użytkowników w godzinach ogólnodostępnych z pracującymi urządzeniami wytwarzającymi aerozole wodno-powietrzne, czyli 0,6 mg/l.

Podsumowanie

Zastosowanie odpowiedniej metody filtracji oraz systemu sterowania pozwala na pełną kontrolę parametrów wody basenowej. Proste i niskonakładowe działania pozwalają w zdecydowanej większości przypadków sprostać wymaganiom rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 9 listopada 2015 r.

Parametry wody w basenie mogą być świadomie kształtowane dzięki wykorzystaniu dostępnej wiedzy i zastosowaniu sprawdzonych rozwiązań technicznych, co pozwala na zwiększenie funkcjonalności obiektu. Istnieje przynajmniej kilka metod pełnej kontroli i utrzymania parametrów wody basenowej na określonym poziomie. Metody te różnią się między sobą zarówno kosztami inwestycyjnymi, jak i eksploatacyjnymi. Zastosowanie odpowiednich metod oraz urządzeń w celu zapewnienia optymalnych parametrów wody basenowej pozwala również na kontrolę kosztów eksploatacji instalacji. Wprowadzenie tych metod nie musi oznaczać wzrostu tych kosztów, wręcz przeciwnie – praktyka wskazuje na możliwość osiągnięcia znacznych oszczędności związanych ze zmniejszeniem zużycia energii elektrycznej i cieplnej.

Autorzy:
Grzegorz Surówka jest dyrektorem OSIR Bemowo,
Władysław Sobiech jest prezesem zarządu Transcom Sp. z o.o.
tel. kom.: 602 677 023
w.sobiech@transcom.pl

TEKST | Grzegorz Surówka, Władysław Sobiech
FOTO | Archiwum firmy TRANSCOM Sp. z o.o., OSiR Bemowo