Salz in Schwimm- und Badebecken

Soleschwimmbäder liegen seit Jahren ungebrochen im Trend. Von der Planungs-, der Ausführungs- und von der Betriebsseite her sind allerdings höhere Anforderungen als bei einem normalen Schwimmbad zu berücksichtigen, um langfristig Freude an einem Bad im Solewasser zu haben. Auch die Auswahl der zu verwendenden Salze hat eine signifikante Auswirkung auf das Badeerlebnis. Ein Fachartikel von Dipl.-Ing. Alexander Reuß (Ospa Schwimmbadtechnik)

Für viele Menschen ist Salz nichts weiter als ein billiges Gewürzmittel, welches massenhaft hergestellt und immer verfügbar ist. In früheren Zeiten war Salz dagegen ein Luxusgut, das man auch das „weiße Gold“ nannte. Salzgewinnung und Salzhandel ließen viele Verkehrswege und Städte entstehen (Salzburg, Schwäbisch Hall, Halle ...).

Die Heilwirkung von Meerwassers kannte schon Hippokrates

Der Mensch kann ohne Salz nicht leben, denn das Mineral regelt den Wasserhaushalt im Körper. Die Bestandteile von Salz sind bei vielen Prozessen im Körper notwendig. Im Menschen selbst befinden sich circa 160 g Salz. Viele Mediziner schwören auf die Wirkung von Salz. Dabei sind Salzanwendungen nicht neu, sondern waren lediglich lange Zeit in Vergessenheit geraten.

Schon vor mehr als 2.000 Jahren beschrieb der griechische Arzt und Wissenschaftler Hippokrates die Heilwirkung des Meerwassers auf die unterschiedlichsten Krankheiten. Heißes wie auch kaltes Salzwasser diente für Bäder, Dampfinhalationen sowie zur Behandlung von rheumatischen Erkrankungen, Gicht und Hautkrankheiten.

Das Solebad hat nachweisbar positive Auswirkungen auf die Gesundheit: Es lindert Hautprobleme und rheumatische Beschwerden, bekämpft Rückenschmerzen und beugt Herz-Kreislauf-Erkrankungen vor. Salzbäder stärken so die Abwehrkraft. Die salzhaltige Luft soll zudem die Selbstheilungskräfte stärken und Erkrankungen wie Tinnitus, Asthma, Bronchitis, Heuschnupfen, Neurodermitis und Allergien lindern.

Während bei starker Sonneneinstrahlung das Salz auf der Haut eher schädigend wirkt (Lindlbauer & Bauer 2008), kann die Hautregeneration durch ein Salzbad gefördert werden. „Unter allen Edelsteinen ist Salz der kostbarste“, sagte einst Justus von Liebig und würdigte damit die elementare Bedeutung von Salz – eine der einfachsten Verbindungen, die trotzdem für das Leben eine ungewöhnlich große Bedeutung hat.

Es kommt also nicht von ungefähr, dass Salzbehandlung auch in den Wellnessbereich vieler Hotels Einzug gehalten hat. Der Badbereich der Wellnesshotels ist eines der wichtigsten Aushängeschilder, denn ein gepflegter und einladender Badbereich sorgt für das Wohlbefinden der Gäste. Er ist deshalb oft für die Wellnesshotels als Zugpferd unverzichtbar geworden. Immer mehr Hoteliers wollen ihren Gästen das entspannende, wohltuende und gesundheitlich fördernde Bad im Solewasser anbieten.

Je nach Salzgehalt werden Wässer als Süß- oder Salzwasser bezeichnet. Süßwasser weist einen Salzgehalt von weniger als 0,1 % auf, während der durchschnittliche Salzgehalt der Ozeane bei etwa 3,5 % liegt. Eine gesättigte Kochsalzlösung enthält etwa 26,5 % Natriumchlorid bei 30 °C. Liegt der Gehalt über 14 g/kg, so werden Kochsalzbäder als Solen bezeichnet (Ullmann 2002). Allgemein spricht man aber in der Schwimmbadbranche bei Bädern mit Salzkonzentrationen von über 0,2 % von Solebädern.

Salzgehalt in Poolwasser

Salzkonzentrationen werden üblicherweise in % oder als g/l angegeben. Hierbei muss erwähnt werden, dass beide Einheiten nicht miteinander korrelieren, denn die Prozentangabe bezieht sich stets auf den Masseanteil in kg/kg. Im unteren Bereich entspricht beispielsweise 0,1 % annähernd 1 g Natriumchlorid auf einen Liter Wasser, da das Eigengewicht des Salzes vernachlässigt werden kann. Bei der Zugabe von 100 g ist dies jedoch nicht mehr der Fall, denn 100 g/l entspricht nicht 10 %, sondern etwa 9,1 % (100 g /1100 g).

Geht man von einem Salzgehalt im Poolwasser von 1 % aus, so entspricht das etwa 10 g Salz pro Liter Wasser. Bei einem Schwimmbecken in der Größe 8 x 4 x 1,35 m mit einem Wasserinhalt von 43 m³ werden also 10 kg Salz pro Kubikmeter Wasser benötigt bzw. 430 kg für die gesamte Beckenfüllung. Ein nicht unbeträchtlicher Kostenfaktor, wobei der Arbeitsaufwand für Lagerung, Transport und Zugabe noch hinzugerechnet werden muss. Der zur Filterspülung erforderliche Wasserverlust – bei einer Filteranlage mit einem Volumenstrom von 10 m³ sind das 840 l – muss wiederum durch Solewasser ergänzt werden. Dazu muss man zu jeder Filterspülung etwa 8 bis 9 kg Salz zugeben.

Salzkonzentration und Wasseraufbereitung

Die Soleherstellung erfolgt entweder vor Ort in einem Solebereiter oder wird als Natursole angeliefert und in einem separaten Soletank gespeichert. Bei jeder Frischwassernachspeisung wird eine eingestellte Menge gesättigter Solelösung zusammen mit Frischwasser in den Wasserspeicher geleitet. Damit wird die Salzkonzentration im Beckenwasser konstant gehalten. Die Solekonzentration kann im Becken u.a. über eine Leitwert-Messzelle erfasst und automatisch geregelt werden. Die künstliche Solebereitung befindet sich in einem separat verschlossenen Raum, der über eine separate Lüftung verfügt. Diese Lüftungsanlage ist speziell für Solewasser ausgelegt.

Der hohen Salzkonzentration ist bei der Wasseraufbereitung und der Wahl des Schwimmbeckens und aller Einbauteile Rechnung zu tragen. Die leider weitverbreitete, zum Teil bewusst gestreute, auf Unwissen oder gezieltem Marketing basierende Meinung, in einem Solebad sei aufgrund des hohen Salzgehaltes und damit geringerer mikrobiologischer Aktivität keine oder eine geringere Wasseraufbereitung und insbesondere keine Desinfektion notwendig oder das Salz sei selbst desinfizierend wirksam, ist falsch (Tuschewitzki 2000).

Der Einsatz von Edelstählen in Solewasser

In einem Solebad wird wie in nicht solehaltigen Bädern eine komplette Wasseraufbereitungsanlage benötigt, die sich hinsichtlich der einzelnen Aufbereitungsstufen – insbesondere der Desinfektion – von solchen in nicht solehaltigen Bädern nicht bzw. nicht wesentlich unterscheidet. Gegebenenfalls muss bei Verwendung von Natursole mit gegenüber der Oxidation mit Luftsauerstoff empfindlichen Wasserinhaltsstoffen wie z.B. Eisen oder Mangan eine Voraufbereitung eingeplant werden. An die Aufbereitungstechnik für das Beckenwasser werden aber aufgrund der Salinität des Wassers allgemein besondere Anforderungen gestellt:

• Filterpumpen, Wärmetauscher, Becken und Beckeneinbauteile, Attraktionen inklusive aller Zubehörteile sowie sämtliche mit dem Wasser in Berührung kommende Teile aus solebeständigen Materialien (z.B. Kunststoff, Titan, höherlegierte Edelstähle)
• separater Soleaufbereiter oder Speicher für fertig gelieferte Sole
• Messung des Salzgehalts mittels Leitfähigkeitsmessung oder Dichtemessung

Die Chloridbeständigkeiten von Edelstählen

Vor allem, was den Einsatz von Edelstählen in einem Solebad betrifft, ist bei der Auswahl des Edelstahls allergrößte Sorgfalt anzuwenden (Merkblatt 831 – Edelstahl Rostfrei in Schwimmbädern). Die Edelstähle müssen entsprechend ihrem jeweiligen Einsatzzweck korrosionsbeständig sein. Entscheidend für die Auswahl ist der Chloridgehalt im Wasser und die Chloridbeständigkeit des Edelstahls. In der Regel kommen bei Schwimmbädern mit niedrigem Chloridgehalt Edelstähle mit den Werkstoff-Nummern 1.4401, 1.4404 oder 1.4571, auch als V4A bezeichnet, zum Einsatz. Der Grenzwert für diese Edelstähle liegt bei den meisten Herstellern bei einer Wassertemperatur von etwa 30 °C zwischen 400 und 500 mg/l.

Da das Wasser in Solebädern aber weitaus höhere Chloridkonzentrationen (> 1200 mg/l) aufweist, sind diese Edelstähle wegen der vergleichbar geringen Chloridbeständigkeit und erhöhter Korrosionswahrscheinlichkeit für den Einsatz im Solebad ungeeignet. Es müssen hier noch höher legierte Edelstähle mit entsprechend höheren Chrom- (19 bis 21 %), Nickel- (17,5 bis 26 %) und Molybdänanteilen (4 bis 7 %) zum Einsatz kommen, wie es bei Edelstählen mit den Werkstoffnummern 1.4539, 1.4529 oder 1.4547 der Fall ist, die übrigens auch in der Meerestechnik verwendet werden, aber aufgrund ihrer Zähigkeit auch schwerer zu verarbeiten und außerdem sehr teuer sind. Die letztgenannten Edelstähle haben ihre Einsatzgrenzen bei einem Chloridgehalt von etwa 12.000 mg/l oder 2 %. Es gibt zwar noch Edelstähle, die deutlich darüber hinaus einsetzbar wären, doch sind diese meist unbezahlbar und nur in speziellen Einzelfällen einsetzbar (Eichenwald).

Nahezu schwerlelos im Floating-Becken

Eine besondere Anwendung mit ausgesprochen hohen Solekonzentrationen ist das Floating (engl. schweben, treiben). Hierbei handelt es sich um eine Entspannungstechnik, bei der Personen mit Hilfe von konzentriertem Salzwasser in einem speziellen Floating-Becken nahezu schwerelos an der Wasseroberfläche treiben. Floatingbäder sind eher für Einzelanwendungen, also für eine, maximal zwei Personen gedacht. Zum Konzept des Floatens gehört es, abgeschottet von Außenreizen, das heißt bei absoluter Ruhe eine Tiefenentspannung zu erreichen.

Aus diesem Grund darf das Wasser im Becken während der Anwendung auch nicht umgewälzt werden. Diese und andere Besonderheiten führen dazu, dass sich die Wasseraufbereitung in Floatingbecken von der sonst üblichen Verfahrensweise (nach DIN 19643) teilweise erheblich unterscheidet (Reuß & Dygutsch 2011; DGfdB R 65.11).

Zunächst muss der Begriff ‚Salz‘ definiert werden. Chemisch sind damit im weiteren Sinn Verbindungen gemeint, die in wässriger Lösung bzw. in Schmelzen in frei bewegliche positive Ionen (Kationen) und negative Säurerest-Ionen (Anionen) dissoziieren (Sommer 1967). Es ist aufgrund einer Vielzahl an Kationen und Anionen eine hohe Zahl unterschiedlicher Salze bekannt. Im engeren Sinn versteht man unter Salz meist das Natriumchlorid (Kochsalz, Speisesalz).

Bei den meisten Solebäder beruht die Salinität auf Natriumchlorid. Es können im Bereich von Schwimm- und Badebecken, insbesondere beim Floating, aber auch eine ganze Menge anderer Salze wie Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat usw. (oder entsprechende Mischungen), denen mitunter unterschiedliche physische (und psychische) Wirkungen nachgesagt werden, zum Einsatz kommen.

Die Unterschiede zwischen den Salzen liegen meist – neben der konkreten Zusammensetzung – in der Reinheit. Grob lässt sich sagen: je reiner der Stoff, desto aufwendiger der Herstellungsprozess (vom Abbau und Transport über die verschiedenen Reinigungsverfahren bzw. Verfahren zur Entfernung spezieller Verunreinigungen bis hin zum Abfüllen) und desto teurer das jeweilige Salzprodukt.

[Anmerkung: Ausnahme von dieser Regel: gänzlich unaufbereitetes, unbehandeltes „Natursalz“ (wobei dieser Begriff irreführend ist – alle Salze sind Natursalze, kein Salz wird künstlich hergestellt), das kostet in der „Herstellung“ praktisch nur den Abbau und Transport, wird als „Himalayasalz“ angepriesen (kommt aber nicht aus dem Himalaya) und mit allerlei wunderlichen (esoterischen) Eigenschaften beworben und für ein Vielfaches des hochreinen und speziell aufbereiteten „künstlichen“ Salzes an gläubige Käufer vermarktet.]

Die verschiedenen Salze

Es wird unterschieden in natürliche, naturbelassene Salze (nicht homogen, evtl. Störstoffe bleiben) und naturidentische (maßgeschneidert, ortunabhängig, große Stabilität als Feststoff, nur das Gute kommt ins Wasser) Salze. Welche Aufbereitungsverfahren für das Salz im Einzelnen zur Anwendung kommen, hängt auch ganz wesentlich vom vorgesehenen Einsatzzweck ab.

Für den Einsatz in der Desinfektion mittels Membrantechnologie (also Elektrolyseanlagen mit membrangeteilten Elektrolysezellen) sind an das eingesetzte Salz viel höhere Reinheitskriterien anzusetzen als für ein Salz, welches zur Herstellung von Sole zum Baden Verwendung findet.

In der Nahrungsmittelindustrie finden wiederum andere Reinheitskriterien Berücksichtigung als in der Bauindustrie, bei der Enthärtung oder im Straßenverkehr (Streusalz) usw. Stoffe, die in einer Anwendung Störstoffe darstellen, können in anderen Anwendungen (in bestimmten Konzentrationen) völlig unbedenklich oder gar erwünscht sein und umgekehrt. Es können Zusatzstoffe wie Rieselhilfen in definierten Konzentrationen in einer Anwendung eingesetzt werden, die in anderen Anwendungen hochtoxischen Nebenprodukte erzeugen würden.

Wie in anderen Marktsegmenten auch, tummeln sich natürlich auch bei der Vermarktung von Salzen allerlei Marktteilnehmer, die entweder auf bestimmte Anwendungen spezialisiert sind (wie z.B. spezielle Badesalze, Elektrolysesalze, Kochsalz, Salz für den Straßenverkehr etc.) – aber auch solche, die allerlei Wundersalze und dergleichen anbieten – mit vielen sonderbar positiven (pseudowissenschaftlichen) Eigenschaften.

Bleibt zu konstatieren, dass Solen gut für die Seele und Gesundheit sind. Dies wird auch im Wellnessbereich intensiv genutzt. Es gilt jedoch, die eingesetzte Salzqualität zu beachten. Sole- und Floating-Becken unterscheiden sich hinsichtlich Beschaffenheit des Wassers und Aufbereitungsweise von normalen Schwimmbädern. Eine entsprechende Wasseraufbereitung ist in der Lage, eine hygienisch einwandfreie Wasserqualität zu gewährleisten. Die besonderen Anforderungen an Technik und Materialien müssen bei Planung, Bau und Betrieb berücksichtigt werden.

Literaturnachweise

DGfdB R 65.11 Anforderungen an die Wasseraufbereitung von Floatinganlagen, 2014

DIN 19643 Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser, Beuth Verlag, 2012

Informationsmaterial der Firma Eichenwald

Lindlbauer, Bauer - Gesund & schön von Kopf bis Fuß. Alles über Haut, Haare, Nägel Verlagshaus der Ärzte, 2008

Merkblatt 831 – Edelstahl Rostfrei in Schwimmbädern, Informationsstelle Edelstahl Rostfrei

Reuß, A; Dygutsch D.P. – Qualitätssichere Wasseraufbereitung in Floatingbecken, Bemessungskriterien AB Archiv des Badewesens 05/2011

Sommer, Klaus – Wissensspeicher Chemie, Volk und Wissen, Berlin 1967

Tuschewitzki, Dr. Georg – Bakteriologische Anforderungen, Skript zum Seminar “Bäder und Salze”, Gelsenkirchen, 2000

Ullmann, Fritz – Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 6. Auflage, Dezember 2002