Koszty wody – Część 3 | Pływalnie i baseny

Czyli wpływ zastosowanych urządzeń stacji uzdatniania wody na koszty eksploatacyjne basenu

Wprowadzenie

W numerze 31. „Pływalni i basenów” ukazała się pierwsza część cyklu artykułów dotycząca ograniczenia kosztów wody w zakresie eksploatacji basenów. We wspomnianym artykule zostały ogólnie wymienione sposoby redukcji kosztów, tj.:

Racjonalizacja źródeł zasilania obiektów pod względem kosztów nabycia wody.
Ograniczenie ilości zużytej wody poprzez jej odzyskiwanie w procesie uzdatniania.
Racjonalizacja kosztów odprowadzenia wody ściekowej.
Ograniczenie ilości zużywanej wody na wewnętrzne potrzeby stacji uzdatniania.

Natomiast w numerze 32. „Pływalni i basenów” omówiono bardziej szczegółowo ograniczenie kosztów wynikających z odprowadzenia wód popłucznych z filtrów i możliwości odzysku z nich ciepła.

Sposoby ograniczenia kosztów opisane w poprzednich wydaniach dotyczyły w głównej mierze przeciwdziałania negatywnym skutkom wysokich kosztów generowanych w istniejących stacjach uzdatniania wody w basenach. Dlatego też opisane tam działania wykorzystywane są głównie na etapie eksploatacji istniejących obiektów.

Obecny artykuł ma na celu określenie przyczyn generowania wysokich kosztów. Proponowane rozwiązania powinny być wprowadzane już na etapie projektowania i budowy basenu lub w przypadku prowadzenia prac remontowo-renowacyjnych.

Głównym powodem stosowania drogich eksploatacyjnie rozwiązań technicznych jest powszechnie preferowana zasada „najtańszy wykonawca jest wykonawcą najlepszym”. Zasada ta jest stosowana zarówno przez inwestorów publicznych, jak i firmy budowlane realizujące inwestycje basenowe.

Obecnie najczęściej stosowane są najtańsze urządzenia oraz rozwiązania techniczne. Rozwiązania te generują przeważnie największe koszty związane ze zużyciem wody, energii cieplnej i elektrycznej.

Spośród wszystkich urządzeń największy wpływ na ilość zużywanej wody mają rodzaj oraz konstrukcja zastosowanych filtrów basenowych. Do celów tego artykułu zostały przeanalizowane następujące rodzaje filtrów:

Instalacje z ciśnieniowymi filtrami żwirowo-piaskowymi.
Instalacje z podciśnieniowymi filtrami żwirowo-piaskowymi.
Instalacje z podciśnieniowymi filtrami namywanymi z włóknami celulozy lub ziemią okrzemkową.
Instalacje filtracji membranowej (bardzo sporadycznie wykorzystywane w Polsce, nie zostaną omówione w artykule).

Instalacje z ciśnieniowymi filtrami żwirowo-piaskowymi

Niewątpliwą zaletą filtrów żwirowo-piaskowych jest ich prosta konstrukcja (rys. 1), jednak są one drogie w eksploatacji, mają duże gabaryty i wymagają nadzoru Urzędu Dozoru Technicznego (UDT).

W przypadku tego typu filtrów na koszty eksploatacji mają wpływ:

konstrukcja ciśnieniowych filtrów żwirowych,
zastosowane złoża filtracyjne,
sposób prowadzenia płukania filtrów,
rodzaj i sposób dozowania środków chemicznych.

Zależnie od powyższych czynników, jak wykazuje 31-letnie doświadczenie firmy TRANSCOM, różnica w kosztach eksploatacji w zależności od standardu wykonania instalacji z filtrami ciśnieniowymi żwirowo- -piaskowymi może wynosić około 30%.

Wybranie konkretnego filtra pociąga za sobą większe lub mniejsze koszty wykonania jego orurowania. Filtry zgodnie z normą DIN 19643 posiadają górny króciec, służący do odprowadzania wód popłucznych większy od króćca dolnego (rys. 1). Takie rozwiązanie wraz z szerokim lejem przelewowym sprawia, że filtry płukane są bezciśnieniowo, co pozwala na ograniczenie ilości zużywanej wody. Należy zwrócić uwagę, że poszczególni producenci podają wymaganą ilość wody zużywaną przez filtr do wypłukania 1 m2 powierzchni złoża filtracyjnego. Zalecana przez normę ilość wynosi 6 m3, natomiast dane poszczególnych producentów wahają się od 4 do 8 m3. Jak widać, zalecana ilość wody do płukania filtrów może różnić się aż o 100%. Doświadczenia firmy TRANSCOM potwierdzają te dane.

Instalacje z podciśnieniowymi filtrami żwirowo-piaskowymi

Kolejnym rozwiązaniem są filtry podciśnieniowe żwirowo-piaskowe bardzo popularne w Niemczech.

Do zalet takich filtrów należą:

stosunkowo prosta konstrukcja,
możliwość prefabrykacji na budowie,
brak wymogu nadzoru UDT,
tańsza eksploatacja niż w przypadku filtrów ciśnieniowych.

Jednak i to rozwiązanie ma wady, do których należą:

duże gabaryty,
wymagany wysoki poziom automatyki.

Rozwiązanie to jest szczególnie przydatne w pracach remontowych, gdyż filtr może być prefabrykowany w pomieszczeniach technicznych bez konieczności posiadania dużych otworów montażowych (fot. 1, 2, 3). Znane jest również rozwiązanie polegające na zastosowaniu filtra podciśnieniowego żwirowo-piaskowego bez dna dyszowego (fot. 4 i rys. 2).

Filtry podciśnieniowe żwirowo-piaskowe umożliwiają bardzo duże oszczędności wody przy zastosowaniu odpowiedniego systemu sterowania. Koszty eksploatacji tych filtrów są porównywalnie niskie jak w przypadku poniżej omówionych filtrów podciśnieniowych namywanych z włóknami celulozy lub ziemią okrzemkową.

Instalacje z podciśnieniowymi filtrami namywanymi z włóknami celulozy lub ziemią okrzemkową

Ostatnim rodzajem filtrów, jakie zostaną omówione, są filtry namywane z włóknami celulozy lub ziemią okrzemkową. Rozwiązanie to ma wiele zalet, niespotykanych w innych rozwiązaniach. Należą do nich:

prosta konstrukcja,
możliwość prefabrykacji na budowie,
brak wymogu nadzoru UDT,
bardzo niskie koszty eksploatacji,
najwyższa jakość filtracji,
małe gabaryty.

Jako wadę można wskazać jedynie fakt, że zalecana jest w tym przypadku automatyka sterowania. Stosując tę technologię, należy zwrócić szczególną uwagę, aby przepływ wody w komorze filtracyjnej był stabilny i nie powodował utrudnienia namywania złoża filtracyjnego na wkładach (fot. 5).

Taki sposób filtracji podciśnieniowej nie wymaga dużych powierzchni. Jest to bardzo korzystne w przypadku remontów – wolna powierzchnia zazwyczaj pozwala na rozbudowę obiektu o inne baseny, np. brodzik lub wannę z hydromasażem. Jako przykład może posłużyć realizacja przebudowy instalacji basenowej w III LO w Sosnowcu (fot. 6).

Kolejnym przykładem może być zawierciański basen przyszkolny, gdzie w pomieszczeniu o wysokości niespełna 1,8 m został umieszczony podciśnieniowy filtr o wydajności 96 m3/h (spawany na miejscu) wraz orurowaniem i całym systemem automatyki systemu uzdatniania wody basenowej.

Koszty inwestycji a koszty eksploatacji

Na poniższym wykresie pokazany jest wpływ kosztów wykonania instalacji basenowej w oparciu o omawiane rodzaje filtrów w porównaniu z generowanymi przez nie późniejszymi kosztami eksploatacji stacji uzdatniania. Z wykresu można wyciągnąć wnioski, że ze względów eksploatacyjnych należałoby wybierać filtry żwirowe podciśnieniowe lub filtry podciśnieniowe namywane. Oba rodzaje filtracji powinny być wyposażone w odpowiedni system automatycznego sterowania.

Odrębnym zagadnieniem, w przypadku filtrów podciśnieniowych żwirowo- -piaskowych, jest zastosowanie zamiast piasku jako złoża filtracyjnego innych materiałów filtracyjnych. Jest oczywiste, że wraz ze wzrostem powierzchni filtracji poszczególnych elementów złoża filtracyjnego skuteczność filtracji wzrasta. Piasek filtracyjny w kształcie regularnych miniotoczaków, choć powszechnie stosowany, nie jest najskuteczniejszym materiałem filtracyjnym. Stosowanie złóż filtracyjnych o bardziej rozwiniętej powierzchni pozwala na dodatkowe oszczędności w kosztach eksploatacji.

Oszczędność w praktyce

Jako przykład pokazujący możliwości osiągnięcia oszczędności przy zastosowaniu różnych filtrów może posłużyć obiekt wielofunkcyjny, w którym sumaryczna wydajność instalacji uzdatniania wody wynosi 650 m3/h. Dla tego typu obiektu należy spodziewać się, że roczne oszczędności wynikające tylko z ograniczenia:

zużywanej wody do płukania filtrów,
kosztów ciepła zaoszczędzonych w wyniku mniejszego zużycia wody wyniosą blisko 138 000 zł netto.

Takie oszczędności zazwyczaj wystarczą na pokrycie całkowitych kosztów związanych z zakupem profesjonalnych środków chemicznych do uzdatniania wody w basenach dla rozpatrywanego obiektu.

Dlatego też należy bardzo rozważnie i z dużym zastanowieniem podejmować decyzje związane z wyborem technologii filtracji wody basenowej oraz rodzajem zastosowanych urządzeń, a w szczególności filtrów basenowych.