Ocena i analiza zużycia wody w różnych pływalniach krytych

Analizą objęto trzy różne kryte pływalnie, w których prowadzono pomiary zużycia wody na podstawie odczytów wodomierzy w nich zamontowanych. Analizowane pływalnie mają kilka typów basenów: sportowe, pływackie, rekreacyjne połączone z różnego typu atrakcjami. Wyposażone są w odmienne rozwiązania systemów oczyszczania wody basenowej.

Badania obejmowały miesięczne odczyty zużycia wody z wodomierzy i rejestr odwiedzających obejmujący osoby korzystające z biletów oraz grupy zorganizowane – młodzież szkolną odbywającą na basenie zajęcia wychowania fizycznego.

Ocena rzeczywistego zużycia wody w krytej pływalni

Woda w krytych pływalniach zużywana jest głównie do uzupełniania ubytków instalacji cyrkulacji wody basenowej, na cele higieniczno-sanitarne osób korzystających z kąpieli oraz utrzymanie czystości w obiekcie.

Ocenę zużycia wody uzupełniającej dla każdej krytej pływalni przeprowadzono w oparciu o odczyty z wodomierzy rejestrujących uzupełnianie ubytków eksploatacyjnych, uwzględniając objętość wody przeznaczonej do płukania filtrów. Nie uwzględniano zużycia podczas przerw technologicznych, które służą do czyszczenia niecek basenowych, instalacji i urządzeń wody basenowej. Zużycie wody do celów higieniczno-sanitarnych obliczano jako różnicę danych odczytanych z wodomierza głównego i wody uzupełniającej.

Do określenia jednostkowego zużycia wody uzupełniającej na cele higieniczne wykorzystano dane miesięczne z 2012 r., z wyłączeniem miesięcy, w których przeprowadzono przerwy technologiczne, oraz okresów świątecznych, z uwzględnieniem liczby osób korzystających z danej krytej pływalni.

Obiekt A – basen sportowy o wymiarach 26×50 m

W rozpatrywanym obiekcie funkcjonuje tylko basen sportowy z pomostem o wymiarach niecki: 26×50 m, głębokości 2,20 m i objętości 2680 m3.Powierzchnia lustra wody wynosi 1340 m². Wydatek wody obiegowej to 590 m³/h.

Czytaj też: Parowanie wody w krytych basenach pływackich - Monitoring parowania w obiekcie rzeczywistym oraz wpływ kąpiących się osób na ilość odparowującej wody >>>

Cyrkulacja wody w basenie odbywa się z pionowym przepływem przy zamkniętym obiegu z czynnym przelewem. Doprowadzenie wody uzdatnionej uzyskuje się poprzez cztery kanały denne, a woda z basenu jest odprowadzana w 100% przez rynny przelewowe na wszystkich ścianach basenu.

Woda spływa grawitacyjnie do zbiornika przelewowo-wyrównawczego o pojemności 173 m³. Ze zbiornika zasysana jest czterema pompami cyrkulacyjnymi z filtrem wstępnym i tłoczona do czterech filtrów o średnicy 2400 mm z piaskowym złożem wielowarstwowym.

Przed filtrami do wody dozowany jest koagulant – siarczan glinu. Po filtracji woda przepływa przez reaktor lampy niskociśnieniowej UV i jest podgrzewana w dwóch przeciwprądowych wymiennikach ciepła.

Przed dopływem do niecki basenu do wody dozowany jest korektor pH – kwas siarkowy oraz przeprowadzana dezynfekcja wody podchlorynem sodu produkowanym z soli kuchennej w zespole elektrolizy membranowej.

Dozowanie reagentów odbywa się za pomocą pompek membranowych sterowanych na podstawie automatycznych pomiarów pH, redox wody i zawartości wolnego chloru i związanego w wodzie basenowej.

W tab. 1 zestawiono obliczenia miesięcznego jednostkowego zużycia wody na różne cele w przeliczeniu na osobę korzystającą z basenu w dm³/osobę w 2012 r.

Największe dobowe zużycie wody do uzupełnienia basenu odnotowano w lipcu – 26,3 m³/dobę. Miesiąc ten charakteryzuje się jedną z najwyższych frekwencji w ciągu roku, przy czym jednostkowe zużycie wody uzupełniającej wynosi 101,7 dm³/osobę. Jednostkowa wartość zużycia wody uzupełniającej w ciągu roku zawiera się najczęściej w przedziale 42,4–86,4 dm³/osobę dla miesięcy o porównywalnej frekwencji.

Zużycie wody na potrzeby higieniczno-sanitarne zawiera się w przedziale 30,8–42,3 dm³/osobę, oprócz października i listopada (odpowiednio 28,6 i 28,3 dm³/osobę). Całkowite zużycie wody po odrzuceniu lipca i sierpnia w odniesieniu do jednej osoby korzystającej z krytej pływalni typu sportowego w ciągu roku oscyluje między 71 a 129 dm³/osobę (rys. 1).

Średnie całkowite jednostkowe zużycie w roku 2012 w obiekcie typowo sportowym wynosiło 104,9 dm³/osobę. W analizowanym obiekcie woda uzupełniająca stanowi średnio 70% zużycia wody wodociągowej, a 30% zużywane jest na potrzeby osób korzystających z obiektu basenowego (rys. 2).

Kryta pływalnia A wyposażona jest w zbiornik wody deszczowej. Woda ta wykorzystywana jest do spłukiwania misek ustępowych i pisuarów oraz prac porządkowych. Zbiornik wody deszczowej pozwala na wykorzystanie 1,8–3,3 m³/dobę, co pozwala zredukować zużycie wody wodociągowej na cele higieniczno-sanitarne o ok. 18% w skali roku (rys. 3).

W pobliżu kompleksu krytego (obiekt A) i otwartego kąpieliska znajdują się stawy zasilane źródłami wód podziemnych. Kryta pływalnia ma instalację doprowadzającą z nich wodę m.in. do zbiornika wody deszczowej, wykorzystywanej do spłukiwania misek ustępowych oraz pisuarów. W okresie od grudnia do kwietnia zaoszczędzono, według wskazań wodomierza zainstalowanego w instalacji doprowadzającej, 3621 m³ wody.

Obiekt B – kryta pływalnia z basenami wielofunkcyjnymi

W tym obiekcie funkcjonują dwa obiegi wody basenowej:

• pierwszy uzdatnia wodę dla basenu pływackiego o wymiarach 25×12,5 m,
• drugi dla basenu rekreacyjnego z hydromasażami oraz zjeżdżalnią.

Łączna powierzchnia lustra wody wynosi 372,5 m².

Woda do zbiorników wyrównawczych wprowadzana jest poprzez system rynien przelewowych, gdzie jest gromadzona i następnie zasysana za pomocą pomp obiegowych i pompowana z dozowanym koagulantem na trzy filtry o średnicy 1800 mm (dwa dla basenu pływackiego i jeden dla basenu rekreacyjnego) ze złożem piaskowym. Stanowi to pierwszy etap oczyszczania wody basenowej.

Po procesie filtracji następuje drugi etap z zastosowaniem ozonowania części strumienia wody i dezynfekcji podchlorynem sodu oraz korekty pH. Dozowanie reagentów odbywa się za pomocą pompek membranowych sterowanych na podstawie automatycznych pomiarów pH, redox wody i zawartości wolnego chloru w wodzie basenowej.

Uzupełnianie wody następuje poprzez zawór elektromagnetyczny sterowany za pomocą sond pomiarowych w zbiornikach wyrównawczych.

W tab. 2 zestawiono obliczenia miesięcznego jednostkowego zużycia wody na różne cele w przeliczeniu na osobę korzystającą z basenu w dm³/osobę w 2012 r.

Na rys. 4 znajduje się zestawienie obliczeń jednostkowego zużycia wody na cele higieniczno-sanitarne, na cele basenowe oraz całkowitego zużycia wody w obiekcie B.

Największą frekwencję w tej krytej pływalni odnotowano w styczniu – średnio 574 osób/dobę, co nie przekłada się na zużycie dobowe wody uzupełniającej.

W odniesieniu do frekwencji jednostkowe zużycie wody świeżej nie jest najniższe i wynosi 43 dm³/osobę. Największe dobowe zużycie wody do uzupełnienia wody basenowej odnotowano w lipcu – 26,3 m³/dobę. Miesiąc ten charakteryzuje się jedną z wyższych frekwencji w ciągu roku, przy czym jednostkowe zużycie wody uzupełniającej wynosi 59,8 dm³/osobę.

Największe jednostkowe zużycie wody uzupełniającej odnotowano we wrześniu – 69,1 dm³/osobę i należy zaznaczyć, że w tym miesiącu prowadzone były prace remontowe.

Jednostkowa wartość zużycia wody uzupełniającej w ciągu roku zawiera się najczęściej w przedziale 43–60,2 dm³/osobę dla miesięcy o porównywalnej frekwencji. Zużycie wody na potrzeby higieniczno-sanitarne zawiera się w przedziale 28,9–44,2 dm³/osobę oprócz września, kiedy wynosi 83,1 dm³/osobę i odbiega od całego roku. Całkowite zużycie wody po odrzuceniu grudnia (wiele dni wolnych) oraz września (przerwa eksploatacyjna) w odniesieniu do jednej osoby korzystającej z krytej pływalni B w ciągu roku oscyluje między 72 a 95 dm³/osobę (rys. 4).

W roku 2012 średnie jednostkowe zużycie w obiekcie typowo szkolnym wynosiło 88,5 dm³/osobę. Woda uzupełniająca stanowiła 59% rocznego zużycia wody wodociągowej, a 41% zużyto na potrzeby osób korzystających z obiektu basenowego (rys. 5).

Obiekt C – park wodny z basenami wielofunkcyjnymi

Obiekt C to wielofunkcyjny wodny park rozrywki składający się z sześciu obiegów uzdatniania wody basenowej dla kilku rodzajów basenów o różnych funkcjach oraz różnorodnym kształcie i wydatku wody obiegowej (tab. 3).

W każdym z sześciu obiegów woda zasysana jest ze zbiornika wyrównawczo-przelewowego pompami cyrkulacyjnymi z filtrem wstępnym i tłoczona do zespołów filtrów o różnych średnicach – od 1200 do 2400 mm ze złożem wielowarstwowym węglowo-piaskowym. Przed filtrami jest dozowany koagulant – siarczan glinu. Wodę podgrzewa się w przeciwprądowych wymiennikach ciepła.

Przed dopływem wody do niecek basenów dozowany jest korektor pH – kwas siarkowy oraz przeprowadzana dezynfekcja wody podchlorynem sodu – produkowanym z soli kuchennej w zespole elektrolizy membranowej.

Dozowanie reagentów odbywa się za pomocą pompek membranowych sterowanych na podstawie automatycznego pomiaru pH wody, redoxu i zawartości wolnego chloru w wodzie basenowej.

Po obliczeniu miesięcznych zużyć wody uzupełniającej dla wszystkich obiegów oraz wody na cele higieniczno-sanitarne odniesiono je do frekwencji w krytej pływalni C i określono jednostkowe zużycie wody– tab. 4.

W miesiącach letnich (lipiec i sierpień) dobowe zużycie wody uzupełniającej osiągało wartości od 57 do 63,2 m³/dobę. Uwzględniając osoby korzystające z obiektu można stwierdzić, że jednostkowe zużycie wody uzupełniającej wodę basenową spadło do najniższej wartości w ciągu całego roku i wynosiło w lipcu 39,1 dm3/osobę, a w sierpniu 48,1 dm³/osobę. Ma to związek z największą liczbą osób korzystających z obiektu.

Największe jednostkowe zużycie wody uzupełniającej wynosi 83,2–92,2 dm³/osobę w miesiącach o najniższej frekwencji wynoszącej 513 oraz 534 osoby i jest trzykrotnie większe niż minimalna wartość normowa wynosząca 30 dm³/osobę.

Z zebranych danych wynika, że przy malejącej frekwencji dobowej wzrasta jednostkowe zużycie wody na cele higieniczne związane z wykorzystaniem ciepłej wody użytkowej w obiekcie.

Analizując miesiące bez wakacji oraz świąt, można stwierdzić, że jednostkowe zużycie wody na potrzeby technologii uzdatniania wody jest największe we wrześniu i wynosi 92,2 dm³/osobę – wynika to z przerwy technologicznej w tym miesiącu.

W lutym jednostkowa wartość zapotrzebowania na wodę kształtowała się na najniższym poziomie w ciągu roku i wyniosła 53,9 dm³/osobę.

Na rys. 6 przedstawiono całkowite jednostkowe zużycie wody w odniesieniu do użytkownika – z uwzględnieniem podziału na cele higieniczno-sanitarne i uzupełnienie wody basenowej w poszczególnych miesiącach 2012 r.

W roku 2012 średnie całkowite jednostkowe zużycie w obiekcie C wynosiło 92,8 dm³/osobę. Woda do uzupełnienia wody basenowej stanowiła 76% zużycia wody wodociągowej, a 24% zużyto na potrzeby higieniczno-sanitarne osób korzystających z obiektu (rys. 7).

Czytaj też: Koszty wentylacji i ogrzewania hal basenowych przy zastosowaniu central o różnych konstrukcjach >>>

Podsumowanie i analiza uzyskanych wyników badań

Istotnym elementem przy obliczaniu zużycia wody było zestawienie danych związanych z liczbą osób korzystających z pływalni, która zmieniała się w zależności od wielkości obiektu i pory roku. W ciągu roku największa frekwencja ma miejsce w miesiącach wolnych od zajęć edukacyjnych – w lipcu i sierpniu – a największym zainteresowaniem cieszą się obiekty wielofunkcyjne z basenami rekreacyjnym i pływackim z dużą liczbą różnorodnych atrakcji bądź z basenem zewnętrznym, mniejszym zaś obiekty wyposażone jedynie w basen typu sportowego.

Z danych zawartych w tab. 5 wynika, że do szacowania liczby osób korzystających z basenów – wskaźnik obciążenia „a” – dla basenu typu sportowego należy przyjmować w przeliczeniu na powierzchnię lustra wody na poziomie ok. 40 m²/osobę i godzinę, a dla basenów wielofunkcyjnych ok. 13 m²/osobę i godzinę, natomiast dla basenów szkolnych na poziomie ok. 10 m²/osobę i godzinę.

Przyjmowanie w projektach wskaźnika a = 4,5 m²/osobę i godzinę dla basenów dla pływających i a = 2,7 m²/osobę i godzinę dla basenów dla niepływających jest dalekie od rzeczywistego obciążenia (frekwencji). Jak wynika z przeprowadzonych obliczeń, największym wskaźnikiem obciążenia charakteryzują się małe kryte pływalnie wykorzystywane w godzinach rannych i dopołudniowych w ramach zajęć wychowania fizycznego dzieci i młodzieży.

Zestawienie obliczeń jednostkowego zużycia wody na cele uzupełnienia wody basenowej w każdym z trzech analizowanych obiektów krytych pływalni w 2012 r. przedstawiono w tab. 6.

Zestawienie jednostkowego zużycia wody uzupełniającej obejmowało dane wyliczone dla każdego miesiąca, uwzględniające objętość zużytej wody w odniesieniu do osób korzystających z obiektu.

Średnia wartość w roku została obliczona bez uwzględnienia miesięcy, w których odbywały się przerwy technologiczne i eksploatacyjne, oraz grudnia w związku z dużą liczbą dni wolnych i świąt.

Wartość dobowego zużycia wody uzupełniającej zależy od frekwencji. W przypadku basenu wielofunkcyjnego typu park wodny (jak obiekt C) w miesiącach o najwyższej frekwencji (lipiec i sierpień) dobowe zużycie wody uzupełniającej maleje w porównaniu do pozostałych miesięcy. Taka zależność nie występuje w basenie rekreacyjnym (obiekt B). W basenie typowo sportowym (obiekt A) w lecie występuje największe zużycie wody. Kryta pływalnia zlokalizowana jest w kompleksie dużego kąpieliska otwartego. Pozostałe obiekty są samodzielne.

W krytej pływalni w obiekcie C, który jest parkiem wodnym, zakres jednostkowego zużycia waha się w granicach 39–92 dm³/osobę – średnio 65,2 dm³/osobę.

W pływalni w obiekcie B wyposażonej w basen pływacki i rekreacyjny zużycie to kształtuje się między 41 a 69 dm³/osobę – średnio 65,2 dm³/osobę.

W krytej pływalni w obiekcie A (tylko z basenem sportowym) zużycie wynosi 42–105 dm³/osobę – średnio 72,6 dm³/osobę.

Średnie jednostkowe zużycie wody uzupełniającej w 2012 r. dla analizowanych krytych pływalni wynosi ok. 64 dm³/osobę.

We wszystkich pływalniach został spełniony warunek minimalnego zużycia wody uzupełniającej 30 dm³/osobę.

Wielkość jednostkowego zużycia wody na cele higieniczno-sanitarne ma ścisły związek z frekwencją oraz klasą i rodzajem zainstalowanej armatury czerpalnej, a także wielkością krytej pływalni.

W obiekcie C (duży kompleks z bogatym wyposażeniem) jednostkowe zużycie wody na cele higieniczne wyniosło od 17,1 do 34,8 dm³/osobę, średnio 20,8 dm³/osobę, i jest ono mniejsze od zużycia w mniejszej krytej pływalni w obiekcie B, wyposażonym tylko w baseny do pływania oraz basen rekreacyjny, gdzie średnie jednostkowe zużycie wynosiło od 28,9 do 83,1 dm³/osobę, średnio 34,7 dm³/osobę.

Najwyższe jednostkowe zużycie wody na cele higieniczno-sanitarne zaobserwowano w krytej pływalni w obiekcie A z basenem sportowym – wynosiło ono 28,3–104,2 dm³/osobę, średnio 38,9 dm³/osobę.

Średnie jednostkowe zużyciewody na cele higieniczno-sanitarne w 2012 w analizowanych obiektach wyniosło 34,1 dm³/osobę.

W celu obniżenia kosztów zwianych z eksploatacją pływalni wykorzystać można wody deszczowe – jak w obiekcie A – i w ciągu roku zaoszczędzić 18% pobieranej wody wodociągowej. Wynikające z obliczeń całkowite jednostkowe zużycie wody w analizowanych trzech obiektach zestawiono w tab. 8.

Średnie całkowite zużycie wody będące sumą zużycia na potrzeby higieniczno-sanitarne oraz cele technologiczne związane z oczyszczaniem wody basenowej zawiera się w granicach 51,3–128,3 dm³/osobę.

W dużym obiekcie C, z wielofunkcyjnym basenem rekreacyjnym z różnego rodzaju atrakcjami oraz basenem do pływania, jednostkowa objętość zużycia wody zawiera się w granicach 51,3–115,7 dm³/osobę, średnio w 2012 r. 86,1 dm³/osobę. Objętość ta jest mniejsza w stosunku do krytych pływalni, które mają proste wyposażenie, i mniejsza ze względu na ogólną powierzchnię lustra wody w basenach.

Największe zużycie notowane jest na typowym basenie sportowym – 105,3 dm³/osobę. Średnie jednostkowe zużycie wody użytkowej w analizowanych obiektach krytych pływalni w 2012 r. wynosi ok. 93,3 dm³/osobę.

Przedstawione powyżej jednostkowe objętości zużycia wody obrazują rzeczywiste zużycie wody w krytych pływalniach w zależności od wielkości obiektu oraz jego wyposażenia i uwzględniają zainteresowanie kąpiących się osób. Wskazują, że ogólne zużycie wody wodociągowej w analizowanych pływalniach zależy od wielu czynników i do każdego rozpatrywanego przypadku należy podchodzić indywidualnie w procesie poszukiwania oszczędności eksploatacyjnych, w tym zmniejszania zużycia wody związanego z pracą systemu oczyszczania, jak i na cele sanitarno-higieniczne, co powinno pozwolić obniżyć koszty rosnących cen pobieranej wody i odprowadzanych ścieków. Takie działania mogą się przełożyć na obniżkę cen biletów i zwiększenie zainteresowania nowych osób korzystaniem z pływalni.

Procentowe zużycie wody na cele higieniczne i uzupełnienie wody basenowej w analizowanych krytych pływalniach za 2012 r. zestawiono w tab. 9.

Dane te obejmują wykorzystanie wody na cele związane z uzupełnieniem ubytków wody basenowej w obiegach oczyszczania oraz wody wykorzystywanej przez kąpiących się do spłukiwania misek ustępowych, pisuarów, podczas korzystania z natrysków oraz umywalek.

W parku wodnym (obiekt C), który charakteryzuje się największą frekwencją wśród analizowanych obiektów, procentowy udział wykorzystania wody użytkowej kształtuje się na poziomie 24% i jest mniejszy w porównaniu do małych krytych pływalni, gdzie objętość tej wody wynosi 41%, a w obiekcie z basenem sportowym średnio 35%.

Rzeczywiste roczne jednostkowe zużycie wody jest mniejsze średnio o 50% w stosunku do aktualnych wymagań zawartych w rozporządzeniu w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody [4], które dla obiektów basenowych ustalono na poziomie 160 dm³/osobę.

Badania wskazują, że spełniane są wymagania dotyczące uzupełniania wody basenowej według DIN 19643 [2] i wymagania sanitarno-higieniczne dla krytych pływalni zawarte w wytycznych [1] wynoszące 30 dm3 wody przypadające na każdą osobę korzystającą z pływalni w ciągu jednego dnia.

Wnioski

• Zużycie jednostkowe wody uzupełniającej wodę basenową przekracza wartość 30 dm³/osobę, czyli spełnione są wymagania zawarte w [1 i 2].
• Całkowite jednostkowe zużycie wody dla krytych pływalni było dwukrotnie niższe niż zalecane 160 dm³/osobę [4]. Należy zweryfikować wytyczne związane z obliczaniem zapotrzebowania na wodę na cele higieniczno-sanitarne dla krytych pływalni w naszym kraju do poziomu 30–40 dm³/osobę.
• Na podstawie przedstawionych analiz zużycia wody należy dążyć do zweryfikowania obowiązujących przepisów i stosowanych norm oraz wytycznych do obliczeń zapotrzebowania na wodę dla basenów na etapie projektowania. Przyjmowane obecnie wielkości powodują zawyżanie bilansu wody w krytych pływalniach.

Literatura

1.  Sokołowski Cz., Wymagania sanitarno-higieniczne dla krytych pływalni, MZiOS, Departament Zdrowia Publicznego, PZITS, Warszawa 1998, nr arch. 760.
2. DIN 19643, Aufbereitung von Schwimm und Badebeckenwasser, Düsseldorf 1997.
3. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 kwietnia 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (DzU nr 72/2010, poz. 466).
4. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002 r. w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody (DzU nr 8/2002, poz. 70).
5. Piechurski F.G., Ocena zużycia wody w wielofunkcyjnych krytych pływalniach, INSTAL nr 3/2015, s. 51–57.
6. Pielka Ł., Ocena zużycia wody w różnych krytych pływalniach, praca dyplomowa, Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Politechnika Śląska, Gliwice 2013.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!