Hintergrund: Fachartikel zur Mess-, Regel- und Dosiertechnik

Die Swimmingpool- Controller der Serie „BL12x“ von Hanna Instruments messen pH-Wert und Redoxpotential mit nur einer einzigen Sonde.

RICHTIG DOSIERT

Fotos und Text: Hanna Instruments

Die Desinfektion von Schwimmbadwasser ist ein komplizierter Prozess. Im folgenden Fachartikel erklären die Experten des Messgeräteherstellers Hanna Instruments die Zusammenhänge und was dies für die Dosierung bedeutet.

Moderne pH- und Chlor-Mess-Regel-Dosieranlagen beruhen auf dem Prinzip, dass das Redoxpotential die Desinfektionsleistung charakterisiert. Die Desinfektion wirkt in erster Linie durch die oxidative Zerstörung der Zellwände schädlicher Mikroorganismen. Je höher also die Oxidationskraft eines Desinfektionsmittels, desto sicherer und schneller werden Mikroorganismen abgetötet. Bei einem Redoxpotentialwert von circa 700 Millivolt (mV) ist die Abtötung der E-ColiBakterien beispielsweise über achthundert Mal effizienter als bei einem Redoxpotential von circa 500 mV. Wie erwähnt, hängt die Desinfektionsleistung vor allem vom Anteil der Hypochlorigen Säure im Wasser und somit zusätzlich vom pH-Wert ab. Dadurch ist der pH-Wert nicht nur für die Wirksamkeit wichtig, sondern folgt auch ökologischen und ökonomischen Aspekten. Durch eine dem pH-Wert angepasste Dosierung des Desinfektionsmittels kann der Prozess optimiert und der Chemikalieneinsatz reduziert werden. Die Mess-Regel-Dosieranlagen für Poolwasser messen daher nicht nur das Redoxpotential, sondern auch den pH-Wert. Abhängig von einem eingestellten Sollwert, der in der Regel

UM JEDERZEIT die einwandfreie hygienische Beschaffenheit von Schwimmbadwasser zu gewährleisten, muss neben Aufbereitungsschritten wie Flockung und Filtration auch desinfiziert werden. Zur Desinfektion wird dem Beckenwasser eine chlorhaltige Chemikalie hinzudosiert, etwa Natriumhypochlorit. Die gewünschte, wirksame Spezies ist dabei die Hypochlorige Säure (HCIO). Diese steht mit zwei weiteren Spezies im Gleichgewicht, dem Chlor (Cl2) und dem Hypochlorit (ClO-): Cl2 + 2 H2O H3O+ + Cl- + HClO HClO + H2O H3O+ + ClODiese Gleichgewichte sind abhängig vom pHWert. Das erklärt auch die pH-Wert-Abhängigkeit der Wirksamkeit der Desinfektion selbst. Würde man nur freies Chlor bestimmen, würde man alle drei Spezies (Cl2, HCIO und ClO-) erfassen und hätte keine eindeutige Aussagekraft über die Wirksamkeit der Desinfektion.

pH-Wert- und Redoxsonden sind durch einen Erdungsstift vor Störsignalen geschützt.

zwischen pH 6,5 und 7,2 und bei 700 mV liegt, dosiert die Anlage Säure, um den pH-Wert einzustellen, und Desinfektionsmittel, meist flüssiges Natriumhypochlorit. Die Messung erfolgt dabei über in den Wasserkreislauf eingebaute oder in eine Durchflusszelle installierte Elektroden. Diese sollten einfach kalibrierbar sein und auch unter ungünstigen Bedingungen einwandfrei messen. Idealerweise sind sie geerdet, um vor Messungenauigkeiten durch elektromagnetische Störsignale geschützt zu sein. Ein Defekt der Messsonde oder eine fehlerhafte Verbindung, beispielsweise durch einen Kabelbruch, sollte vom Gerät erkannt und angezeigt werden. Die Dosierung muss in einem solchen Fall angehalten werden, damit keine gefährliche Überdosierung auftritt. So wurde bei der Geräteserie „BL12x“ von Hanna Instruments der

Anschlusspanel der Mess-Regel-Dosiertechnik der Serie „BL12x. Fernüberwachung und Datenspeicherung über „Hanna Cloud“.

Nullpunkt der Potentialmessung bewusst auf pH 4 verschoben, sodass auf den ersten Blick erkennbar ist, ob ein Elektrodenfehler vorliegt. Der Überdosierschutz ist einer der wichtigsten Aspekte bei der Dosierung. Dieser besteht aus verschiedenen Funktionen, wie etwa ein Dosierstopp bei Störung, eine begrenzbare Dosierdauer, falls der Wert sich nicht beim Sollwert einregelt, oder der Verhinderung eines „Überschießens“ der Säure- oder Desinfektionsmittelzugabe durch proportionale Dosierung in einer einstellbaren Bandbreite. Letzteres bedeutet, dass die Dosierdauer verkürzt wird, je näher der gemessene Wert am Sollwert liegt. Bei den meisten Geräten kann zudem die Pumpenförderleistung angepasst werden, somit kann die Proportionaldosierung fein an verschieden große Wasserkörper angepasst werden. Da das Redoxpotential von aktivem Chlor in hohem Maße vom pH-Wert abhängt, sollte ferner die Dosierung des Desinfektionsmittels erst erfolgen, wenn das Wasser einen stabilen pH-Wert aufweist. Dies schützt wiederum nicht nur vor Überdosierung, es ist auch wirtschaftlicher. Selbstverständlich verfügen Dosieranlagen auch über ein konfigurierbares Alarmsystem, bei dem die Hoch- und Tiefalarme für pHWert, Redoxpotential und Temperatur voneinander unabhängig einstellbar sein sollten. Da die Dosierung auch durch externe Ereignisse im Wasserkreislauf, wie beispielsweise einem Stillstand der Umwälzpumpe, beeinflusst werden kann, verfügen die meisten Mess-Regel-Dosieranlagen über Eingänge, an die Durchflussmesser oder auch Füllstandsmesser für die Chemikalientanks angeschlossen werden können. Das Gerät registriert somit Probleme in diesen Bereichen und kann darauf mit einem Dosierstopp oder Warnmeldungen reagieren. Der Einsatz solcher Geräte in Feucht- und Nassbereichen stellt nicht nur hohe Anforderungen an die Messsonden, auch das Gerät sollte geschützt sein und über ein robustes Gehäuse und wasserdichte Anschlüsse verfügen. Ein kompakt gehaltenes Gehäuse ermöglicht dabei auch den Einbau in Whirlpools. Generell soll das Gerät leicht bedienbar und ablesbar sein. Ideal ist ein konfigurierbares, beleuchtetes Display, das sich auch gut aus der Distanz ablesen lässt. Akustische oder optische Signale können Aufschluss über den Gerätezustand geben und auf einen Blick vermitteln, ob Wartungsarbeiten notwendig sind. Für externe Alarmschaltungen steht vielen Geräten ein Alarmrelais zur Verfügung, sowie analoge Ausgänge, die an externe Aufzeichnungsgeräte angeschlossen werden können. Letzteres ermöglicht auch eine lückenlose Dokumentation und die Einhaltung von Compliance-Vorschriften. Darüber hinaus verfügen die meisten Geräte auch über einen internen Speicher, der die Datenaufzeichnung über einen längeren Zeitraum ermöglicht, und eine Übertragungsmöglichkeit auf einen Computer, beispielsweise über einen USB-Anschluss. Eine besondere Möglichkeit, die Mess- und Regeldaten zu überwachen und aufzuzeichnen, bieten Geräte mit Ethernet-Anschluss und Cloud-Konnektivität. Hier können idealerweise mehrere Benutzer auf Daten wie etwa Messwerte, Trends, Historie, Geräteeinstellungen, Alarme und Nachrichten per Computer oder Smartgerät zugreifen, sie beobachten und im Bedarfsfall mit dem Gerät interagieren, etwa Dosierpumpen ferngesteuert anhalten. Damit die Daten und sensiblen Einstellungen des Mess-Regel-Dosiergeräts vor Fremdzugriff und Missbrauch sicher sind, sollte der Geräte- und Cloud-Zugriff über ein Passwort geschützt werden können.

INFO KOMPAKT

Hanna Instruments GmbH: An der Alten Ziegelei 7, 89269 Vöhringen, Tel.: 07306/3579100, www.hannainst.de