Trinkwasserhygiene Elektrolytische Legionellenbekämpfung in Trinkwasserinstallationen

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1 Trinkwasserhygiene Elektrolytische Legionellenbekämpfung in Trinkwasserinstallationen Gesetzliche Grundlagen für die Trinkwasserhygiene Nach lnfektionsschutzgesetz sind Legionellen meldepflichtig (IfSG 2000), (Bußgeld bis ) Wasser für den menschlichen Gebrauch muss so beschaffen sein, dass durch seinen Genuss oder Gebrauch eine Schädigung der menschlichen Gesundheit, insbesondere durch Krankheitserreger, nicht zu besorgen ist." Nach der neuen Trinkwasserverodnung (TrinkwV 2001, Novellierung vom ) ist der Betreiber / Hauseigentümer ab der Hausübergabestelle des Wasserversorgers für die Wasserqualität innerhalb der Hausinstallationen selbst verantwortlich. Bei nachgewiesener gebäudeinterner Kontamination ist der Betreiber / Hauseigentümer verpflichtet, das Wasser mittels bau-, betriebs- und / oder verfahrenstechnischer (Desinfektion) wieder in Trinkwasserqualität zu überführen und in diesem Zustand zu erhalten. Biofilm als Quelle mikrobiologischer Kontamination Mit dem Trinkwasser aus dem Versorgungsnetz gelangen für den Menschen zunächst ungefährliche Konzentrationen an Mikroorganismen in die sanitären Rohrleitungssysteme von Gebäuden. Die vereinzelt in das System eingeschwemmten pathogenen Keime besiedeln die wasserbenetzten Innenoberflächen des Installationssystems und wachsen im Laufe der Zeit zu sogenannten Biofilmen auf. Der Biofilm besteht aus gemischten Kolonien von Mikroorganismen und der von den Mikroorganismen produzierten organischen Masse (Biomasse). Aus diesen Biofilmen werden ständig Keime in das fließende Trinkwasser abgegeben und gelangen schließlich über die Entnahmestellen zum Verbraucher. Gesundheitliche Gefährdung durch pathogene Keime Relevant für solche gesundheitlichen Gefährdungen sind in erster Linie die aus dem Biofilm entweichenden Bakterien, Pilze und Protozoen. Hierzu zählen u.a. Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa, Aeromonas hydrophila und atypische Mykobakterien sowie parasitäre Erreger wie Giardia und Cryptosporidien. Viruserreger und weitere Bakterien (Salmonellen, Schigellen usw.) Abb. 1: Biofilm unter dem Mikroskop Kolonien gemischter Mikroorganismen Abb. 2: Amöbe mit Legionelle Legionelle als intrazellurärer Parasit in einer Amöbe Amöben als Nährstofflieferant und Schutzfunktion für Legionellen Einzellern wie z. B. Amöben dient der Biofilm als Nahrungsgrundlage und Schutz. Zur Vermehrung benötigen Legionellen neben einem relativ hohen Abb. 3: Legionella pneumophila Legionellen sind aerobe Stäbchen, beweglich durch ihre Fagellen und sie sind humanpathogen Eisengehalt andere Mikroorganismen, die ihnen Nährstoffe wie z.b. Aminosäuren liefern, die im Wasser nicht frei verfügbar sind und die sie nicht selbst herstellen können. Hierzu dienen ihnen Einzeller wie Amöben, in welche die Legionellen eindringen und sich stark vermehren bis die Amöbenzelle schließlich platzt und eine hohe Konzentration an Legionellen freigesetzt wird. Legionellen nutzen die Einzeller jedoch nicht nur als Nährstofflieferanten sondern auch als Schutz vor - 1 -

2 Temperatur- und Säuregradschwankungen. Legionellen überleben einen ph-wert von 5,5 bis 9,2. Im Temperaturbereich zwischen 30 C und 45 C vermehren sich Legionellen und andere pathogene Keime explosionsartig. Überlebensfähig sind Legionellen in einem Temperaturbereich von 5 C bis 63 C. Aufgrund ihrer hervorragenden Anpassungsfähigkeit an hohe Temperaturen werden in zahlreichen öffentlichen Gebäuden trotz thermischer Desinfektion der Trinkwasser- Installationssysteme mit über 60 C bei mikrobiologischen Beprobungen regelmäßig erhöhte Konzentrationen an Legionellen nachgewiesen. Besonders gefährdet sind daher Warmwasser- und erwärmte Kaltwasserleitungen Die Legionellen als Krankheitserreger Die Krankheitsübertragung bzw. Infektion erfolgt über Inhalation von mit Legionellen kontaminierten Aerosolen (Z.B. unter der Dusche, aus zentralen Klimaanlagen oder Kühltürmen). Krankheitssymptome der Legionellose Eine Infektion äußert sich zuerst in Form von grippeähnlichen Symptomen (Fieber, Glieder- und Kopfschmerzen, Übelkeit). Oft folgen schwer behandelbare Lungenentzündungen und in 10 bis 15 Prozent der Fälle der Tod. Eine mildere Form der Infektion, ohne Lungenentzündung, wird als Pontiac-Fieber bezeichnet. Risikogruppen Grundsätzlich kann jeder Mensch an Legionellose erkranken. Vorwiegend besteht aber ein erhöhtes Risiko für ältere, immungeschwächte Menschen, wie z.b. Klinikpatienten, Pflegebedürftige. Gefährdete Gebäudearten Generell sind alle öffentlichen Gebäude, die unter anderem oder vor allem durch immungeschwächte Personen genutzt, bzw. bewohnt werden, besonders gefährdet. Dazu gehören Krankenhäuser, Altenheime, Pflegeheime, Hotels, Schwimmbäder, Sportanlagen, Gefängnisse, Kasernen, Schulen und Verwaltungsgebäude. Technische für hygienische Sicherheit Zur Verminderung des mikrobiologischen Wachstums, insbesondere der Legionellen-Konzentration, in zentralen Trinkwasserinstallationssystemen in neuen und bestehenden Gebäuden sind daher im DVGW-Arbeitsblatt W 551 (Technische zur Verminderung des Legionellenwachstums in Trinkwassererwärmungs- undtrinkwasserleitungsanlagen; Planung, Errichtung, Betrieb und Sanierung von Trinkwasserinstallationen) technische Regeln nach dem Stand der Technik verabschiedet worden. Die Gewährleistung der hygienischen Sicherheit von Trinkwasser erfordert die Entstehung von Biofilmen in jeweiligen lnstallationssystem zu verhindern bzw. bereits aufgewachsene Biofilme durch technische zu beseitigen. Für einen hygienischen Betrieb von Trinkwasserinstallationssystemen, müssen diese fachgerecht nach den technischen Regeln ausgelegt oder saniert werden. Eine fachgerechte Auslegung bzw. Sanierung beinhaltet: a. Mikrobiologische Bestandsaufnahme b. Hydraulische Bestandsaufnahme des Trinkwasser-lnstallationssystems c. Bewertung der Gebäudeart hinsichtlich des hygienischen Risikos bzw. der einzuleitenden - 2 -

3 d. Einleitung von bautechnischen, betriebstechnischen und verfahrenstechnischen Für mikrobiologische Untersuchungen wird das anerkannte Verfahren nach Bundesgesundheitsblatt 4/93 (BGBL 4/93) angewendet. Legionellen (KBE/ml) > 100 > 10 Bewertung Extrem hohe Kontamination Hohe Kontamination >= 1 Kontamination Unverzügliche Nutzungseinschränkung z.b. Duschverbot und Einleitung bau-, betriebs- und/oder verfahrenstechnischer Einleitung bau-,betriebs- und/oder verfahrenstechnischer nach weitergehender Untersuchung Keine / Einleitung bau-,betriebs- und/oder verfahrenstechnischer Keine nachweisbare n.n. in 1 ml Keine Kontamination Tabelle 1: Bewertung der orientierenden / weitergehenden mikrobiologischen Untersuchung Weitergehende Untersuchung Umgehend Umgehend Innerhalb von 14 Tagen Keine Nachuntersuchung 1 Woche nach eingeleiteten Umgehend 1 Woche nach eingeleiteten Nach 1 Jahr / Nach 3 Monaten Bau-, und betriebstechnische Voraussetzung für den erfolgreichen Einsatz einer verfahrenstechnischen Maßnahme bei mikrobiologischer Kontamination Mit betriebstechnischen stellt man, bei gegebener fachgerechter bautechnischer Grundlage mit den vorhandenen Systemkomponenten die einwandfreie Zirkulation her. Bautechnische werden erforderlich, wenn das Trinkwasser-lnstallationssystem bei der hydraulischen Bestandsaufnahme gravierende Mängel bzgl. der fachgerechten Installation offenbart oder wenn die Kombination aus betriebs- und verfahrenstechnischen sich als nicht ausreichend erweist. Nur in einem Installationssystem, dass nach den technischen Regeln fachgerecht aufgebaut, bzw. saniert und hydraulisch abgeglichen wurde, kann eine verfahrenstechnische Maßnahme zu einem hygienischen Betrieb führen. Verfahrenstechnische Sind im Ergebnis durchgeführter bau- bzw.- betriebstechnischer die entsprechenden Voraussetzungen geschaffen, so kann mittels geeigneter verfahrenstechnischer die eigentliche mikrobielle Sanierung erfolgen (Dekontamination). Bei den verfahrenstechnischen handelt es sich um wiederkehrende, regelmäßige oder permanente. Man unterscheidet zwischen: a. Thermischer Desinfektion b. Chemischer Desinfektion c. UV-Bestrahlung d. Elektrolytischer Desinfektion Thermische Desinfektion Bei der thermischen Desinfektion wird das Trinkwasserinstallationssystem regelmäßig mit einer Temperatur von 70 C beaufschlagt. Jede Entnahmestelle muss dabei mindestens 3 Minuten mit - 3 -

4 Wasser dieser Temperatur beaufschlagt werden. Als unerwünschter Nebeneffekt kommt es während der mehrstündigen thermischen Desinfektion zu einem enormen Energiebedarf, einer verstärkten Kalkablagerung und zu einer hohen Verbrühungsgefahr. Trotz der erhöhten Reduktionsrate der Legionellen bei einer Wassertemperatur von 70 C, werden kurz nach der thermischen Desinfektion häufig wieder erhöhte Konzentrationen an Legionellen nachgewiesen. Eine Temperaturerhöhung schafft daher nur kurzfristig Abhilfe und kann den Biofilm als Ursache der wiederkehrenden Kontamination nicht beseitigen. Chemische Desinfektion Die chemische Desinfektion nach DVGW Arbeitsblatt W 291 besteht aus einer diskontinuierlichen Zugabe von Chlorbleichlauge oder Chlordioxid in einer Konzentration von mindestens 10 mg freiem Chlor pro Liter an den Entnahmestellen. Während der chemischen Desinfektion ist daher der Betrieb des Trinkwasserinstallationssystems komplett einzustellen. Um jede Einzelleitung zu erreichen, müssen alle Entnahmestellen nacheinander geöffnet werden und mindestens 1 bis 2 Stunden mit dem Desinfektionsmittel in Kontakt sein. Dabei muss die notwendige Konzentration des Desinfektionsmittels im Wasser (10 mg/l) über den gesamten Zeitraum gewährleistet sein. Die regelmäßige chemische Desinfektion führt mit dem Verbrauch an Chemikalien zu hohen Betriebskosten und mit der notwendigen hohen Chlorkonzentration zu einer starken Korrosion an den Rohren, Armaturen und Dichtungen. Nach heutigem Stand des Wissens ist jedoch nur eine diskontinuierliche Desinfektion durch Chlor in der Lage, das Trinkwasser-lnstallationssystem kurzfristig vor einer Legionellen-Kontamination zu schützen. UV-Bestrahlung Bei regelgerechter Anwendung der UV-Bestrahlung ist es möglich, die im Wasser enthaltenen planktonischen Spezies der Legionellen am Ort der UV-Bestrahlung zuverlässig abzutöten. Wegen fehlender Langzeitwirkung der UV-Bestrahlung kann das Trinkwasser-lnstallationssystem jedoch rekontaminieren. Die Vermehrung der Organismen im Trinkwasser-lnstallationssystem lässt sich auf den besiedelten Oberflächen (aufwachsende Biofilme) durch UV-Bestrahlung nicht verhindern. Elektrolytische Desinfektion Elektrolytische Desinfektionsanlagen ermöglichen bei fachgerechtem Einsatz und Betrieb eine nachhaltige Desinfektion des Wassers entsprechend den Forderungen der Trinkwasserverordnung. ln einer Elektrolyseanlage wird aus dem Wasser selbst und seinen lnhaltsstoffen, ohne Zugabe von Chemikalien, Desinfektionsmittel auf Basis von Chlor und Sauerstoff produziert. Durch permanente Erzeugung und ständige Erneuerung des Desinfektionsmittels vor Ort (in situ) ist zudem eine Dosierung nach Bedarf und den Vorgaben der Trinkwasserverordnung möglich. Durch die permanente Einwirkung des elektrolytisch produzierten Desinfektionsmittels auf den vorhandenen Biofilm und die freien Bakterien im lnstallationssystem werden diese sukzessiv inaktiviert und abgebaut. Elektrolytische Desinfektionsanlagen können eingesetzt werden: a. präventiv zum Schutz gegen Kontaminationen (gemäß DVGW Arbeitsblatt W 551, VDl- Richtlinie 6023) b. zur Dekontamination von als kontaminiert erkannter Bestandsgebäude (gemäß DVGW Arbeitsblatt W Si2,VDl-Richtlinie 6023) Bekämpfung von Legionellen und Biofilm in Trinkwasser-Installationen mit der nt-bluebox Elektrolytische vor Ort-Produktion (in situ) von bis zu 15 g/h hochwirksamen Desinfektionsmittel! - 4 -

5 Die nt-bluebox erzeugt ein ca. 0,1-%-iges Konzentrat aus Hypochlorit und Chlordioxid auf elektrolytischem Wege aus Wasser und handelsüblichem Kochsalz. Dabei bietet Hypochlorit zusammen mit Chlordioxid und weiteren oxidierenden Sauerstoffverbindungen optimale Synergieeffekte für eine sichere, effiziente und lang anhaltende Desinfektion (inkl. Abbau des Biofilms). Eine Neubildung des Biofilms wird dabei sicher verhindert. Die bedienerfreundliche Mikrokontroller-Steuerung regelt dabei alle Funktionen und protokolliert alle wichtigen Messwerte, die Alarmereignisse, die Betriebsstunden, die abgegebene Leistung, die Wartungserfordernisse, den Elektrodenzustand. Die nt-bluebox wird anschlussfertig geliefert und ist einfach in die Trinkwasser-Installation zu integrieren. Die nt-bluebox bietet einen Leistungsumfang wie kein anderes Desinfektionsverfahren sie ermöglicht einen sicheren hygienischen Betrieb von Trinkwasser-Installationen (Warmund Kaltwasser) eine gute Depotwirkung durch Hypochlorit eine ph-unabhängige Desinfektion durch Chlordioxid eine zersetzende Wirkung auf Leitungsablagerungen und Biofilm Verhinderung einer Biofilmneubildung eine geringe Nebenproduktbildung der Transport, die Lagerung und der Umgang mit Gefahrengütern entfällt sie bietet eine hervorragende, einfache Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen eine automatische Einhaltung von Grenzwerten durch Regelung der Desinfektionsleistung über die Messung der Desinfektionsmittelkonzentration die Protokollierung aller Messwerte und Alarmmeldungen sie bietet die Möglichkeit eines Wartungsvertrages verbunden mit einer regelmäßigen Fernüberwachung und -wartung sie ist leistungsfähig, kompakt und leicht zu installieren sie arbeitet mit geringen Betriebskosten und hoher Energieeffizienz (mit 150W können kontinuierlich bis zu 30m 3 /h desinfiziert werden) Vorteile der nt-bluebox gegenüber der thermischen Desinfektion die Probleme der thermischen Desinfektion entfallen o keine organisatorischen Probleme / geringer Personalaufwand o keine Verbrühungsgefahr o geringer Arbeitsaufwand, geringe Energie- und Betriebskosten o keine Kalkabscheidung o keine Schäden an Armaturen, Leitungen und Wärmetauschern o keine rasche Wiederverkeimung o rascher und effizienter Biofilmabbau hohe energetische Einsparungspotentiale, insbesondere bei Absenkung der Vorlauftemperatur im Warmwasserbereich - 5 -

6 Vorteile der nt-bluebox gegenüber der Chlordosierung die Bildung chlorierter Nebenprodukte wird gehemmt keine Geruchs-und Geschmackbeeinträchtigungen die Sicherheitsanforderungen für Lagerung, Transport und Dosierung von Chemikalien entfallen Vorteile der nt-bluebox gegenüber dem Chlordioxid-Einsatz Keine hohen Sicherheitsanforderungen Keine Explosionsgefahr Kein Chemikalieneinsatz Chlordioxid ist nicht lagerbeständig keine Entstehung von gesundheitsschädlichem Chlorit und Chlorat wie beim Chordioxideinsatz Vorteile der nt-bluebox gegenüber anderen elektrolytischen Verfahren intelligente Mess- und Regeltechnik, die die Einhaltung und Überwachung aller Grenzwerte nach Trinkwasserverordnung garantiert eine unkomplizierte Integration in bestehende Systeme ein geringer Platzbedarf, dadurch sehr flexibel im Einsatz einfache Anpassung und Dimensionierung, immer passend für das jeweilige System Überwachung durch Fernwartung, vollautomatische Selbstreinigung der Elektroden, geringer Wartungsaufwand automatische Salzdosierung - 6 -

7 Zusammenfassung im Überblick Maßnahme Vorteile Nachteile Thermische Behandlung mit 70 C für 3 Minuten an jeder Entnahmestelle Temperatur nach DVGW: Heizkessel i Ȳ 60 C Warmwasserzirkulation i Ȳ 55 C UV-Bestrahlung Filter Legionellenabtötung möglich keine Chemikalienzusätze Legionellenverminderung (empfehlenswert bei Neuinstallation) tötet einzeln vorhandene Legionellen im kein Chemikalieneinsatz Sterilität im Filtrat kein Chemikalieneinsatz organisatorische Probleme Verbrühungsgefahr großer Arbeitsaufwand, hohe Energie- und Betriebskosten starke Kalkabscheidung Schäden an Armaturen, Leitungen und Wärmetauschern möglich rasche Wiederverkeimung kein Biofilmabbau nicht möglich bei Leitungsüberdimensionierung mögliche Erwärmung von Kaltwasserstagnationszonen, mit Aufkeimung Legionellen in Biofilmen und in Einzellern werden ungenügend abgetötet keine Depotwirkung kein Biofilmabbau keine Depotwirkung kein Biofilmabbau im System kostenintensiv Druckabfall im System Peroxid-Verbindungen Ablösung von Biofilmen nicht zulässig zur Dauerdesinfektion Chlordioxid Chlorgas Natriumhypochlorid Elektrolyse tötet vorhandene Legionellen im geringe THM- und AOX-Bildung Depotwirkung tötet vorhandene Legionellen im Depotwirkung tötet vorhandene Legionellen im Depotwirkung tötet vorhandene Legionellen im Depotwirkung keine Lagerung, Handling und Transport von Chemikalien geringe Energie- und Betriebskosten Chemikalieneinsatz neigt bei Belüftung des Wassers zum Ausgasen nicht lagerbeständig Entstehung von gesundheitsschädlichem Chlorid und Chlorad Explosionsgefahr Chemikalieneinsatz THM- und AOX-Bildung Explosionsgefahr Chemikalieneinsatz THM- und AOX-Bildung nicht lagerbeständig THM- und AOX-Bildung bei TOC>10mg/L - 7 -