Wasseraufbereitung für die Aufbereitung von Medizinprodukten

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1 Wasseraufbereitung für die Aufbereitung von Medizinprodukten

2 Wassermanagement im Gesundheitswesen Wassermanagement 2

3 Allgemeines Planung Hygiene bei der Installation Normen für die Sterilisation Anforderungen

4 Raumbuch als allgemeine Planungsgrundlage Planung Anforderungen an die Rohrleitungsführung einschließlich erforderlicher Probenahmestellen und Löschwasserübergabestellen Erläuterungen nach DIN EN 1717/DIN 1988 Teil 100 (z.b. keine unmittelbare Verbindung zwischen Trinkwasser u. Nichttrinkwasser) Instandhaltungspläne (Inspektion, Wartung, Instandsetzung, Verbesserung, siehe auch z.b. DIN EN 806-5) Entnahmestellen nach Art, Nutzungshäufigkeit und Anzahl (Versorgungsbereiche) Die hygienebewusste Planung baut auf den Inhalten des Raumbuchs auf. 4

5 Betriebsanweisung, Instandhaltung, Hygieneplan Planung Betriebsanweisungen, Instandhaltungspläne und Hygienepläne sind bereits ab der Phase der Ausführungsplanung zu erstellen. Hygienepläne in Gebäuden mit erhöhten Anforderungen (Krankenhäuser, Pflegeheime, usw.) sind zusammen mit dem späteren Betreiber, dem Gesundheitsamt, dem WVU und einem Hygieniker zu erstellen 5

6 Hygieneplan Hygieneplan Der Hygieneplan ist Anlagenspezifisch zu erstellen. Er erleichtert dem späteren Betreiber die Einhaltung des bestimmungsgemäßen Betriebs aller Versorgungsbereiche mit Trinkund Prozesswasser. Inhalt: Genaue Definition des bestimmungsgemäßen Betriebs der vorhandenen Trinkwasseranlage und aller anderen Versorgungsbereiche Als Grundlage hierfür ist das Raumbuch zu nutzen. Er kann mit dem Instandhaltungsplan verbunden werden. 6

7 Vorgaben bei Installationsarbeiten Installationsarbeiten Sämtliche Rohrleitungen, Armaturen und Apparate sind bereits beim Transport mit Schutzkappen anzuliefern. Fittings sind in eingeschweißten Transportbeuteln anzuliefern und nach Öffnung der Beutel wieder in luftdichten Behältnissen (auch im Materialcontainer) zu lagern. Armaturen müssen entweder mit Schutzstopfen, Kappen oder Klebeband luftdicht bis zum Einbau verschlossen sein (auch bei Arbeitsunterbrechungen). Armaturen, Apparate, Rohrleitungen und Fittings, die trotz der vorher beschriebenen Maßnahmen sichtlich Rückstände und Ablagerungen aufweisen, sind keinesfalls einzubauen sondern zu reinigen und zu desinfizieren oder von der Baustelle zu entfernen. siehe auch DIN EN 806-4, Örtlich beschränkte Reparaturen : müssen sowohl Verbindungsstücke oder andere Fittings, die in eine vorhandene Rohrleitung eingebaut werden, als auch sonstige örtlich beschränkte Reparaturstellen vor dem Einbau durch Eintauchen in eine Desinfektionslösung desinfiziert werden. Auch Spray möglich Kontrolle! 7

8 Hygienische Mängel Hygienische Mängel Unsauberes Arbeiten bei Erstellung der Installation Unzulässige Querverbindungen beim Umschluss von einer Alt- auf eine Neuanlage (Reinstwasseranlage) Stagnationszeiten, Technikraum über 20 C (z. B. Enthärtung - Prüfzeichen) Zielkeim: Pseudomonas aeruginosa, etc. Festgestellte Verkeimung muss vor dem Betrieb der Anlage beseitigt werden! (Spezielle Desinfektionsverfahren) 8

9 Hygienische Mängel Stagnation Stagnation - lockerer Biofilm Ausreichende Durchströmung stabiler Biofilm Flusswasser (Algen) Pseudomonas-Biofilm 0,03 m/s Pseudomonas-Biofilm 1 m/s Bilder: nach L. Hall Stoodley, P. Stoodley, J.W. Costerton

10 ZSVA Normen für die Sterilisation 10

11 ZSVA DIN EN 285 Für den Betrieb eines Sterilisators ist Dampf notwendig. Zur Herstellung des Dampfs ist Speisewasser mit einer bestimmten Wasserqualität erforderlich, dass den Sterilisationsprozess, den Sterilisator und die sterilisierte Ladung nicht beeinträchtigt. 11

12 Normen für die Wasseraufbereitung ZSVA Ein Produkt ist steril, wenn es frei von vermehrungsfähigen Keimen ist (DIN EN 556). 12

13 Anforderungen an RDG- Automaten ZSVA Zu empfehlen ist vollentsalztes Wasser mikrobiologisch von mindestens Trinkwasserqualität zur Vermeidung von Flecken, Beläge und Korrosionen am Spülgut. So werden auch Kristallbildungen vermieden, welche ggf. die spätere Sterilisation stören können. Bild: BELIMED 13

14 Norm - Wasseraufbereitung DIN EN 285 ZSVA 14

15 DIN EN 285 Nichteinhaltung der Grenzwerte ZSVA Auf dem Sterilgut entstehen nach der Sterilisation Flecken, Salzniederschläge und Schlieren In den Sterilisatoren und Autoklaven bildet sich Härte und Kesselstein durch Kalzium und Magnesium Lochfraß und Oberflächenkorrosion entstehen durch Chloridrückstände 15

16 DIN EN 285 Nichteinhaltung der Grenzwerte ZSVA Anlauffarben und Verfärbungen bilden sich durch Metallrückstände wie Eisen, Kupfer, Silizium und Mangan Verfärbungen am Sterilgut durch Kieselsäurerückstände (Silikate) 16

17 ZSVA Was kann passieren? Silikat Lochkorrosion Wasserflecken Fremd- und Flugrost 17

18 NKG Nicht Kondensierbare Gase ZSVA Für die Dampfsterilisation von medizinischen und pharmazeutischen Gütern muss Sterilisierdampf zur Verfügung stehen, der nicht überhitzt ist und besondere Anforderungen hinsichtlich Reinheit, Trockenheit und dem Gehalt an nicht kondensierbaren (NKG) Gasen erfüllt. Nicht kondensierbare Gase reduzieren entscheidend den übertragenen Wärmestrom bei der Partialkondensation. 18

19 NKG Nicht Kondensierbare Gase ZSVA 19

20 ZSVA Instrumenten-Aufbereitung Um das Risiko einer Verbreitung von Infektionen durch das Sterilmaterial soweit wie möglich zu minimieren, setzt der Staat mit Gesetzen, Verordnungen, verbindlichen Normen, Richtlinien und Empfehlungen bei der Sterilgutversorgung allgemein gültige Vorgaben für eine sichere Versorgung des Patienten fest. 20

21 Wasseraufbereitung für die ZSVA Membrantrennverfahren Auslegungsgrundlagen Begriffe Membranentgasung Mischbettpatrone EDI Reinstwasseranlage Neue Trends/Techniken

22 Wasseraufbereitung Umkehrosmose Umkehrosmose, reverse osmosis, Gegenosmose, L osmose inverse, Обратный осмос, ósmosis, osmosi, Osmos, Ozmoz.. Als Osmose (von griechisch ὠσμός, ōsmós = Eindringen, Stoß, Schub, Antrieb ) wird der gerichtete Fluss von Molekülen durch eine semipermeable Membran bezeichnet. 22

23 Wasseraufbereitung Umkehrosmose Die Umkehrosmose basiert auf einem der Natur nachempfundenen Filtrationsverfahren. Dabei wird Wasser durch eine halbdurchlässige Membrane gepresst. Nur Wassermoleküle selbst können die mikroskopisch kleinen Poren der Membrane passieren. Andere Inhaltsstoffe werden dabei entfernt. Das so gereinigte Wasser wird als Permeat bezeichnet und ist frei von Kalk, Schwermetallen, Mikroorganismen und sonstigen Verunreinigungen. Größe in µm ,1 0,01 0,001 0,0001 Menschliches Haar Kalk Bakterien Viren Pestizide Schwermetalle Nitrat Wasser 23

24 Wasseraufbereitung Membrantrennverfahren 24

25 Wasseraufbereitung Membrantrennverfahren Wichtig Bakterien, Parasiten und anorganische Partikel, auch kleinere Inhaltsstoffe wie Viren und makromolekulare Substanzen werden zurückgehalten. Membran-Abscheidespektrum Suspendierte Partikel Kolloidale Trübung Öl- Emulsionen Makromoleküle Bakterien Zellen Viren Proteine Niedermolekulare organische Verbindungen mehrfach geladene Ionen einfach geladene Ionen 25

26 Spiralwickelmodul - Membrane Wasseraufbereitung - aktive Trennschicht aus Polyamid - mehrere Stützschichten (Spacer) aus Polysulfon - Niederdruck-Membrane: Arbeitsdruck 7 16 bar, Restleitfähigkeit µs/cm - Meerwasserentsalzung: Arbeitsdruck bis 70 bar 26

27 Wasseraufbereitung Auslegungsgrundlagen 27

28 Wasseraufbereitung Auslegungsgrundlagen Für die Auslegung einer Umkehrosmoseanlagen ist immer eine Wasseranalyse notwendig, sofern das Rohwasser nicht den Grenzwerten der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) entspricht. Besonderes Augenmerk muss jedoch auf jeden Fall auf die folgenden Grenzwerte für das Einspeisewasser gerichtet werden: Eisen: Mangan: Kieselsäure SiO 2 : Freies Chlor: Kolloid-Index: 3 ph-wert: 3-9 Temperatur: (30) C Summe Erdalkalien: < 0,1 dh 0,1 ppm 0,05 ppm 15 ppm. Bei größeren Werten sinkt die Ausbeute. n.n. 0,2 ppm bei Verwendung eines Aktivkohlefilters Wird einer der aufgeführten Werte überschritten, muss die Voraufbereitung entsprechend ausgerüstet werden! 28

29 Wasseraufbereitung Auslegungsgrundlagen Rohwasseranalyse Die Analyse muss Angaben über Calcium, Magnesium, Eisen, Mangan, Natrium, Kalium, Ammonium, Chlor (Chlordioxid), Chlorid, Sulfat, Nitrat, Hydrogencarbonat, Silikat, Phosphor sowie den ph-wert, Gesamthärte, Karbonathärte, CO 2 und die Leitfähigkeit enthalten. 29

30 Wasseraufbereitung Aufbau einer RO-Anlage Aufbau: 1. Feinfilter 2. Systemtrenner 3. Enthärtung 4. Härtekontrollgerät 5. Aktivkohlefilter (Option) 6. Umkehrosmose 7. Sammelbehälter Permeat 8. Druckerhöhung Quelle: Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH 30

31 Wasseraufbereitung Begriffe Ausbeute / Recovery am Beispiel 80 % Berechnung l/h./. 0,80 = l/h OSMO-X 1200 Einspeisewasser l/h Permeat l/h Konzentrat = Abwasser 300 l/h Einspeisewasser (1.500 l/h) - Permeat (1.200 l/h) = Konzentrat (300 l/h) 31

32 Wasseraufbereitung Begriffe Ausbeute / Recovery am Beispiel 75 % Berechnung l/h./. 0,75 = l/h OSMO-X 1200 Einspeisewasser l/h Permeat l/h Konzentrat = Abwasser 400 l/h Einspeisewasser (1.600 l/h) - Permeat (1.200 l/h) = Konzentrat (400 l/h) 32

33 Wasseraufbereitung Begriffe Ausbeute / Recovery am Beispiel 75 % bzw. 80 % 75 % Ausbeute 80 % Ausbeute 400 l/h Abwasser 300 l/h Abwasser Differenz: 100 l/h bei Laufzeit 24 h/d: l/tag = 2,4 m³/tag Wasserpreis: 4,00 EUR/m³ 2,4 m³/tag * 4,00 EUR/m³ = 9,60 EUR/Tag = 2.400,00 EUR/Jahr 33

34 Wasseraufbereitung Begriffe Salzrückhalt am Beispiel 95 %: Salzgehalt reduziert sich in der Umkehrosmose um 95 % Umkehrosmose Leitwert Einspeisewasser: 500 µs/cm Leitwert Permeat: 25 µs/cm Leitwert Konzentrat: ca µs/cm 34

35 Wasseraufbereitung Begriffe Der ph-wert ändert sich vom Rohwasser zum Permeat. 8,50 8,00 7,50 ph-wert im Rohwasser laut Wasseranalyse 7,91 7,90 7,62 7,50 8,20 7,80 8,02 7,00 durchschnittliche Absenkung des ph-wertes um 1,5 6,82 6,50 6,00 6,45 6,17 5,90 6,31 6,23 ph-wert im Permeat laut carol 6,47 5,50 5,

36 Wasseraufbereitung Begriffe Warum ändert sich der ph-wert? Der ph-wert im Permeat wird fast nur vom CO 2 beeinflusst. Das im Wasser lösliche Gas CO 2 geht durch die Membran der Umkehrosmose. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 36

37 Wasseraufbereitung Begriffe Der ph-wert im Reinstwasser kann auf 4,5 abfallen, wenn auch noch Kohlendioxid (CO 2 ) aus der Luft absorbiert wird. Jedoch bedeutet dies nicht, dass das Wasser verunreinigt ist. Ein Bruchteil eines ppm CO 2 führt bereits zum Abfall des ph-wertes. CO 2 bedingt Korrosion von Bauteilen. 37

38 Wasseraufbereitung Begriffe Zur Entfernung von CO 2 (und somit zum Anheben des ph-wertes) gibt es folgende Möglichkeiten: Membranentgasung: Ausgasen von CO 2 NaOH Dosierung: Abbinden von CO 2 Es ist damit im Permeat ein ph-wert von 7 machbar. 38

39 Wasseraufbereitung Membranentgasung Im Rohwasser gelöste Gase (z. B. Kohlendioxid / CO 2 ) passieren die Membran einer Umkehrosmoseanlage ungehindert Das gelöste Kohlendioxid wird mittels Vakuumpumpe und einer speziellen, hydrophoben Membran abgesaugt und über das Konzentrat der Umkehrosmose ausgeschleust. Geringer Platzbedarf (direkt in die Umkehrosmose integrierbar) einfache Installation geringe Betriebskosten 39

40 Membranentgasung Platzbedarf Wasseraufbereitung Quelle: Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH 40

41 Silikatrückhalt bei Mischbettpatronen Wasseraufbereitung EN 285 Tabelle B.1: Silikate SiO 2 < 1 mg/l Kieselsäureschlupf SiO2 [ppm] Leitfähigkeit [µs/cm] Durchfluß VE-Wasser [m 3 ]

42 Nachteile bei Mischbettpatronen Wasseraufbereitung Keine Keimzahlreduzierung Regelmäßige externe Regeneration notwendig Einhaltung der Silikatwerte unsicher (Reihenschaltung!) Beladungsreihenfolge (Gegenioneneffekt) durch unterschiedliche Bindungskräfte 42

43 Wasseraufbereitung EDI EDI ist ein Prozess, der die Technologie von semi-permeablen Membranen mit Ionenaustauschtechnologie kombiniert um einen hoch effizienten Entsalzungsprozess zu erhalten. Bei der Elektrodialyse wird ein elektrischer Strom angelegt und speziell präparierte semi-permeable Membranen verwendet, die Ionen entsprechend ihrer Ladung zurückhalten. Der elektrische Strom wird dazu verwendet, das Harz kontinuierlich zu regenerieren. 43

44 Wasseraufbereitung EDI Mit EDI werden hochreine Wässer hergestellt, wobei 95 % weniger Chemikalien als beim konventionellen Ionenaustausch eingesetzt werden müssen. Beim EDI werden die für den Ionenaustauscher benötigten Säuren und Laugen quasi durch spezielle Membranen und Elektrizität ersetzt. 44

45 Aufbau Reinstwasseranlage Wasseraufbereitung Rohwasser Systemtrenner Härtekontrollgerät Aktivkohlefilter Umkehrosmose Elektroentionisierung Feinfilter Dreifachenthärtungsanlage Membranentgasung (in Abhängigkeit von der Rohwasseranalyse Diluatbehälter Doppel-DEA-Anlage UV-Gerät Verbraucher Quelle: Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH 45

46 Wasseraufbereitung Neue Trends - Techniken erhöhte Ausbeute: 80 % bei Enthärtung 75 % bei Antiscalant > % bei AVRO Bis zu l/h Permeat bei einem Platzbedarf von einer Europalette Reduzierung der Permeatleistung um bis zu 25 % von der Nennleistung möglich bei gleicher Effizienz Energieeinsparung 25-50% (Pumpentechnik) automatisch selbstregelnder Anlagenbetrieb (Betriebskosten) Quelle: Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH 46

47 Einsparung Konzentrat in l/h Wasseraufbereitung Neue Trends - Techniken Speisewassertemperatur 15 C = Permeatleistung l/h Speisewassertemp. Permeatmenge (l/h) ALT: 75 % Konzentrat (l/h) Ausbeute (%) Permeatmenge (l/h) NEU: 80 % Konzentrat (l/h) Ausbeute (%) Ausbeute ungeregelt Ausbeute geregelt 8 C , C , C , C , C , C , C , C , Quelle: Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH 47

48 Wasseraufbereitung ZSVA? 48

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