VDI Hygiene-Anforderungen Verdunstungskühlanlagen VDI Hygiene-Anforderungen Kühltürme

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1 Hygiene-Anforderungen an Verdunstungskühlanlagen und Naßabscheidern und deren rechtssichere Umsetzung Rainer Kryschi Vorsitzender der Richtlinienausschüsse VDI Hygiene-Anforderungen Verdunstungskühlanlagen VDI Hygiene-Anforderungen Kühltürme Folie Nr. 1

2 Anlass und Hintergrund Folie Nr. 2

3 Ulm Neu-Ulm aus: Freudenmann, Kurz, von Baum, Reick, Schreff, Essig, Lück, Gonser, Brockmann, Härter, Eberhardt, Embacher, Höller Bundesgesundheitsblatt 54, (2011) Folie Nr. 3

4 Presse zum Fall Ulm / Neu-Ulm 2010 Nein!? Folie Nr. 4

5 Die neue Richtlinie VDI Zeitlicher Ablauf I Ulm/ Neu-Ulm Januar 2010 Antrag an VDI-Gremien März 2010 Beschluss VDI-Gremien April Sitzung RiLi-Ausschuss Mai 2010 Letzte Sitzung Auschuss September 2013 Veröffentlichung VDI Januar Verordnung BImSchG Eckpunktepapier Mai Entwurfsfassung Januar 2016 In Kraft getreten August 2017 Die neue Richtlinie VDI Veröffentlichung Weißdruck Januar 2018 Folie Nr. 5

6 3 Jahre später: Presse zum Fall Warstein Sept Folie Nr. 6

7 Folie Nr. 7

8 Gesundheitsrisiko: Legionellen: - pathogene Wasserbakterien - kommen in allen Süßwässern vor - vermehren sich rasch bei Temperaturen zwischen 25 und 45 C Dadurch Schwere Lungenentzündungen mit Todesfolge durch Freisetzung von legionellenhaltigem Aerosol Folgerung Alle warmwasserführenden Systeme müssen daher die Hygiene-Anforderungen zur Vermeidung von Gesundheitsgefährdungen zuverlässig erfüllen. Folie Nr. 8

9 Rechtslage seit Juli 2017 durch: Mit Berichtigung vom (BGBl 202 (2018) Folie Nr. 9

10 42. BImSchV Abschnitt 2 Anforderungen an die Errichtung, die Beschaffenheit und den Betrieb 3 Allgemeine Anforderungen (1) Anlagen im Anwendungsbereich dieser Verordnung sind so auszulegen, zu errichten und zu betreiben, dass Verunreinigungen des Nutzwassers durch Mikroorganismen, insbesondere Legionellen, nach dem Stand der Technik vermieden werden. (2) Der Betreiber hat dafür zu sorgen, dass Anlagen so ausgelegt und errichtet werden, dass insbesondere. Folie Nr. 10

11 (2) Der Betreiber hat dafür zu sorgen, dass Anlagen so ausgelegt und errichtet werden, dass insbesondere 1. die eingesetzten Werkstoffe für die Wasserqualität und die einzusetzenden Betriebsstoffe, einschließlich Desinfektions- und Reinigungsmittel, geeignet sind, 2. Tropfenauswurf durch geeignete Tropfenabscheider oder gleichwertige Maßnahmen effektiv minimiert wird, 3. Totzonen, in denen das Wasser während des bestimmungsgemäßen Betriebs stagniert, möglichst vermieden werden, 4. wasserführende Bauteile möglichst vollständig entleert werden können, 5. Biozide dem Nutzwasser dosiert zugesetzt werden können, 6. Vorkehrungen für die regelmäßige Überprüfung relevanter chemischer, physikalischer oder mikrobiologischer Parameter getroffen werden, 7. Vorkehrungen für die regelmäßige Probenahme für mikrobiologische Untersuchungen getroffen werden und 8. Vorkehrungen für die Durchführung regelmäßiger Instandhaltungen getroffen werden Folie Nr. 11

12 42. BImSchV Abschnitt 6 Anforderungen an die Überwachung 12 Betriebstagebuch (1) Der Betreiber einer Anlage hat zur Überprüfung des ordnungsgemäßen Anlagenbetriebs ein Betriebstagebuch zu führen, in das unverzüglich mindestens die Informationen gemäß Anlage 4 Teil 1 einzustellen sind. Der Betreiber hat das Betriebstagebuch samt Anlagen jeweils beginnend mit dem Datum der Einstellung des letzten Eintrags fünf Jahre aufzubewahren. Folie Nr. 12

13 Gefährdungspotential durch Anlagen, in denen legionellenhaltiges Aerosol durch Versprühung, Verrieselung, Rotation (Prallscheiben) u.a. in die Umgebung gelangen kann: Kühltürme Naßabscheider Verdunstungskühlanlagen Folie Nr. 13

14 Kühltürme: Keine Gefährdung durch Aerosol-Transport Taupunkt- Unterschreitung Naturzug-Kühlturm: VDI Folie Nr. 14

15 Naßabscheider: Waschung über Füllkörper: Gefährdung durch Aerosol-Transport Gas Waschflüssigkeit Waschflüssigkeit Gas Gleichstrom Medium: Nutzwasserkreislauf - Waschflüssigkeit Gegenstrom Folie Nr. 15

16 Verdunstungskühlanlagen: Gefährdung durch Aerosol-Transport Medium: offener Nutzwasserkreislauf Folie Nr. 16

17 Verdunstungskühlanlagen: Gefährdung durch Aerosol-Transport Prozesswärme Medium: Geschlossener Kreislauf Kühlung: offener Nutzwasserkreislauf oder Luftkühlung (Trockenbetrieb; Hybridanlöagen) Folie Nr. 17

18 Verdunstungskühlanlagen Kühltürme Mollier H,x-Diagramm Folie Nr. 18

19 Folie Nr. 19

20 Trockenbetrieb: Winter 25 kj/kg h: 25 kj/kg x: 0 g/kg Folie Nr. 20

21 Trockenbetrieb: Sommer 10 kj/kg h: 10 kj/kg x: 0 g/kg Folie Nr. 21

22 Nassbetrieb: Sommer 131 kj/kg 51 kj/kg h: 80 kj/kg x: 30 g/kg Folie Nr. 22

23 Bauformen, Konstruktionen und Aufstellorte von Verdunstungskühlanlagen Folie Nr. 23

24 Aerosolbildung in offenen Kühlsystemen Folie Nr. 24

25 Folie Nr. 25

26 Folie Nr. 26

27 VDI sieht keine Hygiene-Konformitätsprüfung vor. Das Kühlkreislaufsystem ist insgesamt zu betrachten und zu bewerten (Gefährdungsanalyse) Zusatzwasserbeschaffenheit? Nährstoffeintrag? Eindickung Abflutung? Überwachung? Folie Nr. 27

28 Geltungsbereich der 42. BImSchV und der Richtlinien VDI und VDI Verdunstungskühlanlagen, Naßabscheider und Kühltürme, bei denen Wasser - verrieselt oder versprüht wird oder - anderweitig in Kontakt mit der Atmosphäre kommen kann und zwar unerheblich, ob das Kühlwasser als Kühlmedium im Prozess direkt eingesetzt wird oder die Prozesswärme über Wärmeübertrager aus einem Primärkühlkreislauf auf einen Wasserkühlkreislauf übertragen wird Folie Nr. 28

29 Folie Nr. 29

30 Einziges Ziel : Gewährleistung der Betriebssicherheit Standort : relativ unbedeutend Weg zum Ziel: Betreibersorgfalt - Dokumentation (Systemkenntnis und beschreibung) - Gefährdungsbeurteilung - Kontrolle kritischer Parameter - evtl. weitere Festlegungen - Qualifikation des Personals durch Schulungen Folie Nr. 30

31 Folie Nr. 31

32 Die Nutzwasserkreisläufe Folie Nr. 32

33 Hygiene-relevante Bereiche dauerhaft beherrschen: Instandhaltung Folie Nr. 33

34 3 6 PN 3a 3d 2 1 PN PN 3b 5a 5b PN PN 3c 5d 5c PN Folie Nr. 34

35 Nährstoffeintrag und -anreicherung Berücksichtigung aller denkbaren Quellen und Arten von Stoffeintrag in die offenen Verdunstungskühlanlagen: Staub Laub, Pollen Fortluft Tiere verkehrsreiche Strassen Kiefern, Pappeln, Wiesen Sanitärabluft, Küchenabluft Produktionsemissionen Vögel, Eichhörnchen, Mäuse usw. Folie Nr. 35

36 Folie Nr. 36

37 Folie Nr. 37

38 Das Innenleben Folie Nr. 38

39 Folie Nr. 39

40 Folie Nr. 40

41 Folie Nr. 41

42 Folie Nr. 42

43 Folie Nr. 43

44 Folie Nr. 44

45 Folie Nr. 45

46 Die Mikrobiologie Folie Nr. 46

47 Mit freundlicher Erlaubnis von BMU, Jürgen Kühn Folie Nr. 47

48 Sind die mikrobiologischen Nachweisverfahren verlässlich, vor allem justitiabel? Folie Nr. 48

49 Schwankungsbreite von Vergleichsproben: Faktor ( 10³) stationärephase 10 4 MW Exponentielle Phase PW 2 PW Lag-Phase 10 0 Vermehrungsverlauf Bakterien Folie Nr. 49

50 Folie Nr. 50

51 Großer Industriebetrieb: Bei der Beprobung unserer Nassabscheider mit einer Keimbelastung von > KBE/ml kommt es immer wieder vor, daß die Legionellenbeprobungen nicht auswertbar sind wegen Begleitflora. Der nicht auswertbare Anteil der Proben beträgt ca. 50%. Das Umweltbundesamt empfiehlt : F Nachproben bei nicht auswertbaren Ansätzen Ist bei dem in Abschnitt E beschriebenen Verfahren keiner der Ansätze auswertbar, muss zeitnah eine Nachprobe genommen werden. Um die Wahrscheinlichkeit eines auswertbaren Ergebnisses bei der Nachprobe zu erhöhen, können bei der Nachprobe diejenigen Ansätze einbezogen und erweitert werden, die aus der Erfahrung mit der Erstprobe am ehesten ein Ergebnis erwarten lassen. War z.b. bei den Ansätzen mit der Hitzebehandlung die geringste Begleitflora beobachtet worden, sollten bei der Nachprobe statt der Ansätze ohne Behandlung oder mit Säurebehandlung unterschiedliche Ansätze mit Hitzebehandlung oder ggf. kombinierte Hitze- und Säurebehandlung durchgeführt werden. Auch die Einbeziehung von höheren Verdünnungen der Originalprobe oder von anderen Nährmedien (z.b. MWY-Agar) (?) kann dann sinnvoll sein. Nachproben können auch dazu dienen eine höhere analytische Sicherheit von statistisch unsicheren Ergebnissen zu erreichen, indem von den auswertbaren Ansätzen höhere Gesamtvolumina z.b. durch die Verwendung mehrerer Platten (z.b. 4 x 0,5 ml) angesetzt werden. In diesem Fall sind im Prüfbericht detaillierte Angaben zu den gewählten Ansätzen anzugeben. Für uns ergeben sich die folgenden Fragen: - Welche grundsätzliche Pflichten haben wir als Betreiber der Nassabscheider bei nichtauswertbaren Proben. - Zwischen dem ersten nicht auswertbaren Ergebnis, Bestellvorgang, Beauftragung und Terminfindung zur Nachprobe vergehen bis zu 3 Wochen. Was versteht das UBA unter zeitnah. - Was ist zu tun bei wiederholt nicht auswertbaren Proben. Folie Nr. 51

52 42. BImSchV 3 Der Betreiber hat die Laboruntersuchungen nach dieser Verordnung und die dafür erforderlichen Probenahmen jeweils von einem akkreditierten Prüflaboratorium durchführen zu lassen; die Probenahme und die Untersuchung zur Bestimmung der Legionellen sind nach genormten Verfahren, unter Berücksichtigung gegebenenfalls vorliegender Empfehlungen des Umweltbundesamtes, durchzuführen - dem Labor und dem Probenehmer den Zeitpunkt einer erfolgten Biozidzugabe sowie die Menge und die Art des Biozids mitzuteilen. Folie Nr. 52

53 Probenahme - vorab: Klärung des Biozid-Einsatzes - repräsentativ - im Normalbetrieb - vor der Zusatzwassereinspeisung - bei Stoßdosierung: unmittelbar vor Stoßdosierung - mindestens dreimonatlich, besser jeden Monat Folie Nr. 53

54 DAkkS-zertifiziertes Labor: Probenahme : Folie Nr. 54

55 Folie Nr. 55

56 Folie Nr. 56

57 Beherrschung der Mikrobiologie: Desinfektionsverfahren Folie Nr. 57

58 Desinfektionsverfahren und Biozid-Einsatz Zur Inaktivierung von Bakterien müssen geeignete Desinfektionsverfahren eingesetzt werden. Diese wirken entweder als chemische Mittel oder als physikalische Verfahren (Biozide) (UV-Bestrahlung). Folie Nr. 58

59 Kontrolle des Einsatzes von Bioziden Die Verwendung von Bioziden unterliegt der Biozid- und der Gefahrstoff-Verordnung: Auf die Verwendung von Bioziden ist, wann immer möglich, zu verzichten. Dabei muss geprüft werden, ob ein Einsatz durch weniger gefährliche Stoffe oder Verfahren möglich ist. Die Biozid-Einsatzmengen können minimiert werden durch: - Validierung - geringere Eindickung = erhöhte Zusatzwassermenge - zusätzliche UV-Desinfektion Folie Nr. 59

60 Nicht oxidierende Biozide Wirkstoff Quarternäre Ammoniumsalze Lecithin, Saponin, nichtionische Tenside Algen Pilze Anmerkungen Schaumbildung, Allergien Glutardialdehyd L-Histidin, Glycin Allergien Isothiazolone Na-Glykolat o + + Lange Einwirkzeit Neutralisationsmittel Bakterien 2-Brom-2-nitropropan-1,3-diol Tetrakis(hydroxym ethyl)phoshoniumsulfat (THPS) Dibromnitrilopropionamid DBNPA) Lecithin, Saponin, Polysorbat 80 Lecithin, Saponin, Polysorbat 80 nichtionische Tenside Lecithin, Saponin, Polysorbat Allergien Allergien Allergien Folie Nr. 60

61 Physikalische Desinfektion UV-Desinfektion: kontinuierlich wirkende Desinfektionsstufe Folie Nr. 61

62 Überwachung der UV-Bestrahlung durch geprüfte UV-Sensoren 2 a Überwachung der UV-Bestrahlung E min 2 b Überwachung der Verschmutzung Folie Nr. 62

63 , E o,, E,,,,, E min Folie Nr. 63

64 Folie Nr. 64

65 Validierung und Betriebstagebuch Objektiver Nachweis, dass die Anforderungen für einen spezifischen beabsichtigten Gebrauch oder eine spezifische beabsichtigte Anwendung unter definierten Bedingungen erfüllt sind. Validierung (Beispiel; muß individuell vervollständigt werden Datum Betriebs - zustand Temperaturen Leitfähig - keit UV- Strahlung Chem. Parameter Weitere aussagekräftige Parameter Allg.KBE Eigenkontroll e (z.b.dip- Slides) Allg. KBE Labor Leg. KBE Labor außen Prozess Folie Nr. 65

66 Folie Nr. 66

67 Wir müssen draußen bleiben Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Folie Nr. 67