Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 1 12.10.2014
>> BIOPISCINAS
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 2 12.10.2014
Organización Polyplan America
Maricultura
Diseño de plantas
Recuperación lagunas eutroficadas
Fabricación, armado y operación
Biopiscinas
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 3 12.10.2014
Contenidos
1. Desinfección
2. Conceptos básicos de biopiscinas
3. Experimentos
1. laboratorio
2. In situ
4. Parámetros de control
5. Calidad de agua
6. Piscina pública Stadionbad Bremen
7. Piscina pública Freibad Wetter
8. Datos obtenidos
>>
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 4 12.10.2014
Calidad del agua
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 5 12.10.2014
una regulación, diferentes caras
Kirchdorf, 1000 usuarios, 2001
Bassum, 1000 usuarios, 2005
Ebrach, 600 usuarios, 2005
Trossingen, 800 usuarios, 2005
Bardowick, 1500 usuarios, 2003
Altenautal, 1000 usuarios 2005
Huntebad, 1500 usuarios, 2006
Stadionbad: 4000 usuarios, 2006
etc.
>>
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 6 12.10.2014
Conceptos básicos
Volumen del
agua (reactor
mezclado)
Sol Lluvia Temp.
Ambiente
Alga
Usuario
PO4
Temp.
agua
Sed
Remob
Evap
Bacteria
Turbiedad
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 7 12.10.2014
» Simulación Calidad del Agua «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
» Vías de tratamiento del agua «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Humedal superficial
Filtro subsuperficial
Filtro Neptuno
Adsorbedor PO4-
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 9 12.10.2014
» ¿Cómo debe trabajar el biofilm del biofiltro? «
mg P
ges-P
/L
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 10 12.10.2014
Sistema experimental
Reactor de alga
Reactor fitoplancton
Filtro natural
>>
>>
>>
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 11 12.10.2014
Ejemplo de experimentos que se han hecho
Filtro natural: Eliminación de ecoli en función
del espesor del filtro y la carga hidráulica. >>
Eliminación ecoli aumentando presión al zooplancton >>
Filtro natural: Eliminación de colifagos en
función del espesor del filtro y la carga
hidráulica.
>>
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 12 12.10.2014
Experimentos que han sido hechos
>> Versuchs-
phase Filterhöhe
Wasser-
temperatur
Hydraul.
Belastung
Auslastung
Anlage
E. coli -
Ausgangs-
konzentrat ion
Reinigungs-
leistung
Nr. [m] [°C] [m3/m
2*d] [%] [MPN/100ml] [%]
1 1,7 23 6 50 100 100
2 1,7 23 12 50 500 99,8
3 1,7 23 12 50 2000 99,9
4 1,2 23 12 50 500 99,3
5 1,2 23 12 50 2000 99,4
6 1,2 23 12 100 500 99,9
7 1,2 23 12 100 2000 99,8
8 1,2 23 24 100 500 99,4
9 1,2 23 24 100 2000 99,2
10 0,8 23 12 50 500 98
11 0,8 23 12 50 2000 97,7
12 0,8 23 12 100 500 99,7
13 0,8 23 12 100 2000 99,6
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 13 12.10.2014
>>
Elimination of Coliphages
92,0
93,0
94,0
95,0
96,0
97,0
98,0
99,0
100,0
8,0
0E
+04
1,8
0E
+05
2,8
0E
+05
3,8
0E
+05
4,8
0E
+05
5,8
0E
+05
Input concentration
elim
ina
tio
n
1,2
1,7
Polynomisch (1,2)
Polynomisch (1,7)
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 14 12.10.2014
Daphnia en agua rica en E. coli
Método
Alimentar con alga del reactor de algas
Input de Escherichia coli –
Stem: DSM 1116 (ATCC 9637)
Evaluación de concentración de E. coli en relación a Colilert-18/ Quanti- Tray (Idexx Laboratories, Inc.)
>>
>>
>>
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 15 12.10.2014
Daphnia in E. coli enriched water >>
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 30 60 90 120 150 180 210 240
Zeit [min]
E.c
oli-K
on
ze
ntr
ati
on
[M
PN
/10
0m
l]
keine Zoopl.
350 Zoopl./10l
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 16 12.10.2014
>> Bassum
Altenau
Experimentos in situ
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 17 12.10.2014
>>
Hude
Ebrach
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 18 12.10.2014
¿Son los viruses un serio problema en piscinas
naturales existentes?
>> Adenovirus
Echovirus
Hepatitis A Virus
Norovirus
Rotavirus 49 muestras en 5 piscinas han sido analizadas. En dos
muestras se encontró una pequeña señal de Rotavirus con
el método PCR.
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 19 12.10.2014
¿Cómo controlar una piscina natural?
Variables
Temperatura del agua
Transparencia del agua
Temperatura ambiente
>>
>>
>>
>>
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 20 12.10.2014
» Konzept Stadionbad Bremen«
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 21 12.10.2014
» Konzept Stadionbad Bremen«
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 22 12.10.2014
» Konzept Stadionbad Bremen«
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 23 12.10.2014
» Konzept Stadionbad Bremen«
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 24 12.10.2014
» Konzept Stadionbad Bremen«
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 25 12.10.2014
» Konzept Stadionbad Bremen«
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 26 12.10.2014
» Konzept Stadionbad Bremen«
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 27 12.10.2014
Naturfreibad Wetter
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 28 12.10.2014
Auslegung Filterleistung –
Nennbesucherzahl nach FLL
Daten
Bodenfilter
Fläche 600,00 m2
Filter Höhe 1,60 m
Volumen 960,00 m3
Beschickungshöhe
(standard) 3,00
Beschickungshöhe (max) 12,00
Reinigungsleistung (standard) 1.800,00 m3/day
Reinigungsleistung (max) 7.200,00 m3/day
Berechnungsvolumen 7.200,00 m3/day
Nassfilter
Fläche 200,00 m2
Filter Höhe 1,40 m
Volumen 280,00 m3
Berechnungsvolumen 1.400,00 m3
BrunnenwasserVolumen (max) 360,00 m3/day
Beckenvolumen
Fläche 2.401,00 m2
Volumen 4.023,70 m3
Gesamtbilanz
Berechnungsvolumen (max) 12.983,70 m3/day
Reinigungsvolumen (max) 8.600,00 m3/day
Besucherzahl (max) 1.298 Personen
Projekt B055
» Dimensionamiento Biopiscina«
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 29 12.10.2014
» Simulation Beckendurchströmung «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 30 12.10.2014
» Simulation Beckendurchströmung «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 31 12.10.2014
» Simulation Beckendurchströmung «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 32 12.10.2014
» Auslegung nach FLL«
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Daten
Bodenfilter
Fläche 1 000.00 m2
Filter Höhe 1.60 m
Volumen 1 600.00 m3
Beschickungshöhe (standard) 3.00
Beschickungshöhe (max) 14.00
Reinigungsleitung (standard) 3 000.00 m3/day
Reinigungsleistung (max) 14 000.00 m3/day
Berechnungsvolumen 14 000.00 m3/day
Submerser Bodenfilter
Fläche 0.00 m2
Volumen 0.00 m3
Berechnungsvolumen 0.00 m3
BrunnenwasserVolumen (max) 360.00 m
3/day
Beckenvolumen
Fläche 2 401.00 m2
Volumen 4 023.70 m3
Gesamtbilanz
Berechnungsvolumen (max) 18 383.70 m3/day
Reinigungsvolumen (max) 14 000.00 m3/day
Besucherzahl (max) 1 838 Personen
Naturfreibad Wetter
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 33 12.10.2014
» Naturfreibad Wetter«
Konzept
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 34 12.10.2014
» Entwurf «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 35 12.10.2014
» Entwurf «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 36 12.10.2014
» Entwurf «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 37 12.10.2014
» Entwurf «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 38 12.10.2014
» Entwurf «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 39 12.10.2014
Strömungskanal mit Grotte
Naturfreibad Wetter«
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 40 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Wassertreppe
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 41 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Die Elemente
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 42 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Quellbecken der
Wassertreppe
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 43 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Rutsche und Sprungberg
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 44 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Rutsche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 45 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Wassertreppe, Tribüne
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 46 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Nichtschwimmer Becken
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 47 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Nichtschwimmer Becken
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 48 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Aktives Spielen am Kiesstrand
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 49 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Kleinkindbecken am frühen Morgen
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 50 12.10.2014
Naturfreibad Wetter«
Tribüne zum Schwimmbecken
Dipl.-Ing. Knud Vormschlag Página 51 12.10.2014
>> Vielen Dank
für Ihre Aufmerksamkeit
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 52 12.10.2014
Forschung
>>
reached values
0
50
100
150
200
250
300
10
.12
.20
02
28
.06
.20
03
14
.01
.20
04
01
.08
.20
04
17
.02
.20
05
05
.09
.20
05
24
.03
.20
06
10
.10
.20
06
28
.04
.20
07
Datum
n/1
00
ml
Gesamt Coliforme [KBE/ 100 ml]
Escherichia Coli [KBE/ 100 ml]
N=422
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 53 12.10.2014
>> N=422
reached Values
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
10
.12
.20
02
28
.06
.20
03
14
.01
.20
04
01
.08
.20
04
17
.02
.20
05
05
.09
.20
05
24
.03
.20
06
10
.10
.20
06
28
.04
.20
07
Datum
n/1
00
ml
Pseudomonas aeruginosa [KBE/100 ml]
Enterokokken [KBE/ 100 ml]
N=523
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 54 12.10.2014
conclusiones
1. Las piscinas naturales o biopiscinas son un poderoso compendio del
repertorio existente de tecnologías para piscinas públicas.
2. Los resultados en cuanto a higiene superaron lo estimado.
3. Problemas ocurridos se deben básicamente a la no consideración de
conceptos básicos y menor experiencia en el diseño.
4. La Pseudomonas aeruginosa provoca ciertos problemas.
18 % de las muestras fueron mayores a 10 / 100 ml
8% de las muestras fueron mayores a 30 / 100 ml
Análisis de laboratorio reflejan una alta varianza, lo que pone ciertas dudas
sobre la representatividad de estos resultados.
>>
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 55 12.10.2014
>> 1. Generar base de datos que combine datos en linea, datos de higiene y datos
operacionales
2. Búsqueda y extracción de Allelophates (Chara.)
3. Estudio de parámetros de Pseudomonas aeruginosa
Quedan cosas por hacer
Dipl.-Ing. Knud Vormschlag Página 56 12.10.2014
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 57 12.10.2014
» Filtertechnik «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
PO4- Adsorber
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 58 12.10.2014
» Filtertechnik «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 59 12.10.2014
» Filtertechnik «
Arbeitsgemeinschaft Badeseen und Schwimmteiche
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 60 12.10.2014
Base de un sistema limnológico
Resultados e input de nutrientes, bacterias y viruses
Otros inputs como agua fresca, condiciones atmosféricas, etc.
resultan en un ingreso adicional de nutrientes
Sedimentación Interna, consumo de insumos y proceso flux
pueden ocurrir.
La concentración aumenta - eutroficación
>>
>>
>>
>>
Una mayor eutroficación resultará en un aumento de la
competencia entre bacterias lo que provocará desinfección
biológica, empeoramiento de la turbiedad y mayores costos
operacionales.
>>
Dipl.-Ing. Stefan Bruns, Dipl.-Ing. Heiko Frehse Página 61 12.10.2014
Desinfección Biologica, ¿Qué es?
Si no se destruye la vida, se puede calcular
considerando la competencia biológica y los
procesos de desinfección físicos.
Competencia entre micro bacterias
Presión de alimentación de zooplancton
Aleloquímica: plantas sumergidas producen
químicos especiales que reducen la luz y la
competencia por nutrientes.
>>
>>
>>
>>