Die Wahl des Desinfektionsmittels kann die Kosten für den Betrieb einer großen Aquarienanlage erheblich beeinflussen. Dieser Artikel befasst sich mit den potenziellen Kosten, die mit zwei häufig verwendeten Desinfektionsmitteln verbunden sind: Kalziumhypochlorit (oder Cal Hypo) und Trichlorisocyanursäure (oder Trichlor).

Wenn diese Chemikalien dem Schwimmbadwasser zugesetzt werden, erhöhen sie eindeutig das verfügbare Chlor, beeinflussen aber auch den pH-Wert, die Alkalinität und entweder die Kalziumhärte oder den Cyanursäuregehalt.

Betrachten Sie es einmal so: Jedes Mal, wenn diese Desinfektionsmittel dem Wasser zugesetzt werden, bringen sie auch zusätzliche Chemikalien „ins Spiel“. Manchmal sind diese „zusätzlichen“ Chemikalien vorteilhaft, manchmal müssen Sie dafür bezahlen, um sie loszuwerden.

Um die Kosten für die Verwendung von Cal Hypo mit denen für die Verwendung von Trichlor zu vergleichen, wurde eine Schätzung auf der Grundlage der Wasser- und Abwassertarife von 2017 in Fulton County, Georgia, in Verbindung mit den Chemikalienkosten von 2017 vorgenommen. Diese Schätzung zeigt, dass die Kosten für Einrichtungen, die Cal Hypo verwenden, erheblich niedriger sein könnten als die Kosten für dieselbe Einrichtung, die Trichlor verwendet. Schaubild A zeigt die geschätzten Kosten für die Zugabe von 10 Teilen pro Million verfügbaren Chlors zu einem Schwimmbecken unter Verwendung der beiden Desinfektionsmittel. Es folgt eine Erläuterung der Annahmen, die für die Schätzung verwendet wurden.

Erläuterung der Annahmen und Schätzungen

Bei der Schätzung der Kosten für die Behandlung von Schwimmbadwasser berücksichtigt die einfache Betrachtung des Preises pro Pfund Desinfektionsmittel nicht die weniger offensichtlichen Kosten und kann zu falschen Annahmen über Einsparungen führen.

Sie müssen auch berücksichtigen, wie jedes Desinfektionsmittel das Gleichgewicht des Wassers beeinflusst. Cal Hypo erhöht nicht nur das verfügbare Chlor, sondern auch den pH-Wert, die Alkalinität und die Kalziumhärte (CH).

Trichlor hat den gegenteiligen Effekt auf den pH-Wert und die Alkalinität – es senkt sie. Und wo Cal Hypo die CH beeinflusst, erhöht Trichlor die Cyanursäure (CYA).

Aufgrund der Wahl des Desinfektionsmittels kann es sein, dass eine Einrichtung einen Teil des Schwimmbadwassers ersetzen muss, um einem Anstieg der CH- oder CYA-Werte entgegenzuwirken. Dies kann zu höheren Wasser- und Abwasserkosten führen. Da beide Desinfektionsmittel den pH-Wert und die Alkalinität beeinflussen, muss dies in der Regel mit zusätzlichen Chemikalien korrigiert werden, was die Kosten weiter in die Höhe treibt.

Jedes Schwimmbad ist anders, und es ist unmöglich, jedes Szenario zu berücksichtigen. Um die durch den Einsatz dieser Desinfektionsmittel entstehenden Kosten abzuschätzen, wurden für diesen Vergleich bestimmte Annahmen getroffen. Die folgenden Erläuterungen beschreiben die Gründe für diese Annahmen.

Wasserverbrauch

Der Wasserverbrauch ist ein wesentlicher Bestandteil des Betriebs jeder Wassersportanlage.

Wie bereits erwähnt, trägt Cal Hypo zur Calciumhärte bei, während Trichlor Cyanursäure hinzufügt. Weder CH noch CYA werden durch Chlor zerstört, noch verdampfen sie. Daher ist das Ablassen und Ersetzen des Wassers die einzige praktische Möglichkeit, die CH- und CYA-Konzentrationen zu verringern.

Ausspülen und Rückspülen des Filters verringern die Konzentrationen, aber ihre Auswirkungen sind von Schwimmbad zu Schwimmbad unterschiedlich, was es schwierig macht, die Auswirkungen auf den Wasserverbrauch abzuschätzen. Daher wurde der Wasserverbrauch durch diese Aktivitäten in den Schätzungen dieser Studie nicht berücksichtigt. Auch der Wasserverbrauch durch Verdunstung wurde nicht berücksichtigt, da durch die Verdunstung keine der beiden Chemikalien entfernt wird.

Calciumhärte

Calciumhärte spielt eine wichtige Rolle in der Wasserchemie, da sie dazu beiträgt, Putz, Beton und Metallgegenstände vor Korrosion durch aggressives Wasser zu schützen.

Ein Mindestwert von 150 ppm CH ist für Schwimmbadwasser erforderlich, wie in ANSI/APSP-11 festgelegt. Für Gipsbecken empfiehlt der National Plasterers Council einen CH-Wert von mindestens 200 ppm. Wenn der CH-Gehalt des Wassers zwischen 150 und 1.000 ppm liegt, kann laut ANSI/APSP-11 der Sättigungsindex beibehalten werden, um die Bildung von Kalkablagerungen und trübem Wasser zu verhindern.

Durch die Zugabe von 10 ppm verfügbarem Chlor unter Verwendung von Kalziumhypochlorit werden laut APSP 8 ppm CH hinzugefügt. Bei einem Schwimmbecken, das mit 150 ppm CH beginnt, würde die tägliche Zugabe von 10 ppm verfügbarem Chlor mit Kalziumhypochlorit dazu führen, dass der CH-Gehalt des Schwimmbeckenwassers in 107 Tagen 1.006 ppm erreicht.

Wenn das Wasser 1.000 ppm CH erreicht, kann durch Entfernen und Ersetzen von 1 % der CH-Gehalt um 8 ppm gesenkt werden, wenn das Ausgangswasser 200 ppm CH enthält. In einem 100.000-Gallonen-Pool entspricht die Ersatzmenge 1.000 Gallonen. Damit wird die durch die tägliche Dosis von Cal Hypo hinzugefügte CH bei diesen Konzentrationen und Raten ausgeglichen.

Trichlor

Cyanursäure (CYA) hilft, das verfügbare Chlor vor der Zersetzung durch UV-Licht zu schützen.

Eine Höchstmenge von 100 ppm CYA wird von ANSI/APSP-11 empfohlen, während der Model Aquatic Health Code eine Höchstmenge von 90 ppm CYA empfiehlt. Für Hallenbäder wird CYA laut ANSI/APSP-11 als unnötig angesehen und nicht empfohlen.

Die Zugabe von 10 ppm verfügbarem Chlor unter Verwendung von Trichlor erhöht laut APSP CYA um 6 ppm. Bei einem Pool, der mit 30 ppm CYA beginnt, würde die tägliche Zugabe von 10 ppm verfügbarem Chlor mit Trichlor dazu führen, dass der CYA-Wert in 10 Tagen 90 ppm und in 12 Tagen 102 ppm erreicht.

Wenn der CYA-Wert 90 ppm erreicht, müssen 6,7 % des Wasservolumens entnommen und ersetzt werden, um dieser täglichen Zugabe von Trichlor entgegenzuwirken. Bei einem CYA-Wert von 100 ppm müssen 6,0 % des Wassers entnommen und ersetzt werden, um die tägliche CYA-Zugabe durch Trichlor auszugleichen. Bei einem 100.000-Gallonen-Schwimmbecken sind das 6.700 Gallonen bzw. 6.000 Gallonen.

Schätzung der Wasser- und Abwasserkosten

Die Minimierung der Wasser- und Abwasserkosten stellt für Schwimmbadbetreiber eine erhebliche Möglichkeit dar, Geld zu sparen.

Beispiele zeigen, dass zur Bereitstellung der gleichen Menge an verfügbarem Chlor bei der Desinfektion mit Trichlor sechsmal oder mehr Wasser zugegeben werden muss, um den CYA-Wert im empfohlenen Bereich zu halten, als die Menge, die benötigt wird, um den CH-Wert im empfohlenen Bereich zu halten, wenn Cal Hypo verwendet wird.

Da dieses Wasser abgelassen und wieder aufgefüllt werden muss, steigen die Kosten in Gebieten, in denen die Abwassertarife verbrauchsabhängig sind, noch weiter an. In diesen Gebieten wären nicht nur die Wasserkosten sechsmal höher, sondern auch die Abwasserkosten.

Die Wasser- und Abwasserkosten sind landesweit sehr unterschiedlich, so dass ihre Berechnung sehr komplex sein kann. In dieser Analyse haben wir die Wasser- und Abwasserkosten von Fulton County für 2017 verwendet. Die Wasser- und Abwassertarife sind je nach monatlichem Verbrauch gestaffelt.

Um Äpfel mit Äpfeln zu vergleichen, sind wir davon ausgegangen, dass das Quellwasser 200 ppm CH enthält, die maximalen Empfehlungen für CH oder CYA erreicht wurden, so dass ein Ablassen und Nachfüllen erforderlich ist, und der höchste Wasserpreis durch den Wasserverbrauch erreicht wurde, der nicht mit dem Desinfektionsmittel in Verbindung steht (Wasser kostet 0,0100 $ pro Gallone und Abwasser kostet 0,0055 $ pro Gallone). Wasserverluste durch Verdunstung, Verspritzen und Filterrückspülung wurden nicht berücksichtigt.

Chemische Kosten

Diese Desinfektionsmittel verändern nicht nur die Kalziumhärte oder den Cyanursäuregehalt, sondern beeinflussen auch den pH-Wert und die Alkalinität des Wassers.

Cal hypo enthält geringe Mengen an Kalziumhydroxid und Kalziumkarbonat, was zu einem leicht erhöhten pH-Wert und einer erhöhten Gesamtalkalität führt. Theoretisch werden 10,5 Unzen Kalziumhydroxid, die einem 10.000-Gallonen-Schwimmbecken zugesetzt werden (unter Zugabe von 5,1 ppm verfügbarem Chlor), den pH-Wert um 0,009 und die Karbonatalkalinität um 0,29 ppm erhöhen, wenn die Ausgangsbedingungen des Wassers ein pH-Wert von 7,5, 100 ppm Karbonatalkalinität und 1.000 ppm insgesamt gelöste Feststoffe sind, wie in „Swimming Pool Water Balance – Part 2: Factors Affecting the Calcium Carbonate Saturation Index“ von J.A. Wojtowicz angegeben.

Umgekehrt wird in demselben Schwimmbad unter denselben Bedingungen eine Menge von 7 Unzen Trichlor (mit 4,7 ppm verfügbarem Chlor) theoretisch den pH-Wert um 0,14 und die Gesamtalkalität um 3,3 ppm senken, ebenfalls nach Wojtowicz.

Muriasäure und Natriumkarbonat sind in großen kommerziellen und kommunalen Schwimmbädern gängige Mittel, um pH-Veränderungen im Schwimmbadwasser zu neutralisieren. Obwohl es auch andere Methoden gibt, wird in diesem Papier davon ausgegangen, dass Muriatsäure zur Neutralisierung des durch Cal Hypo verursachten Anstiegs des pH-Werts und Natriumcarbonat zur Neutralisierung des durch Trichlor verursachten Absinkens des pH-Werts verwendet werden. Eine von der Olin Corporation durchgeführte Studie ergab, dass im Durchschnitt 1,56 Unzen 32%iger Salzsäure den pH-Wert von 1 Pfund Cal Hypo neutralisierten. In derselben Olin-Studie wurde festgestellt, dass 0,93 Pfund Natriumcarbonat den pH-Wert von 1 Pfund Trichlor neutralisiert.

Die kombinierten Chemikalienkosten wurden unter Verwendung der oben genannten Chemikalienverbrauchsraten für die pH-Neutralisierung und der folgenden Chemikalienkosten ermittelt:

– Cal Hypo: $2,30 pro Pfund

– 32%ige Salzsäure: $0.055 pro Unze/ $7.00 pro Gallone

– Trichlor: $2.16 pro Pfund

– Natriumcarbonat: $1.80 pro Pfund

Die chemischen Kosten, um dem pH-Effekt von 1 Pfund Cal Hypo entgegenzuwirken, betragen $0.09, während die chemischen Kosten, um dem pH-Effekt von 1 Pfund Trichlor entgegenzuwirken, $1.67 pro Pfund betragen.

Die kombinierten Chemikalienkosten pro Pfund Cal Hypo würden $2,39 und pro Pfund Trichlor $3,83 betragen.

Bei einem Anteil von 68% verfügbarem Chlor bei Cal Hypo und 90% bei Trichlor würden die kombinierten Chemikalienkosten pro Pfund verfügbarem Chlor für Cal Hypo 3,51 $ und für Trichlor 4,26 $ betragen. Bei einer täglichen Zugabe von 10 ppm verfügbarem Chlor schätzt Tabelle B die täglichen und monatlichen Kosten für Chemikalien, Wasser und Abfall für verschiedene Poolgrößen.