De keuze van het ontsmettingsmiddel kan een aanzienlijke invloed hebben op de kosten voor de exploitatie van een grote aquatische installatie. Dit artikel behandelt de mogelijke kosten in verband met twee veelgebruikte ontsmettingsmiddelen: calciumhypochloriet (of cal hypo) en trichloorisocyanuurzuur (of trichloor).

Wanneer deze chemicaliën aan het zwembadwater worden toegevoegd, verhogen ze duidelijk het beschikbare chloor, maar ze beïnvloeden ook de pH, de alkaliteit en ofwel de calciumhardheid of het cyanuurzuurgehalte.

Denk er eens zo over: Telkens wanneer deze ontsmettingsmiddelen aan het water worden toegevoegd, brengen zij ook extra chemicaliën “binnen” hen. Soms zijn deze “extra” chemicaliën gunstig, soms moet je betalen om ze kwijt te raken.

Om de kosten van het gebruik van cal hypo te vergelijken met die van het gebruik van trichloor, werd een schatting gemaakt op basis van 2017 water- en riooltarieven in Fulton County, Ga., gecombineerd met 2017 chemische kosten. Uit deze raming blijkt dat de kosten voor voorzieningen die cal hypo gebruiken, aanzienlijk lager kunnen zijn dan die voor dezelfde voorziening die trichloor gebruikt. Grafiek A toont de geraamde kosten bij toevoeging van 10 delen per miljoen beschikbaar chloor aan een zwembad met de twee ontsmettingsmiddelen. Een verklaring van de voor de schatting gebruikte veronderstellingen volgt.

Uitleg van veronderstellingen en schattingen

Bij het schatten van de kosten voor het behandelen van zwembadwater houdt het eenvoudigweg kijken naar de prijs per pond ontsmettingsmiddel geen rekening met minder voor de hand liggende kosten en kan dit leiden tot onjuiste veronderstellingen over besparingen.

U moet ook in aanmerking nemen hoe elk ontsmettingsmiddel de balans van het water beïnvloedt. Naast het verhogen van de beschikbare chloor, verhoogt cal hypo de pH, alkaliteit en calciumhardheid (CH) niveaus.

Trichloor heeft het tegenovergestelde effect op de pH en alkaliteit – het verlaagt deze. En waar cal hypo CH beïnvloedt, verhoogt trichloor het cyanuurzuur (CYA).

Als gevolg van de keuze van het ontsmettingsmiddel kan het zijn dat een instelling een deel van het zwembadwater moet vervangen om een stijging van de CH- of CYA-niveaus tegen te gaan. Dit kan resulteren in hogere water- en afvalwaterkosten. Omdat beide ontsmettingsmiddelen de pH en alkaliteit beïnvloeden, moet dit meestal worden gecorrigeerd met extra chemicaliën, waardoor de kosten nog verder stijgen.

Elk zwembad is anders, en het is wellicht onmogelijk om elk scenario in aanmerking te nemen. Om de kosten van het gebruik van deze ontsmettingsmiddelen te schatten, werden voor deze vergelijking bepaalde veronderstellingen gemaakt. In de volgende toelichtingen wordt de redenering achter deze veronderstellingen beschreven.

Waterverbruik

De hoeveelheid verbruikt water is een substantieel onderdeel van de exploitatie van een aquacentrum.

Zoals eerder vermeld, voegt cal hypo toe aan de calciumhardheid, terwijl trichloor cyanuurzuur toevoegt. Noch CH noch CYA worden vernietigd door chloor, noch verdampen ze. Dit betekent dat het aftappen en vervangen van water de enige praktische manier is om de CH- en CYA-concentraties te verlagen.

Splashout en het terugspoelen van filters verlagen de concentraties, maar het effect hiervan verschilt van zwembad tot zwembad, waardoor het moeilijk is om de effecten op het waterverbruik te schatten. Daarom is het waterverbruik als gevolg van deze activiteiten buiten beschouwing gelaten bij de schattingen in dit document. Evenmin werd rekening gehouden met het waterverbruik door verdamping, aangezien verdamping geen van beide chemische stoffen verwijdert.

Calciumhypo

Calciumhardheid speelt een vitale rol in de waterchemie en helpt gips, beton en metalen voorwerpen te beschermen tegen corrosie veroorzaakt door agressief water.

Een minimum van 150 ppm CH is vereist voor zwembadwater, zoals bepaald in ANSI/APSP-11. Voor pleisterbaden beveelt de National Plasterers Council een CH van minimaal 200 ppm aan. Wanneer het water tussen 150 en 1.000 ppm CH valt, kan de verzadigingsindex worden gehandhaafd om kalkaanslag en troebel water te voorkomen, volgens ANSI/APSP-11.

Door 10 ppm beschikbaar chloor toe te voegen met calciumhypochloriet wordt 8 ppm CH toegevoegd, volgens APSP. Voor een zwembad dat begint bij 150 ppm CH, zou het dagelijks toevoegen van 10 ppm beschikbaar chloor met cal hypo ervoor zorgen dat de CH in het zwembadwater 1.006 ppm bereikt in 107 dagen.

Wanneer het water 1.000 ppm CH bereikt, zal het verwijderen en vervangen van 1% de CH 8 ppm laten dalen, als het bronwater 200 ppm CH is. In een zwembad van 100.000 gallon is de vervangingshoeveelheid gelijk aan 1.000 gallon. Dit zal de CH tegengaan die wordt toegevoegd door de dagelijkse dosis cal hypo bij deze concentraties en percentages.

Trichlor

Cyanuric acid (CYA) helpt het beschikbare chloor te beschermen tegen afbraak door UV-licht.

Een maximum van 100 ppm CYA wordt aanbevolen door ANSI/APSP-11, terwijl de Model Aquatic Health Code een maximum van 90 ppm CYA aanbeveelt. Voor binnenbaden wordt CYA onnodig geacht en niet aanbevolen, volgens ANSI/APSP-11.

Toevoeging van 10 ppm beschikbaar chloor met trichloor verhoogt CYA met 6 ppm, volgens APSP. Voor een zwembad dat begint met 30 ppm CYA, zou het gebruik van trichloor om elke dag 10 ppm beschikbaar chloor toe te voegen, ertoe leiden dat het CYA in 10 dagen 90 ppm en in 12 dagen 102 ppm bereikt.

Wanneer het CYA-niveau 90 ppm bereikt, moet 6,7% van het watervolume worden verwijderd en vervangen om deze dagelijkse toevoeging van trichloor tegen te gaan. Bij 100 ppm CYA zal het verwijderen en vervangen van 6,0% van het water de dagelijkse CYA-toevoeging door het gebruik van trichloor compenseren. Voor een zwembad van 100.000 gallon komt dat neer op respectievelijk 6.700 gallon en 6.000 gallon.

Raming van de kosten van water en afvalwater

Minimalisering van de kosten van water en afvalwater biedt een aanzienlijke mogelijkheid voor zwembadexploitanten om geld te besparen.

Voorbeelden tonen aan dat, om dezelfde hoeveelheid beschikbaar chloor te leveren, voor het ontsmetten met trichloor zes keer of meer toegevoegd water nodig kan zijn om de CYA in een aanbevolen bereik te houden dan de hoeveelheid die nodig is om de CH in een aanbevolen bereik te houden bij gebruik van cal hypo.

Omdat dit water moet worden afgetapt en bijgevuld, stijgen de kosten nog meer op plaatsen waar de riooltarieven op het verbruik zijn gebaseerd. In die gebieden zouden niet alleen de waterkosten zes keer zo hoog zijn, maar ook de rioolkosten.

De kosten van water en riolering lopen in het hele land sterk uiteen, dus het berekenen ervan kan ingewikkeld zijn. In deze analyse hebben we de water- en rioolkosten van 2017 van Fulton County gebruikt. Water- en riooltarieven schalen op afhankelijk van het maandelijkse gebruik.

Om appels met appels te vergelijken, veronderstelden we dat het bronwater 200 ppm CH bevat; de maximale aanbevelingen van CH of CYA waren bereikt, waardoor het nodig was om af te tappen en opnieuw te vullen; en de hoogste waterprijs was bereikt door waterverbruik dat niet in verband staat met het ontsmettingsmiddel (water kost $ 0,0100 per gallon en rioolwater kost $ 0,0055 per gallon). Waterverlies door verdamping, spatten en terugspoelen van filters werd buiten beschouwing gelaten.

Chemische kosten

Naast het veranderen van de calciumhardheid of het cyanuurzuurgehalte, beïnvloeden deze ontsmettingsmiddelen de pH en de alkaliteit van het water.

Cal hypo bevat kleine hoeveelheden calciumhydroxide en calciumcarbonaat, wat resulteert in een licht verhoogde pH en totale alkaliteit. In theorie zal 10,5 ounce cal hypo toegevoegd aan een 10.000-gallon zwembad (met toevoeging van 5,1 ppm beschikbaar chloor) de pH verhogen met 0,009 en de carbonaatalkaliteit met 0,29 ppm, als de uitgangscondities van het water een pH van 7,5, 100 ppm carbonaatalkaliteit, en 1.000 ppm totaal opgeloste vaste stoffen waren, zoals vermeld in “Swimming Pool Water Balance – Part 2: Factors Affecting the Calcium Carbonate Saturation Index,” door J.A. Wojtowicz.

Omgekeerd zal in hetzelfde zwembad 7 ons trichloor (toevoeging van 4,7 ppm beschikbaar chloor) theoretisch de pH met 0,14 verlagen en de totale alkaliteit met 3,3 ppm verlagen, onder dezelfde omstandigheden, eveneens volgens Wojtowicz.

Muurzuur en natriumcarbonaat zijn gangbare keuzes voor grote commerciële en gemeentelijke zwembaden om pH-veranderingen in zwembadwater te neutraliseren. Hoewel er andere methoden zijn, wordt in dit document uitgegaan van het gebruik van muriaatzuur om de door cal hypo veroorzaakte verhoogde pH te neutraliseren, en natriumcarbonaat om de door trichloor veroorzaakte pH-verlaging te neutraliseren. Uit een studie van Olin Corporation bleek dat gemiddeld 1,56 ons 32% zoutzuur de pH van 1 pond cal hypo neutraliseerde. In dezelfde studie van Olin bleek 0,93 pond natriumcarbonaat de pH van 1 pond trichloor te neutraliseren.

Gecombineerde chemische kosten werden bepaald met gebruikmaking van de bovenstaande chemische gebruikspercentages voor pH-neutralisatie en de volgende chemische kosten:

– Cal hypo: $ 2,30 per pond

– 32% muriatisch zuur: $ 0,00 per ounce/ $ 0,00 per ounce/ $ 0,00 per ounce/ $ 0,00 per ounce/ $ 0,00 per ounce/ $ 0,00 per ounce/ $ 0,00 per ounce/ $ 0,00 per ounce.055 per ounce/ $7.00 per gallon

– Trichloor: $2.16 per pond

– Natriumcarbonaat: $1.80 per pond

De chemische kosten om het pH-effect van 1 pond cal hypo tegen te gaan, voegen $0.09 toe, waar de chemische kosten om het pH-effect van 1 pond trichloor tegen te gaan, $1.67 per pond toevoegen.

De gecombineerde chemische kosten per pond cal hypo zouden $2,39 bedragen, en per pond trichloor $3,83.

Met cal hypo op 68% beschikbaar chloor, en trichloor op 90%, zouden de gecombineerde chemische kosten per pond beschikbaar chloor voor cal hypo 3,51 dollar bedragen; voor trichloor, 4,26 dollar. Met 10 ppm beschikbaar chloor per dag toegevoegd, schat grafiek B de dagelijkse en maandelijkse kosten voor chemicaliën, water en afval voor verschillende zwembadafmetingen.