Analiza eksploatacyjna i wnioski z wdrożenia technologii membranowych w basenach publicznych
DOI:
https://doi.org/10.17512/INSTAL.2026.08.06Słowa kluczowe:
baseny, technologie membranowe, odzysk wody, fouling membranowy, zrównoważone zarządzanie obiektami basenowymiAbstrakt
Obiekty basenowe charakteryzują się wysokim zużyciem wody związanym z procesami technologicznymi, takimi jak płukanie złóż filtracyjnych, odświeżanie wody basenowej oraz uzupełnianie strat eksploatacyjnych. W celu ograniczenia zużycia wody wodociągowej oraz ilości ścieków technologicznych coraz częściej wdrażane są systemy odzysku wody wykorzystujące technologie membranowe. W pracy przedstawiono analizę eksploatacyjną i porównanie systemów odzysku wody wdrożonych w trzech publicznych obiektach basenowych (SP1, SP2 i SP3), różniących się konfiguracją technologiczną, rodzajem membran oraz sposobem integracji z układem uzdatniania wody basenowej. Badania obejmowały analizę dokumentacji technicznej, wizje lokalne oraz ocenę parametrów eksploatacyjnych związanych z odzyskiem i zużyciem wody. Uzyskane wyniki potwierdziły wysoką skuteczność technologii membranowych w ograniczaniu zużycia wody wodociągowej oraz redukcji ilości ścieków technologicznych. W obiekcie SP1 system odzysku pokrywał około 91,7% zapotrzebowania na wodę do płukania złóż filtrów, natomiast w obiektach SP2 i SP3 zdolność odzysku przekraczała zapotrzebowanie technologiczne obiektów. Najważniejszym problemem eksploatacyjnym okazał się fouling membranowy, szczególnie w przypadku ścieków zawierających surfaktanty, kosmetyki i związki organiczne. Wyniki analizy wskazują, że technologie membranowe stanowią skuteczne rozwiązanie wspierające zrównoważoną gospodarkę wodną w obiektach basenowych, jednak ich efektywność zależy od właściwego doboru strumieni ścieków, odpowiedniego przygotowania wody oraz optymalizacji procesów czyszczenia membran.
Pobrania
Bibliografia
[1] Maglionico M., & Stojkov I. (2015). Water consumption in a public swimming pool. Water Supply, 15(6), 1304–1311. https://doi.org/10.2166/ws.2015.095.
[2] Cardoso, B. J., Gaspar, A. R., Góis, J. C., & Rodrigues, E. (2018). Energy and water consumption characterization of Portuguese indoor swimming pools. In Proceedings of the CYTEF 2018 VII Congreso Ibérico, Ciencias y Técnicas del Frío. Valencia, Spain.
[3] Doménech-Sánchez, A., Laso, E., & Berrocal, C. I. (2021). Water loss in swimming pool filter backwashing processes in the Balearic Islands (Spain). Water Policy, 23(6), 1314–1328. https://doi.org/10.2166/wp.2021.217.
[4] Regulation of the Minister of Health of 9 November 2015 on the requirements for water in swimming pools. (2015). Journal of Laws of the Republic of Poland..
[5] DIN 19643. Treatment of swimming pool and bathing water. German Institute for Standardization.
[6] Smol, M., Adam, C., & Preisner, M. (2020). Circular economy model framework in the European water and wastewater sector. Journal of Material Cycles and Waste Management, 22(3), 682–697. https://doi.org/10.1007/s10163-019-00960-z.
[7] Kubiak-Wójcicka, K., Domszy, D., & Machula, S. (2022). Best practices in wastewater management in Poland with particular emphasis on swimming pool waters. In [Book title missing] (pp. 485–504). https://doi.org/10.1007/698_2022_878.
[8] Piechurski, F. G. (2015). Water consumption in multifunctional indoor swimming pools on the basis of annual research. In K. Kuś & F. G. Piechurski (Eds.), Instalacje basenowe (pp. 107–128). Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Politechnika Śląska.
[9] Liebersbach, J., Żabnieńska-Góra, A., Polarczyk, I., & Sayegh, M. A. (2021). Feasibility of grey water heat recovery in indoor swimming pools. Energies, 14(14), 4221. https://doi.org/10.3390/en14144221.
[10] Studziński, W., Poćwiardowski, W., & Osińska, W. (2021). Application of the swimming pool backwash water recovery system with the use of filter tubes. Molecules, 26(21), 6620. https://doi.org/10.3390/molecules26216620.
[11] Alsoy Altinkaya, S. (2024). A review on microfiltration membranes: Fabrication, physical morphology, and fouling characterization techniques. Frontiers in Membrane Science and Technology, 3. https://doi.org/10.3389/frmst.2024.1426145.
[12] Pal, P. (2020). Introduction to membrane materials, processes, and modules. In Membrane-based technologies for environmental pollution control (pp. 3–69). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819455-3.00001-7.
[13] Shoshaa, R., Ashfaq, M. Y., & Al-Ghouti, M. A. (2023). Recent developments in ultrafiltration membrane technology for the removal of potentially toxic elements and enhanced antifouling performance: A review. Environmental Technology & Innovation, 31, 103162. https://doi.org/10.1016/j.eti.2023.103162.
[14] AlSawaftah, N., Abuwatfa, W., Darwish, N., & Husseini, G. (2021). A comprehensive review on membrane fouling: Mathematical modelling, prediction, diagnosis, and mitigation. Water, 13(9), 1327. https://doi.org/10.3390/w13091327.
[15] Wang, M., Wang, J., & Jiang, J. (2022). Membrane fouling: Microscopic insights into the effects of surface chemistry and roughness. Advanced Theory and Simulations, 5. https://doi.org/10.1002/adts.202100395.
[16] Hernández, M., Melián-Martel, N., Ruiz-García, A., & Del Río-Gamero, B. (2020). Fouling characterization during initial stage of cross-flow ultrafiltration. Journal of Water Process Engineering, 38, 101611. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101611.
[17] Xiao, T., Zhu, Z., Li, L., Shi, J., Li, Z., & Zuo, X. (2023). Membrane fouling and cleaning strategies in microfiltration/ultrafiltration and dynamic membrane. Separation and Purification Technology, 318, 123977. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.123977.
[18] Kowalska, I., & Klimonda, A. (2017). Application of nanofiltration membranes for removal of surfactants from water solutions. E3S Web of Conferences, 17, 00044. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20171700044.
[19] Alresheedi, M. T. (2023). Understanding protein and polysaccharide fouling with silicon dioxide and aluminum oxide in low-pressure membranes. Membranes, 13(5), 476. https://doi.org/10.3390/membranes13050476.
[20] Turan, M. (2025). Membrane fouling and control approaches in membrane bioreactor systems: A review. Water, Air, & Soil Pollution, 236, 159. https://doi.org/10.1007/s11270-025-07794-6.
[21] Wang, S., Lu, X., Zhang, L., Guo, J., & Zhang, H. (2019). Characterization of the initial fouling layer on the membrane surface in a membrane bioreactor: Effects of permeation drag. Membranes, 9(9), 121. https://doi.org/10.3390/membranes9090121.
[22] Wang, G., Li, T., Yin, W., Zhou, J., & Lu, D. (2025). Effect of sodium hypochlorite disinfection on polyvinylidene fluoride membranes in microplastic ultrafiltration. Water, 17(1), 99. https://doi.org/10.3390/w17010099.
[23] Gonzalez-Gil, G., Behzad, A. R., Farinha, A. S. F., Zhao, C., Bucs, S. S., Nada, T., Das, R., Altmann, T., Buijs, P. J., & Vrouwenvelder, J. S. (2021). Clinical autopsy of a reverse osmosis membrane module. Frontiers in Chemical Engineering, 3. https://doi.org/10.3389/fceng.2021.683379.
[24] Mika-Shalyha, A., Wyczarska-Kokot, J., & Lempart-Rapacewicz, A. (2024). Water consumption rates in indoor swimming pools: Analysis of design assumptions in the context of Green Deal implementation. Desalination and Water Treatment, 320, 100874. https://doi.org/10.1016/j.dwt.2024.100874.
[25] Mika, A., Wyczarska-Kokot, J., Lempart-Rapacewicz, A., & Gołombek, K. (2026). Membrane water recovery in swimming pools: Effectiveness, challenges and development perspectives. Water Resources and Industry, 35, 100364. https://doi.org/10.1016/j.wri.2026.100364.
[26] Mika, A., Wyczarska-Kokot, J., & Lempart-Rapacewicz, A. (2025). Wastewater management in swimming pools: A circular economy approach. Applied Sciences, 15(17), 9609. https://doi.org/10.3390/app15179609.
[27] Szołdrowska, D., Włóka, D., & Smol, M. (2025). Circular economy of water: Rainwater harvesting (RWH) and reuse solutions. Desalination and Water Treatment, 323, 101257. https://doi.org/10.1016/j.dwt.2025.101257.
[28] Cao, S. (2024). Comparative analysis of greywater recycling and rainwater harvesting as supplementary water sources for conventional urban and tourist resort water supplies. Applied and Computational Engineering, 58, 94–100. https://doi.org/10.54254/2755-2721/58/20240699.
[29] Li, C., Sun, W., Lu, Z., Ao, X., & Li, S. (2020). Ceramic nanocomposite membranes and membrane fouling: A review. Water Research, 175, 115674. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.115674.
[30] Aba, N. F. D., Chong, J. Y., Wang, B., Mattevi, C., & Li, K. (2015). Graphene oxide membranes on ceramic hollow fibers: Microstructural stability and nanofiltration performance. Journal of Membrane Science, 484, 87–94. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2015.03.001.
[31] Biscardi, P. G., & Duranceau, S. J. (2016). Ultrafiltration fouling reduction with the pilot-scale application of ozone preceding coagulation, flocculation, and sedimentation for surface water treatment. Desalination and Water Treatment, 57(57), 27433–27440. https://doi.org/10.1080/19443994.2016.1180266.
[32] Asano, T. (2007). Water reuse: Issues, technology, and applications. McGraw-Hill.
[33] Fernandes, E., & Cunha Marques, R. (2023). Review of water reuse from a circular economy perspective. Water, 15(5), 848. https://doi.org/10.3390/w15050848.
[34] Alhussaini, M. A., Binger, Z. M., Souza-Chaves, B. M., Amusat, O. O., Park, J., Bartholomew, T. V., Gunter, D., & Achilli, A. (2023). Analysis of backwash settings to maximize net water production in an engineering-scale ultrafiltration system for water reuse. Journal of Water Process Engineering, 53, 103761. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2023.103761.
[35] Wolska, M., Kabsch-Korbutowicz, M., Solipiwko-Pieścik, A., & Urbańska-Kozłowska, H. (2025). Application of ultrafiltration for backwash water pre-treatment for recirculation into an infiltration water treatment system. Desalination and Water Treatment, 321, 101017. https://doi.org/10.1016/j.dwt.2025.101017.
[36] Prorok, V., Movrin, D., Lukić, N., & Popović, S. (2023). New insights into the fouling of a membrane during the ultrafiltration of complex organic–inorganic feed water. Membranes, 13(3), 334. https://doi.org/10.3390/membranes13030334.
[37] Sisay, E. J., Al-Tayawi, A. N., László, Z., & Kertész, S. (2023). Recent advances in organic fouling control and mitigation strategies in membrane separation processes: A review. Sustainability, 15(18), 13389. https://doi.org/10.3390/su151813389.
[38] AbuKhadra, D., Oren, Y., & Herzberg, M. (2025). New insights on the organic fouling mechanism of ultrafiltration membranes using hybrid QCM-D–LSPR. Journal of Membrane Science, 725, 124044. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2025.124044044.
[39] Kaykhaii, S., Herrmann, I., Hedström, A., Nordqvist, K., Heidfors, I., & Viklander, M. (2023). Enhancing stormwater treatment through ultrafiltration: Impact of cleaning chemicals and backwash duration on membrane efficiency. Water Reuse, 13(4), 634–646. https://doi.org/10.2166/wrd.2023.106.
Pobrania
Opublikowane
Licencja
Prawa autorskie (c) 2026 Anna Mika, Edyta Kudlek-Tymoszuk, Joanna Wyczarska-Kokot, Anna Lempart-Rapacewicz (Autor)
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.
Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication, with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits others to share the work with appropriate acknowledgment of the authorship and initial publication in this journal.
