Nye teknikker til rensning af vand i danske svømmebade med fokus på elektrokemisk oxidation og desinfektion
Translated title
New techniques for treatment of water in Danish swimming pools with focus on electrochemical oxidation and disifection
Authors
Bennedsen, Lars R. ; Muff, Jens
Term
4. term
Education
Publication year
2007
Pages
154
Abstract
This thesis addresses two closely related topics. First, the project team contributed to a Danish Environmental Protection Agency (Danish EPA) tender to test alternative swimming pool water treatment methods. In that context, we assessed a mobile test trailer designed for on-site trials. The installed ozone and electrochemical treatment systems were found suitable for the required tests. A market scan and review of manufacturer experience showed that ultraviolet (UV) treatment is particularly well documented in Denmark, and the system at MarseillisborgCentrets Svømmebad was identified as a very suitable test installation. Second, the thesis examines electrochemical treatment of pool water, a technique widely used in Greece but not yet implemented in Denmark. Electrochemical treatment uses electric current to generate strong oxidants directly in a salt solution. Laboratory tests measured a chlorine production rate of 1.69e-4 mol/min·A in a 0.9% NaCl solution, with a current efficiency of 55% and an energy efficiency of 6–12%. Efficiencies increased with higher NaCl concentration. Hydrogen gas production at the cathode was 3.82e-4 mol/min·A; the 2.3:1 ratio relative to chlorine suggests that other oxidants are also formed. Using the bleaching of p-nitroso-dimethylaniline (RNO), the formation of hydroxyl radicals (highly reactive oxidants) was demonstrated. Ozone is another feasible oxidant expected to be identified in subsequent work. The bleaching tests showed a synergistic effect between chloride in the electrolyte and the electrochemical process. In a disinfection experiment, E. coli decreased in a log-linear manner; with a contact time of 0.33 s, a 3-log (1,000-fold) reduction was achieved at 9 A in 0.9% NaCl. Model calculations indicated that less than 1% of this disinfection was due to the chlorine produced. A full-scale electrochemical system for a 32 m3 pool was designed, with an estimated power use of 2.3 kWh/day. Overall, the experiments and literature indicate that electrochemical treatment is well suited for swimming pool water in Denmark.
Dette speciale behandler to nært beslægtede emner. For det første bidrog projektgruppen til et udbud fra Miljøstyrelsen om at afprøve alternative metoder til behandling af svømmebassin-vand. I den forbindelse vurderede vi en mobil testtrailer, der kan udføre on-site tests. De installerede systemer til ozon og elektrokemisk behandling blev vurderet som egnede til formålet. En markedsafdækning og gennemgang af producenters erfaringer viste, at ultraviolet (UV) behandling er særligt vel dokumenteret i Danmark, og behandlingsanlægget i MarseillisborgCentrets Svømmebad blev udpeget som en meget velegnet testinstallation. For det andet undersøger specialet elektrokemisk behandling af bassinvand, en teknik der er udbredt i Grækenland, men endnu ikke anvendt i Danmark. Elektrokemisk behandling bruger strøm til at danne stærke oxidationsmidler direkte i en saltopløsning. I laboratoriet blev klorproduktionsraten målt til 1,69e-4 mol/min·A i en 0,9 % NaCl-opløsning med en strømeffektivitet på 55 % og en energieffektivitet på 6–12 %. Effektiviteterne steg ved højere NaCl-koncentration. Den katodiske dannelse af brintgas var 3,82e-4 mol/min·A, og forholdet på 2,3:1 i forhold til klorproduktionen tyder på dannelse af andre oxidationsmidler. Ved blegning af p-nitroso-dimethylanilin (RNO) blev dannelse af hydroxylradikaler (meget reaktive oxidationsmidler) påvist. Ozon er et andet sandsynligt oxidationsmiddel, der forventes identificeret i efterfølgende undersøgelser. Blegningsforsøgene viste en synergieffekt mellem tilstedeværelsen af klorid i elektrolytten og den elektrokemiske behandling. I et desinfektionsforsøg sås en log-lineær reduktion af E. coli; med en kontakttid på 0,33 s blev en 3-log (1.000 gange) reduktion opnået ved 9 A i 0,9 % NaCl. Ifølge modelberegninger skyldtes mindre end 1 % af desinfektionen det producerede klor. Et fuldskala elektrokemisk anlæg til et 32 m3 bassin blev dimensioneret, og elforbruget blev estimeret til 2,3 kWh/dag. Samlet peger forsøgene og litteraturstudiet på, at elektrokemisk behandling er velegnet til svømmebassin-vand i Danmark.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords