Doc. RNDr. Jiří Dřímal, CSc., Doc. RNDr. Aleš Hrdlička, CSc. Lifetech s.r.o., Brno
Ozon hraje nezastupitelnou roli v úsilí o zajištění optimálního prostředí (voda, ovzduší)
plaveckých bazénů. Veřejnost je již řadu let informována o možnostech aplikace ozonových
technologií k úpravě bazénové vody. Mnohdy je však pohled na tuto nejmodernější vodárenskou
technologii rozporuplný. Příčiny tkví až příliš často v návrhu ozonové technologie nevhodné pro
daný bazén nebo v chybně provedené instalaci zařízení. Typickým negativním příkladem je
přenášení technologie nízkých dávek ozonu z privátních do veřejných bazénů.
V České republice není k dispozici závazná norma pro úpravu bazénové vody ozonovými
technologiemi. Vyhláška MZ ČR č. 135/2004 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na
koupaliště, sauny a hygienické limity písku v pískovištích venkovních hracích ploch, uvádí pouze
maximální povolenou koncentraci ozonu, 0,05 mg/l, před vstupem vody do bazénu. V případě
bazénů pro kojence a batolata musí být do recirkulačního okruhu zařazen před vstupem vody do
bazénu deozonizační stupeň, přítomnost ozonu ve vodě bazénu není tolerována. Hlavním cílem
tohoto článku je seznámit co nejširší veřejnost se stavem v této oblasti aplikace ozonových
technologií. Jistě nám dáte za pravdu, že je moudřejší poučit se z chyb druhých, než tyto chyby
opakovat a draze za ně platit. Dalším důvodem k jeho uveřejnění je fakt, že lze jen velice
obtížně přesvědčit někoho o kvalitách nové technologie, když má s „touto“ technologií předchozí
negativní zkušenost. Z těchto důvodů si dovolujeme předložit následující informace o ozonových
technologiích pro plavecké bazény a přispět tak k Vaší orientaci v dané oblasti.
Ozon je za normálních podmínek bezbarvý plyn charakteristického štiplavého zápachu, který má
velmi silné oxidační vlastnosti – je výrazně silnějším oxidovadlem než chlor. Oxidace ozonem je
proto neselektivní. Ozon reaguje zpravidla velmi rychle prakticky se všemi oxidovatelnými
sloučeninami přítomnými ve vodě a působí jako velmi silné dezinfekční činidlo. Na rozdíl od jiných
oxidačních činidel, např. chloru, nevznikají při úpravě bazénové vody ozonem toxické produkty,
které by bylo třeba odstranit. Tříatomová molekula O3 je vytvářena rekombinací atomárního
kyslíku s molekulou kyslíku. Molekula ozonu je nestabilní a za normálních podmínek se sama
během několika desítek minut rozpadá za vzniku molekul kyslíku O2. Ozon proto nelze skladovat
a musí se vyrábět na místě použití. Zdrojem kyslíku pro výrobu ozonu je suchý vzduch, případně
je použito kyslíku izolovaného ze vzduchu v generátoru kyslíku. Odpadají tedy problémy s
přepravou a skladováním.
Ozon se – společně s OH-radikály produkovanými při tzv. pokročilých oxidačních procesech
ozon/UV a ozon/peroxid vodíku – řadí mezi nejsilnější dezinfekční a oxidační činidla, která lze k
úpravě vody použít. Je proto při úpravě bazénové vody aplikován jako primární oxidační a
doplňkové dezinfekční činidlo, v privátních bazénech může sloužit i jako primární dezinfektant.
Ozon likviduje běžně se vyskytující bakterie, např. Escherichia coli, asi stokrát rychleji než chlor.
Kromě toho rychle a spolehlivě ničí i různé druhy a formy patogenních mikroorganizmů, jako
jsou např. cysty resp. oocysty smrtelně nebezpečných parazitujících prvoků rodu Giardia a
Cryptosporidium a různé viry, které se vyskytují v plaveckých bazénech a klasickými
dezinfekčními prostředky je nelze inaktivovat nebo je nelze inaktivovat za přijatelných podmínek.
Základním předpokladem úspěchu dezinfekce je ovšem dodržení správné koncentrace ozonu a
doby inaktivace (viz dále CT faktor). Celosvětově byla akceptována skutečnost, že k aplikaci
správné dávky ozonu je nutno použít alespoň tzv. technologii bočního toku (Slip Stream
Technology), nejlépe však úplné ozonové technologie (Full Ozone Technology). Od používání
technologie nízkých dávek ozonu (Low Dose Technology, Compact, Fractional or Trickle Ozone
Technology) ve veřejných bazénech se již dávno upustilo. Technologie nízkých dávek ozonu je
vhodná pouze pro privátní bazény!
Chlorace nebo aplikace nízkých dávek ozonu nejsou schopny likvidovat vysoce rezistentní a
nebezpečné patogeny, jako jsou např. kryptosporidia. Provozovatelé veřejných bazénů proto
nemohou považovat technologii nízkých dávek ozonu za dostatečnou ochranu proti nim. Již před
mnoha lety iniciovala hongkongská vláda v reakci na úmrtí několika plavců, kteří se infikovali
v bazénech, detailní studii této problematiky. Studie dospěla k závěru, že skutečnou hygienickou
ochranu veřejných bazénů může zaručit pouze úplná ozonová technologie. Důkazem, že se
podobné problémy nevyhýbají ani západoevropským zemím, je uzavření sportovního centra v
Doncasteru ve Velké Británii před dvěma lety v důsledku kontaminace vody kryptosporidiemi. V
minulosti se mnohokrát stalo, že se některé firmy snažily přenést technologii nízkých dávek
ozonu z privátních do veřejných bazénů, aby si tak rozšířily trh. Časem se však prokázala
neadekvátnost tohoto postupu. Tyto instalace zapříčinily negativní postoj potenciálních uživatelů
k ozonovým technologiím jako takovým a bylo nutno vyvinout značné úsilí k nápravě těchto
škod.
Použití ozonu k úpravě vody značně přispívá k její hygienické nezávadnosti. Protože je však
koncentrace ozonu ve vodě daná Vyhl. 135/2004 Sb. příliš nízká (max. 0,05 mg/l O3 před
vstupem vody do bazénu), zabezpečuje se sanitace bazénu dlouhodobě působícím dezinfekčním
činidlem, tj. zpravidla chlorací. Vyhláška však nevylučuje použití i jiných než chlorových
dezinfekčních přípravků, v úvahu tak přichází např. aplikace aktivního bromu. Spotřeba
dezinfekčních činidel je nižší než při technologii nevyužívající ozon, protože nejsou
spotřebovávány na oxidaci nečistot, ale slouží jako primární dezinfekční činidla.
Aplikace ozonu je však provázena dalšími významnými pozitivními efekty. Při chloraci bazénové
vody neupravované ozonem vznikají jako vedlejší produkty škodlivé, zapáchající a těžko
odstranitelné vedlejší produkty – chloraminy (monochloramin), produkty chlorace kreatininu a
močoviny i chloroform a další chlorované látky, které vznikají chlorací sloučenin obsažených v
moči, potu a kosmetických přípravcích. Ozon oxiduje jednak prekurzory vedlejších produktů
chlorace, jednak tyto látky samotné. Při chloraci kombinované s aplikací ozonu proto dojde k
odstranění škodlivých látek z bazénové vody, vymizí typický „chlorový“ zápach a nedochází k
dráždění očí a nosní sliznice. Sníží se rovněž finanční náklady na ventilaci vzduchu. Koncentrace
organických dusíkatých a chlorovaných látek v bazénové vodě je snížena na minimum.
Je-li plnící voda přiváděna do bazénu z vrtu nebo povrchového zdroje, lze oxidačních schopností
ozonu s výhodou využít nejen k její dezinfekci, ale také k její chemické úpravě spočívající v
odstranění železa, manganu, zabarvení vody a zápachu a ke snížení hodnoty CHSK.
Nezanedbatelný přínos ozonizace spočívá v dosažení dokonale průzračné, jiskřivě čisté vody. Je
to důsledek mikroflokulačního efektu, při němž přítomné organické látky oxidované ozonem na
polárnější sloučeniny váží kationty vápníku, hořčíku, železa, hliníku a manganu za tvorby látek
s nízkou rozpustností odstranitelných filtrací.
Ozonizační technologie
Podle typu a zatížení bazénu se volí jedna ze tří hlavních ozonizačních technologií:
o úplná ozonová technologie,
o technologie „bočního“ toku,
o technologie nízkých dávek ozonu.
Tato technologie vychází z evropských, především německých zkušeností a je zakotvena v
normě DIN 19 643, kterou převzaly i jiné státy. Je používána pro veřejné bazény s vysokou
návštěvností a akvaparky s vodními atrakcemi, kde jsou kladeny vysoké nároky na technologii
udržující nejen vysokou kvalitu vody ale i ovzduší.
V těchto bazénech je voda upravována dávkou ozonu 0,8-1,2 mg/l při kontaktní době minimálně
3 min (kontaktní nádrž součástí technologie). Směšování ozonu s vodou se provádí pomocí
injektoru. Aby nemohla dojít k překročení limitní koncentrace ozonu v ovzduší nad hladinou vody
(většinou akceptována koncentrace ozonu nad hladinou bazénu do 0,2 mg/m3 , v ČR situace
upravena Vyhl. MZ č. 6/2002 Sb. platnou od 1.7. 2003 stanovující pro prostředí „staveb pro
zotavovací akce“ limitní hodinovou koncentraci ozonu 100 µg/m3 ), je zavedena maximální
koncentrace rozpuštěného ozonu ve vodě bazénu 0,05 mg/l. Z tohoto důvodu se zařazuje za
kontaktní nádrž deozonizační uhlíkový filtr, ve kterém je zbytkový rozpuštěný ozon rozložen (viz
schéma dle DIN 19 643). Kontakt vody s ozonem o dostatečně vysoké koncentraci a po
dostatečně dlouhou dobu (splnění CT kritéria) lze zajistit v samostatné kontaktní nádrži nebo v
kombinované kontaktní a deozonizační nádrži. Nosný plyn (vzduch) obsahující zbytkový
nerozpuštěný ozon, prochází přes destruktor ozonu, aby se zamezilo jeho úniku do okolí bazénu.
Tato technologie má svůj původ v Británii, kde se při experimentech s úpravou bazénové vody
prokázalo, že kvalita vzduchu a vody zůstane velice dobrá, i když bude dávka ozonu v porovnání
s úplnou ozonovou technologií nižší. Předností této technologie oproti předchozí je její ekonomická výhodnost při zachování prakticky stejných kvalitativních ukazatelů vody a ovzduší.
Malý podíl recirkulované vody (jednotky % až 25% průtoku) je odveden z cirkulačního okruhu
do obtoku a zde upraven „úplnou“ ozonovou technologií. V závislosti na zatížení bazénu je
minimálně jednou za den celý objem bazénu vystaven dávce ozonu odpovídající DIN 19 643.
Celková dávka ozonu se tak pohybuje typicky mezi 10% až 20% dávky odpovídající úplné
ozonové technologii, což znamená, že koncentrace ozonu vztažená na celkový průtok vody se
pohybuje od 0,1 do 0,2 mg/l O3.
Zjednodušená varianta technologie bočního toku používá pouze nerezové kontaktní nádoby bez
zařízení na odstranění zbytkového plynného ozonu. Dávka ozonu však musí být volena tak, aby
koncentrace zbytkového ozonu ve vodě tekoucí do bazénu nepřekročila 0,05 mg/l.
Technologie byla podrobena britskou institucí Electricity Council za účasti lékařského poradce
britské Amatérské plavecké asociace nezávislým testům na krytém plaveckém bazénu
Cirencester Sports Centre v Gloucestershire v letech 1985/86. Závěrem bylo konstatováno, že při aplikaci této technologie radikálně snížil zápach, poklesla spotřeba chloračního činidla a
prakticky vymizelo dráždění očí a sliznic i alergické reakce astmatiků.
Technologie bočního toku bývá instalována v rekonstruovaných veřejných bazénech, kde není
dostatek prostoru a prostředků pro zavedení úplné ozonové technologie, ve školních bazénech a
ve veřejných bazénech s nízkým zatížením. Pro veřejné bazény s vysokou zátěží a akvaparky je
nutno použít úplnou ozonovou technologii.
Tento systém se používá pro úpravu vody v privátních, hotelových, rehabilitačních a školních
bazénech. V důsledku aplikace velmi nízkých dávek ozonu není nutný deozonizační stupeň
snižující koncentraci ozonu rozpuštěného ve vodě. Dávky ozonu se pohybují v rozsahu 0,05 až
0,1 mg/l. Systémy jsou nabízeny s odvzdušňovacím zařízením (odstranění nosného plynu a
zbytkového nerozpuštěného ozonu), případně bez odvzdušnění. Systémy s odvzdušněním jsou
vhodnější, protože bubliny vzduchu způsobují často hluk v potrubí cirkulačního okruhu. U
systémů bez odvzdušnění je třeba dbát na to, aby koncentrace ozonu nad vodní hladinou
bazénu nepřekročila povolený limit.
Technologie nízkých dávek ozonu instalovaná v privátních bazénech je aplikací, při níž mohou
nízké dávky ozonu působit jako jediné dezinfekční a oxidační činidlo. Je však vhodné doplnit
působení ozonu dávkováním algicidního přípravku, který má také bakteriostatické účinky a je
kompatibilní s ozonovou technologií (např. přípravek BlueSpark).
Správná volba ozonové technologie je nutná k tomu, aby se dosáhlo odstranění „chlorového“
zápachu a koroze zařízení a současně aby bylo dosaženo kvalitní, průzračné a hygienicky
dokonale zabezpečené vody. Je třeba podotknout, že k mikroflokulačnímu efektu (viz výše)
dochází pouze u úplné ozonové technologie.
I když spotřeba chloračního činidla při aplikaci ozonové technologie poklesne, není toto snížení
příliš významné z hlediska ekonomiky provozu a také v něm nespočívá hlavní přednost
ozonizace. Nejvýznamnějším přínosem správně zvolené a instalované ozonové technologie je, že
chlor dávkovaný do vody veřejného bazénu zůstane ve formě volného (aktivního) chloru s
dezinfekčními účinky a není inhibován vazbou na organické látky. To je velmi podstatný fakt,
protože chlor musí zajistit hygienickou bezpečnost a zamezit přenosu infekcí. Dále dojde
k minimalizaci tvorby vedlejších produktů chlorace, o nichž je prokázáno, že jsou toxické, mohou
se stát příčinou dermatologických obtíží a některé se řadí mezi předpokládané lidské
karcinogeny. Tyto látky vstupují do organizmu především přes pokožku.
Následující řádky jsme zařadili proto, že na příliš mnoha instalacích, které jsme navštívili, unikal
ozon do okolí a ohrožoval zdraví lidí. Při instalaci ozonové technologie je třeba věnovat
maximální pozornost tomu, aby nemohlo dojít k úniku ozonu. Správně provedená instalace
ozonové technologie neohrožuje zdraví lidí!
V plynné fázi je ozon pro člověka akutně toxický. Při nízkých koncentracích cca 0,1 mg/m3
je zaznamenávána pouze nasládlá vůně ozonu a nejsou pozorovány žádné negativní zdravotní
příznaky. Při růstu koncentrace a v závislosti na době expozice dochází postupně k dráždění
sliznice očí a dýchacího traktu, dále k bolestem hlavy a dýchacím obtížím až – při velmi vysokých
koncentracích – k poškození plic, krvácení z plic i smrti.
Riziko spojené s použitím ozonové technologie musí být vyloučeno správným návrhem a instalací
technologie, zaškolením její obsluhy a správným provozováním technologie. Nezávisí na tom,
zda se jedná o podtlakový nebo přetlakový systém. I v případě podtlakového systému existuje
riziko úniku ozonu do okolí v cirkulačním okruhu bazénové vody. Maximální pozornost proto
musí být věnována kontaktním, deozonizačním a odvzdušňovacím nádržím a k nim příslušejícím
ventilům a nádobám s aktivním uhlím. Z tohoto hlediska je třeba učinit následující opatření:
a) obsluha musí mít k dispozici prostředky indikující přítomnost ozonu v ovzduší a musí být
obeznámena s postupy doplňování aktivního uhlí a s funkcí odvzdušňovacího zařízení,
b) bezpečnostní vypínač musí být umístěn vně místnosti, ve které je instalována ozonová
technologie,
U systémů s vyšším výkonem ozonizátoru je dále nutné:
c) umístit do místnosti technologie detektor úniku ozonu s audio-vizuálním alarmem,
d) mít k dispozici ochranné prostředky chránící proti ozonu.
Nejuznávanější normou pro plavecké bazény je stále německá DIN 19 643. Její obsah byl poprvé
publikován ve formě příručky v červnu 1972, v roce 1982 byla oficiálně přijata za německou
normu a později převzata ve Švýcarsku, Rakousku a Nizozemí. Velká Británie a Francie z ní
převzaly značnou část do svých norem pro úpravu bazénových vod, a to především co se týká
použití ozonu.
Norma DIN 19 643 „Úprava a dezinfekce vody plaveckých a koupelových bazénů“ uvádí pravidla
pro všechny způsoby úpravy vod v bazénech, včetně flokulace, ozonizace, užití aktivního uhlí,
chlorace atd. Schváleny jsou čtyři technologie úpravy vody, z nichž pouze jedna využívá
ozonizace. Bez ohledu na to, která z technologií bude použita, je vyžadována stejná kvalita
upravené vody. Jedním z požadavků DIN 19 643 je, aby kvalita vody, ať již upravené nebo
doplňované, splňovala normu pitné vody.
Technologie úpravy bazénové vody využívající ozonizace vyžaduje, aby minimální koncentrace
generovaného ozonu byla 18 g/m3. Tento požadavek automaticky vylučuje nejen použití UV
zářičů ke generaci ozonu ale i těch generátorů ozonu, které nepoužívají dostatečně suchý
vzduch nebo kyslík, protože neumožňují dosažení potřebné koncentrace ozonu.
Základní technologie úpravy vody dle DIN 19 643 zahrnuje následující kroky:
a) vstup upravené vody do bazénu dnovými tryskami, odvádění vody z bazénu do
akumulační nádrže přelivem přes hranu bazénu,
b) kontinuální vypouštění části vody z akumulační nádrže do odpadu (30 l na návštěvníka),
nahrazení vypouštěné vody přítokem ředící vody o stejném objemu,
c) čerpání vody z akumulační nádrže a její úprava chemickou flokulací,
d) filtrace na pískovém nebo vícevrstvém filtru,
e) v případě ozonizace dávka 1-1,2 mg/l O3 při minimální koncentraci produkovaného ozonu
1,5% váh. a kontaktní době minim. 3 min,
f) filtrace na granulovaném aktivním uhlí – odstranění dalších látek sorpcí a rozložení
zbytkového ozonu,
g) úprava pH přidáním anorganické kyseliny nebo CO2,
h) chlorace – minimální koncentrace volného aktivního chlóru 0,2 mg/l, maximální
koncentrace 0,5 mg/l,
i) vstup upravené vody do bazénu.
Chlor je jediným dezinfekčním činidlem, jehož použití v bazénech je v Německu povoleno. Ozon
nesmí být v bazénu přítomen v koncentracích vyšších než 0,05 mg/l, aby se zamezilo jeho
nashromáždění nad vodní hladinou a vdechování plavci. Jak již bylo uvedeno, voda musí
dosahovat parametrů pitné vody. Mimo jiné to znamená, že zákal nesmí překročit hodnotu 0,2
NTU v upravené vodě vstupující do bazénu a hodnotu 0,5 NTU v bazénu.
Recirkulace bazénové vody s ozonovou technologií podle DIN 19 643
Jedním velice významným aspektem ozonové technologie je požadavek na generování ozonu o
vysoké koncentraci při minimálních nárocích na spotřebu elektrické energie. Mnohem těžším
úkolem je však rozpustit co největší množství ozonu ve vodě , aby se tak co nejefektivněji mohl
využít k oxidačním a dezinfekčním účelům. Přenos ozonu do vody se děje nejčastěji pomocí
porézních difuzérů a injektorů. Vzhledem k tomu, že ozon je omezeně rozpustný ve vodě, hraje
koncentrace plynného ozonu velmi důležitou roli.
Rozpustnost plynů v kapalinách závisí na jejich parciálním tlaku nad kapalinou (roztokem), na
teplotě a na chemické povaze rozpuštěného plynu a rozpouštědla. U soustav, jejichž složky
spolu nereagují, je podle Henryho zákona rozpustnost plynu (ozonu) v kapalině (vodě) přímo
úměrná parciálnímu tlaku plynu v plynné fázi:
x = H · p
V tomto vztahu reprezentuje x koncentraci ozonu ve vodě, p je parciální tlak ozonu v plynné fázi
a H je Henryho konstanta, jejíž hodnota je pro danou teplotu a uvažovanou soustavu stálá.
Protože voda v našem případě není chemicky čistou vodou, mají její vlastnosti jako pH a iontová
síla vliv na hodnotu konstanty H. Henryho zákon platí v oboru nízkých a středních tlaků pro
plyny, které nejsou příliš rozpustné, což odpovídá podmínkám, při nichž je prováděna ozonizace.
Z Henryho zákona plyne, že čím vyšší bude koncentrace generovaného ozonu, tím více ozonu se
rozpustí ve vodě. V tabulce Tab. I jsou uvedeny hodnoty rozpustnosti ozonu v závislosti na
teplotě. Je třeba zdůraznit, že uvedené hodnoty platí za rovnovážných podmínek. Tato situace
však v praxi nenastává – ozon je směšován s vodou velice rychle, obvykle za podtlaku a
rychlého proudění vody. Kromě toho probíhají také oxidační reakce ozonu s látkami
rozpuštěnými ve vodě. Z těchto důvodů nelze údaje v Tab. I plně přenést do reálných podmínek,
ilustrují však trend rozpustnosti ozonu plynoucí z Henryho zákona.
Ve vodě se nachází značné množství mikrobiologických kontaminantů – bakterií, virů, plísní, prvoků, jejichž inaktivace vyžaduje rozdílné dávky ozonu. Mikroorganizmy ve formě cyst jsou nejvíce rezistentní ke všem dezinfekčním činidlům díky své ochranné slupce. Rozsah jejich inaktivace nebo destrukce závisí na součinu koncentrace dezinfektantu (C, v jednotkách mg/l) a kontaktního času (T, v minutách). Součin těchto dvou veličin se nazývá CT faktor (mg/l·min). V červnu 1989 vyhlásil federální Úřad pro ochranu životního prostředí – U.S. Environmental Protection Agency (EPA) – normy pro dezinfekci pitné vody, které v zahrnovaly koncepci CT faktoru definovaného pro každý dezinfektant používaný při úpravě pitné vody (chlor, chlordioxid, ozon) pro rozsah pH 6 až pH 9 a při teplotách vody od 0,5° C do 25°C. Čím vyšší je teplota vody, tím nižší hodnota CT je nutná k dostatečné dezinfekci. Četné mikroorganizmy uváděné v této normě se nachází i v bazénové vodě. Jedná se například o cysty rodu Giardia, střevní (enterické) viry, baktérie rodu Legionella, koliformní bakterie a heterotrofní mikroorganizmy. Pro dezinfekci ozonem při teplotách <1°C doporučuje EPA dosažení hodnoty CT 2,9 mg/l·min. Hodnota CT se snižuje na 0,48 mg/l·min při teplotách nad 25°C. Dosažení hodnot CT při uvedených teplotách zaručuje inaktivaci 99.9% (3log, tj. snížení počtu mikroorganismů na jednu tisícinu původního počtu) cyst Giardia a současně inaktivaci vyšší než 99.999% (5log) střevních virů. Je-li dosaženo této úrovně inaktivace cyst Giardia a střevních virů, je rovněž dosaženo úplné destrukce bakterií rodu Legionella, E. coli a heterotrofních mikroorganizmů. V Tab. II (EPA) jsou uvedeny v závislosti na teplotě hodnoty CT faktorů, při kterých dochází k různému stupni inaktivace cyst Giardia lamblia ozonem. I když se dosáhne pouze 0,5log inaktivace cyst Giardia ozonem, při stejné hodnotě CT se dosáhne více než 5log inaktivace střevních virů a současně budou likvidovány všechny bakterie. Vezmeme-li do úvahy rozpustnost ozonu ve vodě (Tab. I.) a potřebné hodnoty CT na dezinfekci vody, je patrné, že těchto parametrů lze dosáhnout při přípravě ozonu v generátorech, nelze jich však dosáhnout ozonem produkovaným působením UV záření. Budeme-li ozon generovat v ozonizátorech, dosáhneme minimální požadované koncentrace 1,5% váh. (18 mg/l). Při doporučené dávce ozonu (1,0 mg/l pro plavecké a 1,3 mg/l pro koupelové bazény) dosáhne koncentrace ozonu rozpuštěného ve vodě snadno hodnot 0,3 až 0,5
mg/l. Budeme-li udržovat tuto koncentraci minimálně po dobu dvou minut, bude dosaženo
hodnoty CT faktoru 0,6 až 1,0 mg/l·min, která je podle EPA normy pro pitnou vodu postačující k
úplné dezinfekci vody při teplotě 25°C.
Anorganické kontaminanty přítomné v bazénech zahrnují amoniové kationty, volný chlór
(kyselina chlorná HClO a její anionty ClO-) a monochloramin (NH2Cl), případně volný brom
(kyselina bromná HBrO, bromnany BrO-) a bromidový anion (Br-). Jedná-li se o vodu podzemní,
mohou se – při její úpravě na plnící vodu – řadit mezi kontaminanty také kationty železa,
manganu a hydrogensulfidové anionty, případně sirovodík.
Reakce ozonu s amoniovými kationty
Rychlost reakce ozonu kationty NH4 je při pH 6,5-8,0 obvyklém v bazénech, příliš pomalá, aby
mohla mít nějaký praktický význam. Teprve při pH> 9.0 jsou oxidovány ozonem přijatelně
rychle. Není tedy pravda, že ozon oxiduje amoniové kationty přítomné v bazénové vodě.
Reakce ozonu se sloučeninami chloru
Volný chlor se v bazénové vodě o pH 6,5 až 8,0 nachází ve formě kyseliny chlorné a
chlornanových aniontů ClO-. Haag a Hoigné prokázali, že ozon nereaguje s HClO, ale s jejími
anionty, které jsou přeměněny ze 77% na chloridové a z 23% na chlorečnanové anionty podle
rovnic:
Celkový děj lze tedy vyjádřit souhrnným schématem:
Pro výše uvedené schéma stanovili Haag a Hoigné rychlostní konstanty druhého řádu a. Tyto
konstanty mají při 20°C hodnoty 120 l·mol-1·s-1 pro úbytek ozonu a 98 l·mol-1·s-1 pro úbytek
chlornanového aniontu.
Přestože nedisociovaná kyselina chlorná nereaguje s ozonem, je třeba vzít v úvahu její disociační
rovnováhu – při pH 7,5 bude v bazénu stejná koncentrace nedisociované kyseliny (pKa 7,5) a
jejího aniontu. Při ozonizaci bazénové vody se koncentrace chlornanového aniontu snižuje, což
vede k disociaci kyseliny chlorné. Pokud tyto reakce budou probíhat po dostatečně dlouhou dobu
s dostatečným množstvím ozonu a do bazénu nebude přidáván další chlorační prostředek, bude
postupně přítomný volný chlor přeměněn na chloridové a chlorečnanové anionty. V plaveckých a
koupelových bazénech je však chlorace prováděna kontinuálně, aby se udržovala alespoň
minimální koncentrace volného chloru. Proto je zde ve srovnání s koncentrací ozonu vždy
přebytek volného chloru. V důsledku toho lze očekávat, že značná část přidávaného ozonu bude
odstraněna reakcí s chlornanovými anionty. To platí především v případě, kdy je aplikováno jen
malé množství ozonu, navíc bez kontaktní nádrže. Tento fakt je jedním z argumentů proti
užívání technologie nízkých dávek ve veřejných plaveckých bazénech. Malé dávky ozonu
nemohou poskytnout potřebné množství rozpuštěného ozonu po dostatečnou dobu, aby se
dosáhlo dezinfekce a oxidace organických kontaminantů.
Na rozdíl od těchto technologií je v bazénech, jejichž voda je upravována v souladu s normou
DIN 19 643, koncentrace volného chlóru nízká (0,2 – 0,5 mg/l). Část vody na výstupu z bazénu
je vypouštěna do odtoku a stejné množství čerstvé vody je přidáno – tím dojde k poklesu
koncentrace volného chlóru. Je dodán flokulant a následuje filtrace, během které se hladina
chlóru dále sníží. Ozon je přidáván po filtraci v dávkách 1 mg/l, koncentrace ozonu na výstupu z
ozonizátoru je minimálně 18 mg/l. Znamená to, že koncentrace ozonu v reaktoru se pohybuje v
rozmezí 0,2 až 0,5 mg/l (viz tabulka Tab. I). Za těchto podmínek se poločas života volného
chlóru pohybuje v rozmezí od 50 min při pH 7 až do 15 min při pH 8. Protože kontaktní doba
ozonu je 2-3 minuty a poté následuje odplynění vody a destrukce zbytkového ozonu ve vodě na
aktivním uhlí, je jen malé množství volného chlóru přítomného v kontaktní nádobě odstraněno v
důsledku reakce ozonem.
Reakce ozonu s monochloraminem
Haag a Hoigné rovněž prokázali, že ozon pomalu oxiduje monochloramin za tvorby
dusičnanových a chloridových aniontů:
Hodnota rychlostní konstanty (20°C) úbytku ozonu činí 26 l·mol-1·s-1, pro úbytek
monochloraminu platí hodnota 6 l·mol-1·s-1. Tyto hodnoty jsou výrazně nižší než rychlostní
konstanty pro oxidaci chlornanového aniontu ozonem, avšak v bazénech s recyklací vody má
uvedená reakce význam. Čím vyšší bude koncentrace ozonu, tím větší destrukce chloraminů
nastane. I tento fakt podporuje aplikace ozonových technologií využívajících vyšší dávky ozonu.
Postupně se prosazuje technologie úpravy vody spočívající v kombinované aplikaci ozonu a UV
záření, při které vznikají OH-radikály schopné oxidovat chloraminy a další látky s vysokou
účinností.
Ozonové technologie výrazně zvyšují úroveň hygienického zabezpečení bazénů, což ve svých
důsledcích znamená ochranu zdraví plavců i obsluhy bazénů. Technologie nízkých dávek ozonu
však není vhodná pro veřejné bazény. Aplikace správně zvolené ozonové technologie:
✔ značně sníží koncentrace vedlejších produktů chlorace, které negativně ovlivňují lidské
zdraví,
✔ odstraní „chlorový“ zápach, nebude docházet k dýchacím obtížím a dráždění očí, sliznic a
pokožky,
✔ sníží spotřebu energie pro provoz klimatizace,
✔ sníží korozi zařízení,
✔ zvýší průzračnost vody,
✔ sníží spotřebu chloračního činidla.
Správně navržená a realizovaná ozonová technologie přispěje podstatnou měrou ke
zlepšení kvality bazénové vody a ovzduší bazénové haly a rozšíří tak počet
spokojených návštěvníků bazénu.
