Reinigung, Desinfektion und Armatureninspektion

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1 Reinigung, Desinfektion und Armatureninspektion Von Dr. Norbert Klein Leckagen in Trinkwasserleitungen werden vorrangig unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten betrachtet. Wichtig sind aber auch die hygienischen Aspekte bei der Reparatur und der Wiederinbetriebnahme. Aus der Praxis sind Möglichkeiten des Eintrags von Verunreinigungen in das Leitungssystem bekannt. Der Aufsatz informiert über solche Beeinträchtigungen vor und während der Reparatur und gibt Hinweise zur Reinigung und Desinfektion, um reparierte Rohrleitungsabschnitte wieder in einen einwandfreien hygienischen Zustand zu bringen. Gerade bei Leckagen ist das Funktionieren der Absperrarmaturen wichtig, um Rohrleitungsabschnitte zur Reparatur außer Betrieb nehmen zu können. Falls größere Rohrnetzbereiche infolge von Leckagen kontaminiert sind, bietet sich die Kombination von Armatureninspektion, Ertüchtigung schlecht schließender Schieber, Intensivreinigung und Desinfektion an. Hygienische Beeinträchtigung durch Leckagen Die Rohrleitung ist die Lebensmittelverpackung unseres Trinkwassers. Bevor eine neu gebaute Trinkwasserleitung in Betrieb gehen kann, ist eine ganze Reihe von Kriterien vor allem in Hinblick auf Hygiene zu erfüllen [1]. Wichtig ist, dass sich in der Rohrleitung keine Stoffe befinden, welche Mikroorganismen als Nährsubstrat dienen können. Folgende Beispiele zeigen Möglichkeiten auf, wie infolge von Leckagen die Hygiene beeinträchtigt werden kann. Bild 1: Reinigen eines kontaminierten Rohrleitungsabschnittes mittels Comprex-Verfahren Bild 2: Wasser- und Luftblöcke beim Reinigen mit dem Impulsspülverfahren Eine Ursache für Leckagen schon vor der Inbetriebnahme ist die mangelhafte Lagesicherung von Verbindungen. Sind beispielsweise längskraftschlüssige Verbindungen an Muffenformstücken nicht sachgerecht verriegelt, kann es vorkommen, dass sich diese Verbindungen bei der Druckprobe lösen. Das ausfließende Wasser überschwemmt den Rohrgraben und spült Boden in den betroffenen Leitungsabschnitt. Die Feststoffe setzen sich ab und haften an der ursprünglich sauberen Rohrleitungsoberfläche. Einfache Wasserspülungen reichen hier in den meisten Fällen nicht aus, um die Leitung in einen hygienisch einwandfreien Zustand zu versetzen und schließlich freizugeben. Leckagen an bestehenden Wasserrohrleitungen führen dazu, dass das austretende Wasser um die Schadstelle Boden aufwirbelt. Wird zur Reparatur der betroffene Rohrleitungsabschnitt außer Betrieb genommen und entleert, kann schlammhaltiges Wasser durch die Leckagen in die Rohrleitung eintreten. Die sich absetzenden Feststoffe bleiben an der mehr oder weniger mit Biofilm, Korrosionsprodukten oder sonstigen Ablagerungen belegten Rohrleitungsoberfläche haften. Mit dem schlammhaltigen Wasser werden auch unerwünschte Mikroorganismen eingetragen. Werden die Verunreinigungen vor der Wiederinbetriebnahme nach der Reparatur der Leckage nicht aus der Rohrleitung entfernt, sind sie Ursache für erhöhte Werte der mikrobiologischen Parameter im Trinkwasser. Immer noch häufig soll die Trinkwasserdesinfektion zum Ziel führen. Da sich hierdurch die Ursache nicht dauerhaft beseitigen lässt, bleibt der Erfolg aus. Nur eine wirksame, intensive Reinigung kann zielführend sein [2]. Das Comprex-Verfahren hat dabei seine Leistungsfähigkeit schon vielfach unter Beweis gestellt. Bild 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau beim Reinigen von kontaminierten Rohrleitungsabschnitten bis Nennweite DN 400. Liegen sehr hartnäckige Verunreinigungen vor, lässt sich die Wirksamkeit des Comprex-Verfahrens noch steigern, indem über eine spezielle Vorrichtung mit der Luft Feststoffe wie Eisstücke eingebracht werden / 2011

2 Bild 3: Strömung, Fließge- schwindigkeit und Druck beim Comprex-Verfahren Bild 4: Spülwassertrübung im Schauglas Reinigen mittels Comprex-Verfahren Das Impulsspülverfahren Comprex basiert auf einer kontrollierten, impulsartigen Zugabe komprimierter, vierfach gefilteter Luft in einen definierten Spülabschnitt (Bild 1). Die sich an der Einspeisestelle bildenden Luftblöcke bewegen sich im Wechsel mit Wasserblöcken durch den Spülabschnitt (Bild 2). Der gedrosselte Schieber am Beginn des Spülabschnittes reduziert die Fließgeschwindigkeit des einströmenden Wassers (Bild 1). Die Luft für die Luftimpulse hat einen höheren Druck als die Wassersäule. Daher beschleunigen die Luftimpulse beim Einspeisen die bereits vorhandenen Wasserblöcke Comprex_Anz_Komm_90x170_RZ:Comprex_Anz_1-4quer_RZ Bild 5: Prinzi- pieller Trübungsverlauf bis über 15 m/s, wobei sich in den Grenzbereichen Wasser/ Luft/Rohrwand Verwirbelungen mit hohen Fließgeschwindigkeiten ausbilden (Bild 3). Die intermittierenden Fließgeschwindigkeiten induzieren eine äußerst intensive Schleppspannung. Die Verwirbelungen an den Phasengrenzen zwischen Wasser- und Luftblöcken bewirken weiterhin kontrollierte Kavitation. Wasserverteilungsnetze lassen sich damit effizient reinigen [3]. Der Austrag an Verunreinigungen lässt sich visuell anhand der Trübung des Spülwassers im Schauglas verfolgen (Bild 4). Bild 5 zeigt den prinzipiellen Verlauf der Trübung während einer Comprex-Reinigung :00 Uhr Seite 1 Wasser ist unser Element: Das Impuls-Spül-Verfahren Comprex von Hammann. Wir übernehmen die Leitung für sauberes Wasser. Mit unserem Comprex Verfahren reinigen wir Rohrnetze gründlich, schonend und nachhaltig. Ob kommunale Trinkwassernetze, Rohwasserleitungen oder Abwasser-Druckleitungen: mehr Hygiene und Betriebssicherheit ganz ohne Chemie, nur mit Wasser und Luft. Fordern Sie Informationsmaterial an oder besuchen Sie uns im Internet. 12 / 2011 Hammann GmbH Zweibrücker Straße 13 D Annweiler am Trifels Tel. +49 (0)63 46/ info@hammann-gmbh.de 961

3 Das Impulsspülverfahren arbeitet wirksam, ohne die Rohrleitung zu beschädigen. Die häufig gestellte Frage nach Druckstößen lässt sich wie folgt beantworten: Zunächst bleibt der Druck der eingespeisten Luft immer unterhalb des Netzruhedrucks der Rohrleitung (Bild 3 Mitte). Weiterhin puffern die bereits in der Rohrleitung vorhandenen Luftblöcke die beschleunigten Wasserblöcke. Modellhaft lässt sich die Wirkungsweise der Luft- und Wasserblöcke in der Leitung wie eine Anordnung von Stäben als nicht komprimierbare Wasserblöcke und Federn als komprimierbare Luftblöcke erklären. Beim Anstoßen des ersten Stabs puffert die darauf folgende Feder den Stoß und gibt ihn verzögert an den nächsten Stab weiter. In der Praxis zeigen viele Projekte die Wirksamkeit des Verfahrens auch bei spröden Rohrleitungswerkstoffen wie Asbestzement oder Grauguss. Reparaturen Nach Reparaturen und sonstigen Arbeiten an der Rohrleitung muss der Rohrleitungsabschnitt möglichst schnell wieder in Betrieb gehen. Für eine standardmäßige Desinfektion und Probenahme mit Freigabe bleibt daher keine Zeit. In diesem Fall ist durch andere Maßnahmen sicherzustellen, dass sich die Trinkwasserleitung nach Abschluss der Arbeiten in hygienisch einwandfreiem Zustand befindet. Hier ist besonders auf Sauberkeit während der Arbeiten zu achten. Auf keinen Fall darf Wasser aus der Baugrube in die Leitung gelangen. Es empfiehlt sich, die Bauteile vor dem Einbau auf Reinheit zu überprüfen und mit Sprühlösung zu desinfizieren. Nach Beendigung der Arbeiten ist der Rohrleitungsabschnitt gründlich mit Wasser zu spülen, wenn möglich mit hoher Fließgeschwindigkeit. Durch Zugabe von Desinfektionsmitteln lässt sich ggf. eine Desinfektion mittels Durchlaufverfahren durchführen. Auf jeden Fall sind die Hinweise des DVGW-Arbeitsblattes W 291 zu beachten. Eine gründliche Reinigung ist die Voraussetzung für eine erfolgreiche Desinfektionsmaßnahme. Ergebnisse aus Forschungsprojekten [4] und Erfahrungen aus der Praxis bestätigen diese Aussage. Störfälle Es kommt immer wieder vor, dass die Wasserbeschaffenheit durch Störfälle, außergewöhnliche Vorkommnisse oder Notfälle beeinträchtigt wird. Beispiele sind Störungen bei der Wasseraufbereitung, das Eindringen von Fremdstoffen in die Trinkwasserleitung durch Lecks oder die unbeabsichtigte Verbindung mit Rohrleitungen, die kein Trinkwasser befördern. Über das Vorhalten einer hinreichenden Desinfektionskapazität in solchen Fällen gibt das Umweltbundesamt Empfehlungen [5]. Nach der örtlich begrenzten Desinfektion des Trinkwassers aus mobilen Anlagen muss vor allem die Ursache für die Beeinträchtigung erfasst werden. Im Anschluss an eine Sanierung ist die betroffene Trinkwasserversorgung gründlich zu reinigen. Da es sich hierbei normalerweise um hartnäckige Verunreinigungen handelt, sind gut wirkende Reinigungsmaßnahmen angebracht. Gerade hier hat sich das Impulsspülverfahren bewährt. Es lässt sich schnell ohne große Vorbereitungsarbeiten einsetzen, so dass die betroffene Trinkwasserversorgung zeitnah wieder in Betrieb gehen kann. Reinigung in Kombination mit Armatureninspektion In Rohrnetzen sind viele Absperrarmaturen, vorwiegend Schieber, eingebaut. Üblicherweise befinden sich in einem Rohrnetz von 100 km Länge etwa 1700 bis 1900 Absperrschieber. Während des Betriebs sind die meisten Schieber geöffnet. Ablagerungen können sich wie im gesamten Rohrnetz auch im Gehäuse der Schieber bilden. Vor allem metallisch dichtende Schieber reagieren empfindlich auf Ablagerungen im Schiebersack. Die Funktionsfähigkeit ist beeinträchtigt, wobei die Schieber unzureichend oder überhaupt nicht mehr schließen. Gerade bei Rohrbrüchen und Leckagen in Rohrleitungsabschnitten müssen Schieber funktionieren, um die betroffenen Stellen reparieren zu können. Auch bei Feuerwehreinsätzen kommt es darauf an, dass Absperrarmaturen schließen und Hydranten funktionieren. Die bisher übliche Armatureninspektion, die im DVGW- Arbeitsblatt W 392 beschrieben ist, sieht für Absperrarmaturen wie Schieber und Absperrklappen alle acht Jahre Inspektionsmaßnahmen vor. Dazu gehören folgende Prüfungen: Gängigkeit durch kurzfristiges Schließen und Öffnen (mindestens fünf Umdrehungen; Vorsicht bei geschlossenen bzw. gedrosselten Armaturen) leichte Beweglichkeit des Armaturenantriebes und Absperrteils Dichtheit der Spindelabdichtung Betriebsstellung (Anschlag prüfen) Äußere Dichtheit (Sichtkontrolle und Abhorchen) Zustand der Einbaugarnitur Korrosion an sichtbaren Teilen (Korrosionsschutz) Schließ- und Öffnungsstellung gemäß dem festgelegten Betriebszustand Zustand der Anzeigevorrichtung für die Erkennbarkeit der Stellung des Absperrkörpers Bei Zonentrennschiebern sind allerdings jährlich zu prüfen: Betriebsstellung ZU" Dichtheit im Abschluss (auf Fließgeräusch achten) Im Rahmen der Armatureninspektion nach DVGW-Arbeitsblatt W 392 lässt sich die eigentliche Funktion der Absperrarmaturen, nämlich der Dichtheit im Abschluss, nicht direkt prüfen. Dies ist nur möglich, wenn die Rohrleitung außer Betrieb ist, beispielsweise während der Rohrnetzreinigung [5]. Rohrnetzreinigung und zustandsorientierte Schieberinstandhaltung ergänzen sich in idealer Weise. Denn vor und während der flächendeckenden Rohrnetzreinigung wird fast jeder Schieber im Netz mindestens einmal betätigt. Die meisten Hydranten werden bedient und als Ein- oder Ausspeise / 2011

4 stelle verwendet. Dabei werden nicht oder schlecht funktionierende Schieber erkannt und können anschließend ertüchtigt werden. Um nicht mehr funktionierende Schieber zu ertüchtigen, genügt in vielen Fällen das mehrmalige Betätigen der Spindel. Hier helfen moderne Schieberdrehmaschinen, die Schwergängigkeit zu reduzieren. Die Dichtheit im Abschluss lässt sich durch kontrollierte Kavitation erreichen. So genügt beispielsweise bei metallisch dichtenden Schiebern häufig das Absenken des Schieberkeils, um Ablagerungen durch den Wasserstrom aus dem Schiebersack zu entfernen. Bei hartnäckigen Ablagerungen unterstützt das Impulsspülverfahren die Reinigung. Auch hier erweist sich ein zustandsorientiertes Vorgehen als vorteilhaft: im ersten Schritt Erzeugen kurzzeitiger Kavitation durch Schließen des Schiebers und geringes Anheben des Schieberkeils, bei Bedarf Verstärken der Reinigungswirkung durch das Impulsspülverfahren. Erfahrungsgemäß lassen sich zwischen 50 % und 70 % der nicht oder schlecht schließenden Schieber ertüchtigen. Sie können ihren Dienst noch über weitere Jahre erfüllen. Da die Reinigung nach der Schieberinstandsetzung erfolgt, ist sichergestellt, dass alle aus den Schiebern abgelösten und mobilisierten Stoffe zuverlässig aus dem Rohrnetz ausgetragen werden. Die Kombination der zustandsorientierten Schieberinstandhaltung und der Rohrnetzreinigung bringt Rohrnetze wieder in einen ordentlichen Zustand und erweitert die Nutzungsdauer der Absperrarmaturen [6, 7]. Der Mehraufwand ist gering im Vergleich zum Nutzen für den Netzbetreiber. In einem weiteren Modul lässt sich auch die Armatureninspektion nach DVGW-Arbeitsblatt W 392 übernehmen. Der Vorteil für den Betreiber liegt in der Dokumentation des Rohrnetzzustandes. Notwendige Instandhaltungsarbeiten lassen sich planen und entsprechend ihrer Wichtigkeit und Dringlichkeit ausführen. Eine interessante Erweiterung der Instandhaltung ist die Aufnahme des Drehmoments aller Schieber im Rohrnetz [8]. Die einfache Handhabung moderner elektrisch angetriebener Schieberdrehmaschinen ermöglicht, das Drehmoment über einen gesamten Schließ- und Öffnungszyklus zu messen und vor allem auch zu dokumentieren (Bild 6). Die Kombination von Rohrnetzreinigung und zustandsorientierter Schieberinstandhaltung zeigt neue Synergieeffekte auf. So lassen sich die Kosten für die Rohrnetzreinigung durch die Verlängerung der Nutzungsdauer der ertüchtigten Schieber kompensieren. Weitere Einsparpotenziale eröffnen sich bei geschickter Verteilung der Arbeiten zwischen dem Dienstleister und dem Rohrnetzbetreiber. Ein Rechnerprogramm kann die möglichen Varianten kalkulieren. Nach Eingabe der Rohrnetzdaten und betreiberspezifischer Daten errechnet es die Kosten für die Maßnahmen und zeigt Einsparpotenziale auf. Bild 6: Drehmomente beim 1. und 2. Schließen eines Schiebers [8] Zusammengefasst hat die Kombination von Rohrnetzreinigung und zustandsorientierter Schieberinstandhaltung folgende Vorteile: Hygienisch und hydraulisch einwandfreier Zustand des Rohrnetzes Überprüfung aller Schieber im Rohrnetz auf Funktion Ertüchtigung schlecht oder nicht schließender Schieber zu 50 % bis 70 % erhöhte Sicherheit bei Störfällen durch Absperren betroffener Bereiche Dokumentation der defekten Schieber und Kennzeichnung vor Ort Reduzierung der Anzahl auszutauschender Schieber Reduzierung von Tiefbaumaßnahmen infolge des Schieberaustausches weitere Armatureninspektion nach DVGW-Arbeitsblatt W 392 möglich kleine Reparaturmaßnahmen während Reinigung und Armatureninspektion möglich Kostenoptimierung durch Verlängerung der Nutzungsdauer des Rohrnetzes einschließlich Armaturen insbesondere der Schieber Fazit Dringen bei Leckagen verunreinigtes Wasser oder sonstige Verunreinigungen in die Trinkwasserleitung ein, ist eine wirksame intensive Reinigung erforderlich. Das Impulsspülverfahren Comprex hat sich vielfach bewährt, die bestehenden Rohrleitungen wieder in einen einwandfreien hygienischen Zustand zu versetzen. Die vorbeugende, zustandsorientierte Instandhaltung von Rohrnetzen hat das Ziel, die Störfallhäufigkeit zu verringern, um den Verbrauchern jederzeit einwandfreies Trinkwasser liefern zu können. Die Armatureninspektion nach dem DVGW-Arbeitsblatt W 392 erfährt durch die zustandsorientierte Schieberinstandhaltung eine wesentliche Sicherheitskomponente. Wichtig ist, dass in kritischen Situationen beispielsweise bei Bränden oder Rohrbrüchen Absperrarmaturen schließen, Hydranten funktionieren und im Rohrnetz die Trinkwasserbeschaffenheit gemäß Trinkwasserverordnung erhalten bleibt. Die Dokumentation des aktuellen Zustands spielt dabei eine große Rolle. Hier stellt die Dokumentation der Drehmomente über einen gesamten Schließ- und Öffnungszyklus jeder Absperrarmatur eine bedeutende Erweiterung dar. 12 /

5 Literatur [1] Klein, N.; Rammelsberg J.: Inbetriebnahme von Rohrleitungen mit Zementmörtelauskleidung; 3R international 48 (2009) Nr. 3-4, S [2] Hammann, H.-G.; Klein, N.: Kontaminierte Wasserverteilungsnetze mit Comprex effizient reinigen; Der Hygieneinspektor (2010) Nr. 2, S [3] Hammann, H.-G.; Klein, N.: Wasserverteilungsnetze effizient reinigen; energie, wasser-praxis (2010) Nr. 7/8, S [4] Empfehlung des Umweltbundesamtes Coliforme Bakterien im Trinkwasser; Bundesgesundheitsbl. (2009) Nr. 4, S [5] Erkenntnisse aus dem BMBF-Verbundprojekt Biofilme in der Trinkwasser-Installation Die wichtigsten Erkenntnisse des Forschungsprojektes in Thesenform biofilm-hausinstallation.de/, kostenloser Download der Thesen: [6] Klein, N.; Hammann, H.-G.: Rohrnetzreinigung mit Schieberertüchtigung; 3R (2010) Nr. 12, S [7] Klein, N.; Hammann, H.-G.: Schieberertüchtigung in Kombination mit Rohrnetzreinigung; Industriearmaturen (2011) Nr. 1, S [8] Mobile Automatisierung und zustandsorientierte Wartung von Armaturen; 3S Antriebe GmbH, Industriearmaturen (2011) Nr. 2, S [9] DVGW-Arbeitsblatt W 291 Reinigung und Desinfektion von Wasserverteilungsanlagen [10] DVGW-Arbeitsblatt W 392 Rohrnetzinspektion und Wasserverluste Maßnahmen, Verfahren und Bewertungen Autor Dr. Norbert Klein Hammann GmbH, Annweiler am Trifels Tel n.klein@hammann-gmbh.de / 2011