Wie wählt man eine Chlor-Dosierpumpe aus? Ratgeber für Schwimmbad und Wasseraufbereitung

Eine Chlor-Dosierpumpe ist eine Verdrängerpumpe mit geringem Volumenstrom, die ein Desinfektionsmittel wie flüssiges Natriumhypochlorit kontrolliert und reproduzierbar in die Wasserleitung einspeist. Ihre Aufgabe ist es nicht, große Wassermengen zu fördern, sondern einen sehr kleinen Chemikalienstrom in der Größenordnung weniger Milligramm pro Liter stabil zu injizieren. Deshalb gehört sie in eine völlig andere Klasse als eine Umwälzpumpe oder eine Druckerhöhungsanlage; der typische Dosiervolumenstrom liegt zwischen 0,5 l/h und 60 l/h, der Gegendruck im Bereich von 1 bar bis 20 bar.

Das Einsatzgebiet gliedert sich in zwei große Gruppen. Die erste Gruppe ist die Schwimmbadchlorung, also die Beckenwasserdesinfektion: In Schwimmbecken, Zierteichen und Spa-Anlagen wird Hypochlorit dosiert, um den Gehalt an freiem Chlor im Bereich von 1-3 ppm zu halten. Die zweite Gruppe sind Wasseraufbereitung und Trinkwasserchlorung: In Brunnenwasser, Netzbehältern, industriellem Prozesswasser und Abwasserleitungen wird zur bakteriellen Desinfektion in der Regel ein Wert von 0,2-0,5 ppm freiem Chlor angestrebt. Zu Funktionsweise, Typen und allgemeinen Auswahlkriterien von Dosierpumpen finden Sie Informationen in unserem grundlegenden Ratgeber. (Details: Was ist eine Dosierpumpe? Wo wird sie eingesetzt und wie wählt man sie aus?)

Auch wenn der Ausrüstungsbedarf beider Gruppen ähnlich aussieht, unterscheidet sich das Dosierprofil. Im Schwimmbad ist der Dosiervolumenstrom vergleichsweise gering, wichtig sind jedoch Kontinuität und Rückkopplung durch automatische Messung; in der Aufbereitungsleitung dagegen ändert sich die Dosiermenge proportional zum Hauptwasserstrom, sodass eine Regelung erforderlich ist, die synchron zum Volumenstrom arbeitet. Die richtige Pumpe wird danach ausgewählt, welchem dieser beiden Profile sie dient. Alle Dosiergeräte und Chemikalien für die Aufbereitung können Sie sich in unserer Produktgruppe ansehen. (Details: Wasseraufbereitung)

Der Gehalt an freiem Chlor wird im Schwimmbad für gesundes und ausgewogenes Wasser im Bereich von 1-3 ppm gehalten. In Wohnbecken und wenig frequentierten Becken genügen 1,0-1,5 ppm; in öffentlichen, stark genutzten Becken werden 1,5-3,0 ppm angestrebt. Dieser Bereich ist so gewählt, dass er hoch genug ist, um Bakterien abzutöten, aber niedrig genug, um keine Augenreizung und keinen Chlorgeruch zu verursachen. Steigt der Wert über 3 ppm, leidet der Komfort; sinkt er unter 1 ppm, nimmt die Desinfektionssicherheit ab.

Die Wirksamkeit von freiem Chlor hängt eng vom pH-Wert ab. Dieselben 1,5 ppm freies Chlor liegen bei pH 7,2 überwiegend in Form der wirksamen hypochlorigen Säure vor, während dieser Anteil bei pH 8,0 deutlich sinkt und die abtötende Wirkung des Chlors nachlässt. Deshalb hat das ppm-Ziel im Beckenwasser allein keine Aussagekraft, solange der pH-Wert nicht im Bereich 7,2-7,6 gehalten wird. Bei der Planung des Dosiersystems wird neben der Chlorung deshalb häufig auch die Dosierung von Säure zur pH-Senkung mit einer zweiten Pumpe eingeplant.

Ein dritter Begriff ist das gebundene Chlor. Das in das Wasser gelangende Chlor reagiert mit Verschmutzungen und Schweiß und bildet Chloramin; dieses gebundene Chlor verursacht sowohl Geruch als auch Augenbrennen. Die Differenz zwischen freiem Chlor und Gesamtchlor ist das gebundene Chlor und muss unter 0,2 ppm gehalten werden. Steigt das gebundene Chlor, besteht die Lösung nicht darin, das Chlor zu verringern, sondern im Gegenteil darin, das Chloramin durch Stoßchlorung aufzubrechen. Diese Unterscheidung beeinflusst die Wahl der Pumpenleistung unmittelbar.

Bei der Chlorung von Trinkwasser und Netzbehältern liegt das Ziel für freies Chlor am Ende des Netzes im Bereich von 0,2-0,5 ppm. Am Ausgang des Behälters wird dieser Wert etwas höher gehalten, typischerweise in der Größenordnung von 0,5 ppm; denn auf dem Weg durch die Leitung wird Chlor verbraucht, und am entferntesten Wasserhahn muss es noch ankommen, ohne unter 0,2 ppm zu fallen. Übermäßige Chlorung bringt dagegen Geruch, Geschmacksbeeinträchtigungen und das Risiko von Nebenprodukten wie Trihalogenmethanen mit sich; deshalb wird die Dosierung im Trinkwasser viel feinfühliger eingestellt als im Schwimmbad.

Bei der Chlorung von Trinkwasser ist die entscheidende Größe für die Pumpenauswahl der Hauptwasserstrom. Während die Dosierung im Schwimmbad täglich nach dem Volumen berechnet wird, fließt sie in der Trinkwasserleitung kontinuierlich proportional zum stündlichen Wasservolumenstrom. Deshalb verlangt die Pumpe in der Aufbereitungsleitung eine Regelung, die die Dosierung automatisch erhöht, wenn der Hauptwasserstrom steigt; sie arbeitet entweder mit dem Impulssignal eines Durchflussmessers oder mit Rückkopplung über den ORP-Wert des Wassers. Zum Gesamtsystem aus Filtern und Dosierung in der Wasseraufbereitung finden Sie Informationen in unserem Ratgeber zur industriellen Aufbereitung. (Details: Wie wählt man eine industrielle Wasseraufbereitungsanlage aus? Einstiegsratgeber für Fabriken)

Die Chlorung von Brunnenwasser erfordert besondere Aufmerksamkeit. Enthält das Brunnenwasser Eisen, Mangan und Schwefelwasserstoff, oxidiert das Chlor zuerst diese Stoffe; das heißt, ein gewisser Chlorbedarf wird gedeckt, bevor das Chlor als gemessenes freies Chlor erscheint. Dieser Bedarf erreicht mitunter 1-2 ppm, und die Pumpenleistung wird im Hinblick auf diese zusätzliche Last größer ausgelegt. Das Prinzip der Sand- und Kohlefiltration zur Eisen-Mangan- und Sedimententfernung vor der Chlorung finden Sie in unserem Filtrationsratgeber. (Details: Sandfilter oder Aktivkohlefilter? Was leistet welcher Filter in der Wasseraufbereitung?)

Die Dosierberechnung für das Schwimmbad ist ein Verfahren in drei Schritten, das die erforderliche Masse an reinem Chlor in ein Hypochloritvolumen umrechnet. Zuerst wird das Beckenvolumen mit dem Ziel-ppm multipliziert, um die erforderliche Masse an reinem Chlor zu erhalten; dann wird diese Masse durch den Prozentsatz an aktivem Chlor der Lösung geteilt, woraus sich das erforderliche Hypochloritvolumen ergibt; zuletzt wird dieses Volumen durch die Dosierdauer geteilt, womit der Volumenstrom der Pumpe in l/h feststeht. Die Grundlage der Formel lautet: Gramm Chlor gleich Volumen in m³ mal Ziel-ppm.

Nehmen wir als Beispiel ein Wohnhausbecken mit 50 m³, dessen Chlorgehalt um 1,0 ppm erhöht werden soll. 1 ppm bedeutet 1 Gramm reines Chlor in 1 m³ Wasser; die erforderliche Menge reinen Chlors beträgt also 50 mal 1,0 gleich 50 Gramm. Enthält die verwendete Natriumhypochlorit-Lösung 12 % aktives Chlor, also etwa 120 Gramm aktives Chlor pro Liter, beträgt das erforderliche Hypochloritvolumen 50 geteilt durch 120 gleich ca. 0,42 Liter. Das ist die einmalige Erhaltungsdosis.

Rechnen wir dies nun in den Pumpenvolumenstrom um. Wollen wir diese 0,42 Liter gleichmäßig über einen Filtrationszyklus von 2 Stunden verteilen, ergibt sich ein Dosiervolumenstrom von 0,42 geteilt durch 2 gleich ca. 0,21 l/h. Bei der Stoßchlorung zu Saisonbeginn kann es dagegen nötig sein, dasselbe Becken auf 10 ppm anzuheben; in diesem Fall betragen die Masse an reinem Chlor 500 Gramm und das Hypochloritvolumen 4,17 Liter, und bei einer Dosierung über 2 Stunden ist ein Volumenstrom von 2,08 l/h erforderlich. Die Pumpe wird so gewählt, dass sie den höchsten Bedarf, die Stoßdosis, problemlos abdeckt, zum Beispiel mit einer oberen Leistungsgrenze von 3-4 l/h.

Daraus ergibt sich die Regel zur Pumpendimensionierung: Dimensionieren Sie die Pumpe nicht nach der Erhaltungsdosis, sondern nach dem höchsten Bedarfspunkt, lassen Sie den täglichen Betrieb aber im Bereich von 20-70 Prozent dieser Leistung. Eine Dosierpumpe, die dauerhaft am Maximum läuft, verschleißt und lässt keinen Einstellspielraum; eine Pumpe, die dauerhaft bei sehr niedriger Hubrate läuft, verliert wegen der Gasblasen des Hypochlorits ihre Volumenstromstabilität. Für ein Becken mit 50 m³ deckt eine Magnetdosierpumpe mit einem Bereich von 3-5 l/h die meisten Szenarien ab.

Kennen Sie das Beckenvolumen nicht, können Sie es mit einfacher Geometrie ermitteln. Bei einem rechteckigen Becken ist das Volumen gleich Länge mal Breite mal mittlere Tiefe. Bei 8 Metern Länge, 4 Metern Breite und 1,5 Metern mittlerer Tiefe ergibt sich ein Beckenvolumen von 8 mal 4 mal 1,5 gleich 48 m³. Wenn Sie diesen Wert in der obigen Formel verwenden, erhalten Sie statt einer geschätzten Literzahl eine messbare Dosierung. Für Chemikalien für Schwimmbad und Aufbereitung sehen Sie sich die Produktgruppe an. (Details: Chemikalien zur Wasseraufbereitung)

In der Wasseraufbereitungsleitung ergibt sich die Dosiermenge, indem das Produkt aus Hauptwasservolumenstrom und Ziel-ppm durch die Hypochlorit-Konzentration geteilt wird. Anders als im Schwimmbad fließt die Dosierung hier kontinuierlich, und die Berechnung läuft nicht über das Volumen, sondern über den Volumenstrom. Die Grundbeziehung lautet: Dosierung in l/h gleich Hauptwasservolumenstrom in m³/h mal Ziel-ppm geteilt durch aktives Chlor des Hypochlorits in g/l. Da diese Formel das Herzstück der Chlorung ist, müssen die Einheiten der Werte sorgfältig beachtet werden.

Rechnen wir ein Beispiel. Der Hauptwasservolumenstrom betrage 10 m³/h, das Ziel für freies Chlor 0,5 ppm und die Lösung 10 % aktives Chlor, also 100 g/l. Die erforderliche Masse an reinem Chlor beträgt pro Stunde 10 mal 0,5 gleich 5 Gramm. Das dafür aus der Konzentration von 100 g/l benötigte Hypochloritvolumen beträgt 5 geteilt durch 100 gleich 0,05 l/h, also 50 Milliliter pro Stunde. Das ist ein äußerst kleiner Volumenstrom, der sich nur mit einer fein einstellbaren Dosierpumpe stabil einspeisen lässt.

Dieses Beispiel zeigt, warum die Aufbereitungsleitung eine Pumpe mit sehr kleinem, aber präzisem Volumenstrom verlangt. Den Wert von 0,05 l/h mit einer Schwimmbadpumpe mit einer oberen Leistungsgrenze von 60 l/h einspeisen zu wollen, bedeutet, die Pumpe bei einem Prozent des Hubs zu betreiben; in diesem Bereich ist der Volumenstrom instabil, und die Schwankungen der Chlor-Zeigeranzeige machen die tatsächliche Dosierung unbestimmt. Richtig ist, eine Pumpe mit einer oberen Leistungsgrenze von 1-2 l/h zu wählen, bei der die Dosierung im Bereich von 20-70 Prozent liegt.

Ist der Hauptwasservolumenstrom nicht konstant, kann auch die Dosierung nicht konstant sein. Sinkt der Volumenstrom von 10 m³/h auf 4 m³/h, speist eine fest eingestellte Pumpe weiterhin dieselben 0,05 l/h ein, und das freie Chlor schnellt von 0,5 ppm auf 1,25 ppm. Deshalb wird die Pumpe in Aufbereitungsleitungen mit veränderlichem Volumenstrom auf eine Regelungsart umgestellt, die proportional zum Impulssignal des Durchflussmessers arbeitet; bei jedem durchgeströmten Wasservolumen gibt sie einen Dosierimpuls ab, und das ppm bleibt konstant.

Die Natriumhypochlorit-Konzentration ist der Faktor, der bei gleichem Chlorziel das erforderliche Dosiervolumen unmittelbar bestimmt. Flüssiges Chlor am Markt schwankt je nach Gehalt an aktivem Chlor typischerweise zwischen 5 % und 14 %; Haushaltsbleiche hat etwa 5 %, als Schwimmbadchemikalie verkauftes flüssiges Chlor 10-12 %, industrielles Hypochlorit liegt in der Größenordnung von 14 %. Je höher die Konzentration, desto geringer das für dasselbe Chlor erforderliche Volumen.

Dieser Zusammenhang verhält sich umgekehrt proportional zum Dosiervolumenstrom. Für 50 Gramm reines Chlor sind aus einer 5-%-Lösung 1,0 Liter erforderlich, aus einer 12-%-Lösung nur 0,42 Liter und aus einer 14-%-Lösung 0,36 Liter. Das heißt: Beim Betrieb desselben Beckens mit demselben Chlorziel muss die Pumpe mit einer niedrig konzentrierten Lösung fast dreimal so viel Volumen fördern. Das wirkt sich sowohl auf die Pumpenleistung als auch auf das Behältervolumen und die Häufigkeit der täglichen Befüllung aus.

Bei der Wahl der Konzentration gilt es, abzuwägen. Hochkonzentriertes Hypochlorit bedeutet weniger Volumen, eine kleinere Pumpe und seltenere Befüllung; allerdings zersetzt sich die Lösung bei hoher Konzentration schneller und setzt mehr Gas frei. Natriumhypochlorit ist von Natur aus instabil; es zerfällt durch Temperatur und Licht und verliert mit der Zeit aktives Chlor. Eine 14-%-Lösung, die einen Monat gestanden hat, kann tatsächlich auf 10 % gesunken sein; deshalb muss die Dosierberechnung regelmäßig mit der tatsächlichen Konzentration der im Behälter lagernden Lösung aktualisiert werden.

Das praktische Urteil lautet: Für das Schwimmbad ist flüssiges Chlor mit 10-12 % in den meisten Anlagen die ausgewogenste Wahl; es hält das Pumpenvolumen in einem vernünftigen Rahmen und lässt sich ohne übermäßige Gasbildung dosieren. Wird die Trockendosierung bevorzugt, ist Calciumhypochlorit-Granulat ein eigenes Thema und wird nicht mit einer Dosierpumpe, sondern mit einem separaten System zur Lösungsaufbereitung angewendet. Zu den Prinzipien der Dosierung von Antiscalant und anderen Chemikalien in der Wasseraufbereitung finden Sie Informationen in unserem entsprechenden Ratgeber. (Details: Was ist Antiscalant? Warum wird es in Umkehrosmoseanlagen eingesetzt?)

ORP bedeutet Oxidations-Reduktions-Potenzial und ist eine Größe, die die Desinfektionskraft des Wassers in Millivolt misst. Während das ppm des freien Chlors angibt, wie viel Chlor im Wasser ist, sagt der ORP-Wert, wie abtötend dieses Chlor tatsächlich ist. Im Beckenwasser liegt der ORP-Zielwert in der Regel im Bereich von 650-750 mV; 650 mV und mehr gelten als Schwelle für eine gesunde Desinfektion, 700-750 mV sorgen für eine schnelle Inaktivierung von Bakterien.

Der Vorteil der ORP-Regelung gegenüber der ppm-Messung besteht darin, dass sie den pH-Einfluss automatisch einschließt. Dieselben 1,5 ppm freies Chlor ergeben bei niedrigem pH einen hohen ORP und bei hohem pH einen niedrigen ORP, denn die Menge der eigentlich abtötenden Spezies, der hypochlorigen Säure, ändert sich mit dem pH-Wert. Da die ORP-Sonde diese tatsächliche Wirksamkeit unmittelbar erfasst, liefert sie eine zuverlässigere Rückkopplung als die ppm-Messung allein. Moderne Schwimmbadautomationen bevorzugen deshalb die ORP-Regelung.

Das System funktioniert so: Die in das Wasser getauchte ORP-Sonde liest den mV-Wert ab, das Steuergerät vergleicht ihn mit dem Zielwert und gibt der Dosierpumpe den Befehl zu fördern, sobald der Wert unter die Schwelle fällt. Die Pumpe fördert Hypochlorit, bis der ORP-Zielwert erreicht ist, und stoppt dann. Dieser geschlossene Regelkreis stellt die Dosierung selbstständig nach der Verschmutzungslast und der Badelast des Wassers ein; bei vollem Becken wird mehr, bei leerem Becken weniger Chlor gefördert.

Die ORP-Regelung hat zwei praktische Grenzen. Erstens wird in Becken, in denen Cyanursäure, also Stabilisator, verwendet wird, die ORP-Anzeige gedämpft; der Stabilisator schützt das Chlor vor der Sonne, senkt aber den ORP, sodass dieselben ppm einen niedrigeren mV-Wert anzeigen. Zweitens verlangt die ORP-Sonde eine regelmäßige Kalibrierung; eine verschmutzte oder gealterte Sonde liefert falsche Werte, und das System dosiert dann entweder zu viel oder zu wenig. Deshalb wird bei ORP-geregelten Systemen weiterhin wöchentlich von Hand die ppm-Kontrolle durchgeführt.

Der Entgasungskopf ist ein spezieller Dosierkopf, der beim Dosieren gasabgebender Chemikalien wie Natriumhypochlorit die im Pumpenkopf angesammelten Gasblasen automatisch ableitet. Natriumhypochlorit zerfällt mit der Zeit und setzt dabei Sauerstoff frei; dieses Gas sammelt sich im oberen Hohlraum des Pumpenkopfes, bildet vor der Membran ein Polster, und wenn die Pumpe einen Hub ausführt, komprimiert sie nicht die Flüssigkeit, sondern dieses Gas. Das Ergebnis: Die Pumpe scheint zu laufen, fördert aber keine Chemikalie.

Dieser Vorgang ist die häufigste Störung bei der Hypochlorit-Dosierung und wird als Gassperre bezeichnet. Das Erscheinungsbild ist typisch: Die Pumpe führt hörbar Hübe aus, in der Saugleitung ist Bewegung zu sehen, doch an der Impfstelle kommt kein Chlor an, und das freie Chlor in ppm sinkt kontinuierlich. Ein Standard-Dosierkopf kann dieses Gas nicht ableiten, weil seine Rückschlagventile zu leicht sind, um das Gas zu komprimieren und hindurchzulassen. Zu den Ursachen und Lösungen bei einer Dosierpumpe, die kein Chlor fördert, finden Sie Informationen in unserem entsprechenden Ratgeber. (Details: Dosierpumpe läuft, fördert aber keine Chemikalie: Ursachen und Lösungen)

Der Entgasungskopf löst dieses Problem konstruktiv. Im oberen Teil des Kopfes befindet sich zusätzlich zur Hauptinjektionsleitung eine kleine Bypass-Leitung, die zum Dosierbehälter zurückführt; bei jedem Hub werden das angesammelte Gas und eine geringe Menge Flüssigkeit über diese Leitung in den Behälter zurückgeleitet, sodass der Kopf stets mit Flüssigkeit gefüllt bleibt. Bei allen gasabgebenden oder schäumenden Chemikalien wie Hypochlorit, Peroxid und Polyelektrolyt ist der Entgasungskopf praktisch zwingend.

Ohne Entgasungskopf gibt es Maßnahmen, aber keine davon ist dauerhaft. Die Saugleitung vom Boden des Dosierbehälters abzuziehen, den Kopf senkrecht zu montieren und die Leitung bis zum Impfventil stetig ansteigend zu verlegen, verringert die Gasansammlung. Dennoch gerät eine Pumpe ohne Entgasungskopf bei Hypochlorit, dessen Zerfall in der Sommerhitze beschleunigt wird, früher oder später in die Gassperre. In einem neu errichteten Chlorungssystem ist der Entgasungskopf keine Option, sondern eine grundlegende Anforderung.

Die medienberührten Werkstoffe einer Chlor-Dosierpumpe müssen so gewählt werden, dass sie dem oxidierenden Angriff von Natriumhypochlorit standhalten. Als Membran- und Dichtungswerkstoff wird für Hypochlorit Viton (FKM) bevorzugt; Viton zeigt eine hohe Beständigkeit gegenüber Oxidationsmitteln und hat in chlorhaltiger Umgebung eine lange Lebensdauer. EPDM ist zwar in heißem Wasser, Dampf und vielen Chemikalien gut, altert aber bei starken Oxidationsmitteln schneller als Viton; deshalb sollte in der Hypochloritleitung Viton die erste Wahl sein.

• Membran / Dichtung – Viton (FKM): hohe Beständigkeit gegenüber Hypochlorit, Chlor und Oxidationsmitteln, erste Wahl für die Chlorung
• Membran / Dichtung – EPDM: gut in heißem Wasser und vielen Chemikalien, bei starken Oxidationsmitteln jedoch kürzere Lebensdauer, bei Chlor zweite Wahl
• Pumpenkopfgehäuse – PVDF: überlegene chemische Beständigkeit gegenüber Chlor und Säuren, bevorzugt bei der industriellen Chlorung
• Pumpenkopfgehäuse – PP (Polypropylen): wirtschaftlich und weit verbreitet, geeignet für Schwimmbadanwendungen mit niedriger Konzentration
• Ventilkugeln / Sitz – Keramik oder Glas: kein Verschleiß und kein Aufquellen bei Hypochlorit, sorgt für Stabilität bei präziser Dosierung
• Impfventil und Schlauch – PVDF oder PE: chlorbeständig, bei Außenleitungen mit UV-Einwirkung durch Beschattung geschützt
• Zu vermeidende Werkstoffe – Kupfer, Messing und Legierungen: Hypochlorit korrodiert Metall rasch, daher nicht im medienberührten Bereich verwenden

Die Werkstoffauswahl ist nicht nur eine Frage der Lebensdauer, sondern auch der Dosiergenauigkeit. Eine aufquellende oder alternde Dichtung führt zu Undichtigkeiten im Ventil; ein undichtes Rückschlagventil lässt bei jedem Hub eine gewisse Menge Flüssigkeit zurückströmen, sodass die tatsächliche Dosierung niedriger ausfällt als berechnet. Deshalb werden bei der Chlorungspumpe Viton-Dichtung und Keramik-Ventilkugel nicht nur wegen der Beständigkeit, sondern auch wegen der ppm-Stabilität gewählt.

Soll im selben Pumpentyp eine andere Chemikalie dosiert werden, wird die Werkstoffverträglichkeit erneut geprüft. Sollen zum Beispiel Schwefelsäure zur pH-Senkung und Chlor abwechselnd mit derselben Pumpe gefördert werden, ist ein Werkstoffsatz zwingend, der mit beiden Chemikalien verträglich ist. Allgemeine Regel: Jede Kombination aus Chemikalie und Werkstoff, bei der Sie unsicher sind, wird anhand der Chemikalienbeständigkeitstabelle des Herstellers überprüft. Zum Gesamtbild der Ventile und Dosierarmaturen für die Wasseraufbereitung können Sie zu unserem Ratgeber zur Auswahl in der industriellen Aufbereitung zurückkehren. (Details: Wie wählt man eine industrielle Wasseraufbereitungsanlage aus? Einstiegsratgeber für Fabriken)

Chlor-Dosierpumpen werden nach ihrem Funktionsprinzip in drei Haupttypen unterteilt: Magnet-Membranpumpe, Motor-Membran-Kolbenpumpe und Schlauchpumpe (peristaltisch). Die Auswahl erfolgt nach erforderlichem Volumenstrom, Gegendruck und Dosiergenauigkeit. Der Magnettyp eignet sich für niedrigen Volumenstrom und mittleren Druck, der Motortyp für hohen Volumenstrom und hohen Druck, der peristaltische Typ tritt bei gasabgebenden und instabilen Chemikalien in den Vordergrund. Der größte Teil der Schwimmbäder und kleinen Aufbereitungsleitungen wird mit dem Magnettyp gelöst.

• Magnet-Membranpumpe – Volumenstrombereich ca. 0,5-30 l/h, Gegendruck 1-20 bar; wirtschaftlich, leise, die verbreitetste Wahl für Schwimmbäder und Aufbereitung mittlerer Größe
• Motor-Membranpumpe – Volumenstrom über 10 l/h, hoher Druck und großes Volumen; für industrielle Chlorung und Leitungen mit hohem Gegendruck
• Peristaltisch (Schlauch) – bildet keine Gassperre, trockenlauftolerant; Vorteil bei gasabgebendem Hypochlorit und schäumenden Chemikalien, der Schlauch muss jedoch regelmäßig gewechselt werden
• Regelungsart – Fester Hub: am einfachsten, für Leitungen mit konstantem Volumenstrom; impulsproportional: synchron mit dem Durchflussmesser, für Aufbereitung mit veränderlichem Volumenstrom; ORP/pH-Rückkopplung: geschlossener Regelkreis, für Schwimmbadautomation
• Verträglichkeit mit dem Gegendruck – Der Druck an der Impfstelle muss unter dem maximalen Druck der Pumpe liegen; andernfalls sinkt der Volumenstrom, und das Ventil wird überbeansprucht

Der besondere Vorteil der Schlauchpumpe bei der Chlorung ist ihre Immunität gegenüber der Gassperre. Da die Flüssigkeit nur durch einen flexiblen Schlauch strömt und kein Rückschlagventil vorhanden ist, befördert der Schlauch das Hypochlorit-Gas auch dann zusammen mit der Flüssigkeit weiter, wenn es Blasen bildet. Deshalb ist der peristaltische Typ bei sehr instabilen oder schäumenden Lösungen eine Alternative zur Magnetpumpe mit Entgasungskopf. Der Preis dafür: Der Schlauch ist ein Verschleißteil und muss regelmäßig gewechselt werden.

Der Motorkolben- oder Membrantyp kommt zum Einsatz, wenn der Volumenstrom 30 l/h und der Gegendruck 10 bar überschreiten. Große Schwimmbadkomplexe, kommunale Trinkwasserbehälter und industrielle Prozesswasserleitungen fallen in diese Klasse. Da bei diesen Pumpen Hublänge und Hubfrequenz getrennt einstellbar sind, bieten sie in einem weiten Volumenstrombereich hohe Genauigkeit. Zu den allgemeinen Dosierpumpentypen und ihren Anwendungsbereichen finden Sie Informationen in unserem grundlegenden Ratgeber. (Details: Was ist eine Dosierpumpe? Wo wird sie eingesetzt und wie wählt man sie aus?)

Der grundlegende Unterschied zwischen Schwimmbaddosierung und Dosierung in der Wasseraufbereitung besteht darin, ob die Dosierung vom Volumen oder vom Volumenstrom abhängt. Das Schwimmbecken ist ein geschlossenes Volumen; die Dosierung wird täglich anhand des Beckenvolumens in m³ und des Ziel-ppm berechnet und über die Dauer des Filtrationszyklus verteilt. Die Wasseraufbereitungsleitung dagegen ist ein durchströmtes System; die Dosierung wird kontinuierlich aus dem Produkt von Hauptwasservolumenstrom in m³/h und Ziel-ppm berechnet und muss sich mit dem Volumenstrom ändern. Diese Unterscheidung bestimmt die Regelungsart der Pumpe.

• Dosiergrundlage – Schwimmbad: Volumen in m³ und Ziel-ppm, tägliche Erhaltung; Aufbereitung: Hauptwasservolumenstrom in m³/h und Ziel-ppm, kontinuierlicher Fluss
• Ziel für freies Chlor – Schwimmbad: 1-3 ppm; Trinkwasser: 0,2-0,5 ppm am Netzende
• Regelungsart – Schwimmbad: zeitgesteuert oder geschlossener Regelkreis mit ORP/pH-Rückkopplung; Aufbereitung: proportional zum Impuls des Durchflussmessers
• Vorrangige Messung – Schwimmbad: ORP in mV und pH; Aufbereitung: freies Chlor in ppm am Leitungsende und Chlorbedarf
• Chemikalie – Schwimmbad: flüssiges Chlor mit 10-12 % verbreitet; Aufbereitung: Konzentration nach Volumenstrom, meist geringe Dosierung
• Kritisches Risiko – Schwimmbad: übermäßiges Chlor, Komfort- und pH-Probleme; Aufbereitung: zu wenig Chlor, Lücke in der mikrobiologischen Sicherheit

Die praktische Folge dieses Unterschieds ist, dass sich beide Systeme nicht effizient mit derselben Pumpe lösen lassen. Eine für das Schwimmbad gewählte zeit- und ORP-geregelte Pumpe kann in einer Aufbereitungsleitung mit veränderlichem Volumenstrom das ppm nicht konstant halten; eine für die Aufbereitung gewählte Pumpe mit sehr kleinem, volumenstromproportionalem Förderstrom wiederum kann ein Schwimmbad, das Stoßchlorung benötigt, nicht in angemessener Zeit chloren. Der richtige Ansatz besteht darin, zuerst festzulegen, ob es sich um ein Schwimmbad oder eine Aufbereitung handelt, und danach Leistung und Regelung entsprechend zu wählen.

In einer Wohnanlage in Istanbul-Kadıköy, die wir betreuen, wurden im selben Technikraum sowohl ein Gemeinschaftsbecken mit 120 m³ als auch der Trinkwasserbehälter der Gebäude gechlort; bei der Erstinstallation versuchte eine einzige große Pumpe, beide Aufgaben zu erledigen, sodass das Becken zu stark und der Behälter zu schwach gechlort wurde. Die Lösung bestand darin, für das Becken eine ORP-geregelte Pumpe mittleren Volumenstroms und für den Trinkwasserbehälter eine separate volumenstromproportionale Pumpe mit sehr kleinem Volumenstrom einzusetzen; nachdem die beiden Leitungen getrennt waren, pendelten sich beide auf das Ziel-ppm ein.

Die Leistung einer Chlor-Dosierpumpe ist der Wert, mit dem sie den höchsten Dosierbedarf des Systems abdecken kann und dies im Bereich von 20-70 Prozent ihres Volumenstroms tut. Die Untergrenze ist wichtig, denn läuft die Pumpe dauerhaft weit unter ihrer Maximalleistung, sinkt sowohl die Genauigkeit als auch steigt das Risiko einer Gassperre; die Obergrenze ist wichtig, denn eine Pumpe, die dauerhaft mit voller Leistung läuft, lässt keinen Einstellspielraum und verschleißt rasch. Die Leistung wird nicht nach der Erhaltung, sondern nach dem Spitzenbedarf gewählt.

Auf der Schwimmbadseite gelten folgende praktische Richtwerte. Für ein Wohnhausbecken mit 30-50 m³ deckt eine Magnetpumpe mit einer oberen Leistungsgrenze von 3-5 l/h die Erhaltung und eine vernünftige Stoßdosis ab. Für ein Becken mit 100-150 m³ ist der Bereich von 5-10 l/h geeignet. Bei öffentlichen Becken über 300 m³ sind 10-20 l/h oder der Motortyp erforderlich. Diese Werte gelten unter der Annahme von flüssigem Chlor mit 10-12 % und einem Dosierfenster von 2-4 Stunden; sinkt die Konzentration, wird die Leistung proportional größer ausgelegt.

Auf der Seite der Wasseraufbereitung skaliert die Leistung mit dem Hauptwasservolumenstrom. In einer Trinkwasserleitung mit 5-10 m³/h liegt die für das Ziel von 0,5 ppm berechnete Dosierung in der Regel in der Größenordnung von 0,05-0,1 l/h; in diesem Fall ist eine präzise Pumpe mit einer oberen Leistungsgrenze von 1-2 l/h ideal. Ist der Chlorbedarf im Brunnenwasser hoch, wird die Leistung um diese zusätzliche Last größer ausgelegt. In industriellen Prozessleitungen treten mit steigendem Volumenstrom der Motortyp und eine hohe Gegendruckfestigkeit in den Vordergrund.

Der Gegendruck ist neben der Leistung der zweite kritische Parameter. Die Pumpe muss einen Druck erzeugen können, der über dem Leitungsdruck an der Impfstelle liegt; in einer Leitung mit 6 bar kann eine Pumpe mit 4 bar nicht dosieren. In Schwimmbadleitungen beträgt der Gegendruck in der Regel 1-2 bar, in unter Druck stehenden Aufbereitungsleitungen kann er 4-8 bar betragen. Die richtige Pumpe erfüllt gleichzeitig die erforderlichen l/h und die erforderlichen bar; fehlt eines von beiden, hält die Dosierung nicht. Für kaufrelevante Produktoptionen sehen Sie sich die Seite Dosierpumpe an. (Details: Dosierpumpen)

Die Serien Grundfos DDA und DDE bilden eine Familie digitaler Dosierpumpen und sind eine weit verbreitete Referenz für die Dosierung in der Wasseraufbereitung, einschließlich der Chlorung. Die Serie Grundfos DDA bietet dank ihres Schrittmotorantriebs ein sehr weites Turndown-Verhältnis; dieselbe Pumpe kann sowohl sehr kleine als auch vergleichsweise große Volumenströme mit hoher Genauigkeit fördern. Das erleichtert es, die Pumpe bei Chlorungsleitungen mit veränderlichem Bedarf stets in ihrem effizienten Bereich zu halten.

Die Serie Grundfos DDA hat bei der Chlorung zwei Stärken. Erstens arbeitet sie mit Funktionen wie AutoFlowAdapt und SlowMode, die die automatische Gasausgasung steuern, widerstandsfähig gegen die Hypochlorit-Gassperre. Zweitens melden Modelle mit Sensoren, die das tatsächlich dosierte Volumen messen und Druckänderungen erkennen, eine Verstopfung oder Gassperre in der Leitung selbst. Zum Beispiel ist eine Pumpe der Klasse Grundfos DDA 7,5-16 so positioniert, dass sie bei einem Volumenstrom von ca. 7,5 l/h bis zu einem Gegendruck in der Größenordnung von 16 bar dosieren kann.

Die Serie Grundfos DDE ist dagegen die wirtschaftlichere digitale Option und bietet für Schwimmbäder und kleine bis mittlere Aufbereitungsdosierung ausreichende Genauigkeit. Grundfos DDE unterstützt konstante und impulsproportionale Regelung; sie wird auch in Schwimmbadautomationen eingesetzt, die mit ORP- und pH-Sonde einen geschlossenen Regelkreis aufbauen. Die Auswahl zwischen DDE und DDA erfolgt nach dem Gegendruck der Leitung und der erforderlichen Breite des Turndown-Verhältnisses; ist hohe Genauigkeit und sensorgestützte Überwachung gefragt, tritt die DDA in den Vordergrund.

Pomeka Mekanik führt die Grundfos-Baureihe; sobald Volumenstrom, Gegendruck und Chemikalienkonzentration Ihrer Chlorungsleitung feststehen, können wir gemeinsam das passende DDA- oder DDE-Modell festlegen. Alle Marken und Baureihen finden Sie auf unserer Seite „Marken“. (Details: unsere Markenseite)

Etatron ist eine im Dosierpumpenmarkt bekannte Marke und im Segment der Magnetdosierpumpen weit verbreitet. Pomeka Mekanik liefert diese Marke nicht; als gleichwertige geführte Baureihen erfüllen die digitalen Dosierpumpen Grundfos DDA und DDE bei der Chlorung und der Dosierung in der Wasseraufbereitung dieselbe Funktion mit hoher Genauigkeit. Bei der Markenauswahl sind die Kriterien die Eignung von Volumenstrom und Gegendruck sowie das Vorhandensein chlorspezifischer Ausstattung wie Viton-Dichtung und Entgasungskopf.

Unabhängig von der Marke ist die Mindestausstattung, die bei einer Chlorungspumpe zu suchen ist, eindeutig: Membran und Dichtung aus Viton (FKM), ein Entgasungskopf für gasabgebendes Hypochlorit, Ventilkugeln aus Keramik und ein chlorbeständiges Kopfgehäuse aus PVDF oder PP. Diese Ausstattung erledigt die Chlorung bei jeder Marke zuverlässig. Entscheidend ist weniger der Name einer Marke als die Frage, ob die Pumpe diese vier Merkmale mitbringt.

Auch bei der Regelung gelten markenunabhängige Kriterien. Während für ein Schwimmbad mit konstantem Volumenstrom eine einfache Zeitsteuerung genügt, verlangt eine Aufbereitungsleitung mit veränderlichem Volumenstrom eine volumenstromproportionale Regelung und ein komfortables, sicheres Schwimmbad eine ORP-Redoxrückkopplung. Vor der Wahl der richtigen Marke festzulegen, welche Regelungsart erforderlich ist, verhindert von vornherein den größten Teil der Auswahlfehler. Zum Ansatz über Volumenstrom und Druck bei der Auswahl einer Etatron-Dosierpumpe finden Sie Informationen in unserem entsprechenden Ratgeber. (Details: Etatron-Dosierpumpen-Auswahlratgeber: Wie findet man das richtige Modell nach Volumenstrom und Druck?)

Die sichere Montage eines Chlorungssystems beruht darauf, Chemikalienkontakt und das Einatmen von Gas zu verhindern. Natriumhypochlorit ist eine Chemikalie, die Haut und Augen reizt und deren Dampf die Atemwege angreift; der Dosierbehälter wird in einem gut belüfteten Bereich, fern von Sonnenlicht und in einer Auffangwanne aufgestellt, in der verschüttete Flüssigkeit aufgefangen werden kann. Chlor- und Säurelösungen werden in getrennten Fächern aufgestellt, sodass sie sich niemals in derselben Auffangwanne vermischen können; vermischen sie sich, wird giftiges Chlorgas freigesetzt.

Die Impfstelle wird richtig positioniert. Chlor wird nach dem Filterausgang und vor dem Wassererwärmer injiziert; vor dem Wassererwärmer injiziertes konzentriertes Chlor kann den Wärmeübertrager korrodieren. Das Impfventil wird über eine Düse mit Rückschlagventil an das Hauptrohr angeschlossen; dieses Ventil verhindert, dass Leitungswasser in die Dosierleitung zurückströmt und die Pumpe von innen korrodiert. Die Impfstelle muss genügend weit vor der Messsonde liegen, damit sich die Mischung homogenisieren kann.

Auf der Saugseite ist ein Trockenlaufschutz wichtig. Wenn der Dosierbehälter leer ist, versucht die Pumpe, Luft zu fördern; dabei wird sowohl das Chlor unterbrochen als auch die Membran beansprucht; der Niveauschwimmer stoppt die Pumpe und gibt einen Alarm aus, sobald der Behälter unter einen bestimmten Füllstand fällt. Außerdem wird an der Saugleitung ein Saugsieb mit Gewicht angebracht; dieses Sieb verhindert, dass Sediment am Behälterboden und auskristallisierte Rückstände die Ventile verstopfen. Der Trockenlaufschutz ist in einem Chlorungssystem eine grundlegende Investition für eine lange Lebensdauer.

Inbetriebnahme und Kalibrierung werden nicht vernachlässigt. Nach der Installation wird die Pumpe kalibriert, indem das tatsächlich geförderte Volumen aus einem Messgefäß mit Skala gemessen wird; der Katalogvolumenstrom und der tatsächliche Volumenstrom können wegen Gegendruck und Viskosität voneinander abweichen. In den ersten Tagen wird das freie Chlor in ppm mehrmals täglich von Hand gemessen und die Dosierung feinjustiert. Dieser Kalibrierschritt entfällt auch bei ORP-geregelten Systemen nicht, denn nur die manuelle Überprüfung erfasst die Drift der Sonde.