IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 1/2/2002, Seite 26 ff

SANITÄRTECHNIK

Mit System gegen Legionellen

Dr.-Ing. Carsten Gollnisch, Dipl.-Ing. Wolfgang Eckmeier*

Einen dauerhaften Schutz vor Legionellen in Warmwasseranlagen verspricht das GENO-BREAK-System von Grünbeck Wasseraufbereitung. Die Autoren beschreiben Wirkung, Funktionsweise und den Einbau des auf mehreren Wirkprinzipien basierenden Systems.

Legionellen sind Bakterien, die vorzugsweise in Warmwassersystemen, Kühltürmen, Klimaanlagen (mit Luftwäschern) und Whirlpools vorkommen können. Eine Übertragung auf den Menschen erfolgt hauptsächlich durch die Inhalation von infektiösen Aerosolen. Dies bedeutet, dass beispielsweise beim Duschen Wassertröpfchen mit Legionellen mit einer Größe von kleiner 5 µm eingeatmet werden. Es kann sich dabei eine Pneumonie1) ausbilden.

Kennzeichnend für die Situation wird die Lage zur Zeit folgendermaßen dargestellt:

Damit es erst gar nicht zur Vermehrung von Legionellen in Warmwassersystemen kommt, wurde von der Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH bereits 1995 das GENO-BREAK-System im Markt eingeführt. Das System ist sehr effektiv, weil es bereits an der Wurzel, d.h. beim mikrobiologischen Gleichgewicht der Bakterien ansetzt.

Bild 1: Verfahrensprinzip - Kombination von Ultraschall mit UV-Desinfektion.

Legionellen können sich in so genannten Protozoen (beispielsweise Amöben2)) "tausendfach" vermehren [3]. Im Kommentar zum DVGW-Arbeitsblatt W 551 [3] sind im Vorwort zwei elektronenmikroskopische Aufnahmen enthalten, welche sehr anschaulich die Vermehrung von Legionellen in Protozoen (hier Amöben) abbilden. Bild 1 darin zeigt ein frühes Befallstadium einer Amöbe, Bild 2 ein spätes in einer einzigen Vakuole3).

Amöben dienen den Legionellen aber nicht nur als Wirt. Sie bieten gleichzeitig Schutzräume gegen alle gängigen Desinfektionsmittel (z.B. Chlor), außerdem sind sie resistent gegen thermische Desinfektionsverfahren oder der Bestrahlung durch UV-Licht.

Stichproben in Anlagen der Hausinstallation haben bis zu 300 Amöben/Liter Warmwasser ergeben [4]. Diese Tatsache erklärt mit, warum bei der Analytik stark schwankende Legionellenwerte, d.h. von "nicht nachweisbar" bis "105 Legionellen/Liter Warmwasser" gefunden werden. Je nach verwendetem Analytikverfahren können die bis zu "tausendfach" in Amöben vorhandenen Legionellen nicht erkannt werden. Dies kann bedeuten: Obwohl die Analytik nichts feststellt, ist das Warmwassersystem hoch kontaminiert.

Bild 2: Mikroskopaufnahme: Amöben nach Ultraschallbehandlung.

Funktionsprinzip

Das Prinzip des GENO-BREAK-Systems beruht auf der Kombination einer Ultraviolett- mit einer Ultraschalleinheit (siehe auch Bild 1). Dabei werden im ersten Schritt die Wirtsorganismen der Legionellen, die Amöben, durch ein Ultraschallfeld aufgebrochen und zerstört. Im zweiten Schritt werden die "tausendfach" vorhandenen und so freigesetzten Legionellen durch energiereiches UV-C-Licht sicher abgetötet. Der eigentliche Effekt des GENO-BREAK-Systems basiert darauf, dass durch die Zerstörung der Protozoen (z.B. Amöben) die für Legionellen wichtige Bezugsquelle "essenzielle Aminosäuren" zerstört wird.

Das zu behandelnde Wasser strömt in das von einer Sonotrode erzeugte Ultraschallfeld ein. Hier bilden sich durch die hohe Beschleunigung an der Oberfläche Kavitationsbläschen mit einem Durchmesser von ca. 100 µm, die nach extrem kurzer Lebensdauer implodieren. Dabei entstehen kurzzeitig und lokal hohe Temperaturen und Drücke, wodurch die im Wasser befindlichen Korrosionspartikel, Zellagglomerate und Wirtsorganismen der Legionellen (Amöben) aufgebrochen und in Fragmente zerlegt werden. Alle Legionellen, die sich in dieser geschützten Umgebung befunden haben, werden nun freigesetzt und dem nachfolgenden UV-Licht zugänglich gemacht. Bild 2 zeigt Amöben nach einer Ultraschallbehandlung.

Durch die desinfizierende Wirkung des UV-Lichtes bei einer Wellenlänge von 254 nm wird das Erbmaterial der Mikroorganismen geschädigt und diese damit vermehrungsunfähig gemacht.

Die Erfahrungen bei Grünbeck haben gezeigt, dass durch den Einsatz von klassischen UV-Anlagen alleine das Problem nicht gelöst werden kann, weil die in Amöben vorhandenen Legionellen vor dem UV-Licht geschützt sind.

Bild 3: GENO-BREAK-System im Krankenhaus.

Vorteile des GENO-BREAK-Systems

Der Einsatz des Systems bietet folgende Vorteile:

1. Kontinuierliche Abtötung der Legionellen: Im Gegensatz zu den diskontinuierlichen Verfahren - chemische und thermische Desinfektion - wird mit dem System das Wasser 24 Stunden am Tag desinfiziert. Es werden aber nicht nur die freien Legionellen sicher abgetötet, auch die in Schutzräumen "tausendfach" vorkommenden Legionellen werden freigesetzt und abgetötet.

2. Bei Sanierungsfällen und bei Neuanlagen einsetzbar: Der Einbau des Systems bietet sich sowohl zur Sanierung von kontaminierten Systemen wie auch bereits zur Verhinderung von Legionellenbefall in Neuanlagen an.

3. Gute Energiebilanz: Speziell im Vergleich zur diskontinuierlichen thermischen Desinfektion bei 70°C und einem damit verbundenen Hochheizen des kompletten Warmwasser-Kreislaufs erfolgt beim Einsatz des Systems ein deutlich geringerer Energieverbrauch, der fast vollständig in nutzbare Wärmeenergie überführt wird.

4. Keine Chemikalienzugabe
5. Keine Verbrühungsgefahr
6. Keine Kalkausfällungen
7. Keine Korrosionsprobleme

Bild 4: Parallelschaltung, eingebaut in einem Krankenhaus.

Einsatzbereiche

Das System bietet sich für alle Objekte mit einem Systeminhalt (Inhalt Warmwasserbereiter und Rohrleitungen) größer 400 Liter an, wie beispielsweise Schwimmbäder, Krankenhäuser, Hotelanlagen oder Alten- und Pflegeheime - überall da, wo größere Warmwasserversorgungsanlagen geplant oder Altanlagen mit Legionellenproblemen auf den neuesten Stand gebracht werden müssen, kann das GENO-BREAK-System eingesetzt werden. Wichtig: Aufgrund der Erfahrungen bei Grünbeck ist bekannt, dass in Warmwassersystemen und hier besonders in stark kontaminierten Altanlagen sehr viele Problemzonen stecken. So können einige begleitende Sanierungsmaßnahmen am Warmwassersystem den Erfolg des GENO-BREAK-Systems unterstützen. Dafür haben die Fachberater von Grünbeck gemeinsam mit Fachplanern und Installationsunternehmen sehr viel Erfahrungen gesammelt. Bezüglich der unterstützenden Sanierungsmaßnahmen können jedoch keine Pauschalaussagen getroffen werden, da jedes Objekt individuell zu betrachten ist.

Zur Verminderung der Kalk- und Korrosionsprobleme - eine der Hauptursachen für Legionellenbefall - kann je nach Trinkwasserbeschaffenheit (wie im Bild 5 dargestellt) eine Aufbereitung des Kaltwassers im Zulauf notwendig sein.

In Bezug auf alle eingebauten Anlagen lässt sich ausführen, dass beim Einsatz des Systems in den meisten Fällen eine begleitende diskontinuierliche Desinfektion mittels eines chemischen oder thermischen Verfahrens nicht notwendig war. Die Anlagen laufen automatisch und erfüllen die Erwartungen der Betreiber hinsichtlich der notwendigen Legionellenwerte, d.h. in der Regel kleiner 1/ml. Dies wird auch dadurch belegt, dass das System seit 1995 als wirksames Bekämpfungssystem gegen Legionellen erfolgreich im Markt eingesetzt wird. Weitere Möglichkeiten der Legionellenbekämpfung sind im technischen Regelwerk des DVGW-Arbeitsblattes W 552 beschrieben. Eine Produktzertifizierung zur Legionellenbekämpfung ist im technischen Regelwerk des DVGW nicht vorgesehen.

Bild 5: Einbauschema.

Systemaufbau und -einbindung

Das System besteht im Wesentlichen aus einem rohrförmigen Edelstahldruckrohr mit Ultraschall-Sonotrode, UV-Sensor, UV-Lampen, Quarzschutzrohren und einer Temperaturüberwachung. Es wird in einem Schalldämmgehäuse geliefert. Die Steuerung, die Vorschaltgeräte und der Ultraschallgenerator befinden sich in einem luftgekühlten Schaltschrank.

Wie in Bild 3 dargestellt, handelt es sich um eine einfach zu installierende Kompaktanlage. In Bild 4 ist eine Sonderausführung in Form einer Doppelanlage dargestellt, mit der auch bei beengten Raumverhältnissen dem Kunden eine spezielle Lösung angeboten werden konnte.

Der Einbau erfolgt grundsätzlich in die Vorlaufleitung des Warmwassersystems nach dem Warmwasserbereiter (siehe Einbauschema). Dabei muss das gesamte Wasser über das System geführt werden. Grundsätzlich empfiehlt sich daher bereits im Planungsstadium eine genaue Analyse der Warmwasseranlage. Das GENO-BREAK-System ist ausgelegt auf eine kontinuierliche Desinfektionsleistung von 8 m3/h.

Außerdem ist empfehlenswert, das komplette Warmwassersystem regelmäßig auf Steinbildung und Korrosion zu überprüfen. Denn der sich bildende Kalkschlamm ist ein idealer Nährboden für die Legionellen und gefährdet so den Verfahrenserfolg von allen Desinfektionsverfahren. So kann - wie in Bild 5 dargestellt - eine entsprechende Aufbereitung des Kaltwassers mittels Enthärtung oder Dosierung zur Härtestabilisierung und zum Korrosionsschutz empfehlenswert bzw. notwendig sein.

Fazit

Mit dem GENO-BREAK-System bietet die Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH eine Kompaktanlage, die einerseits problemlos in das Warmwassersystem eingebunden werden kann, und mit der andererseits eine kontinuierliche Abtötung von Legionellen erreicht wird. Nur so können die Erreger der gefährlichen Legionärskrankheit erfolgreich bekämpft werden. 

Internetinformationen:
http://www.gruenbeck.de

*) Dr.-Ing. Carsten Gollnisch, Dipl.-Ing. Wolfgang Eckmeier, Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH, Höchstädt a. d. Donau

Literaturverzeichnis:

[1] Ärzteblatt Baden Württemberg 4/1999

[2] Epidemiologisches Bulletin 25/99, Robert Koch Institut

[3] Heinrich, F.-J., Waider, D.: Kommentar zum DVGW-Arbeitsblatt W 551, "Trinkwassererwärmungs- und -leitungsanlagen; technische Maßnahmen zur Verminderung des Legionellenwachstums, Heizungs-Journal Verlags-GmbH, Winnenden, 2. Aktualisierte Auflage, 1997

[4] Hoffmann, R., Michel, R.: DVGW-Schriftenreihe Wasser Nr. 91, Verhalten von primär freilebenden Amöben bei der Trinkwasseraufbereitung

  1. Pneumonie: Meist durch Viren oder Bakterien (Pneumo-, Strepto-, Staphylokokken u.a.) verursachte Infektionskrankheit der Lunge (Lungenentzündung).
  2. Amöben: Einzellige Wurzelfüßer ohne feste Körperform, die lappige Scheinfüßchen (Pseudopodien) ausfließen lassen, sich so fortbewegen (amöboide Bewegung) und Nahrung aufnehmen; Fortpflanzung meist durch Zweiteilung. Die meisten Süßwasserarten sind nackt, einige beschalt. Manche A. leben als Parasiten, z.B. Entamoeba histolytica, der Erreger der mit schleimig-blutigen Durchfällen einhergehenden A.-Ruhr (Amöbiasis).
  3. Vakuole: Im Zellplasma liegender, größerer Hohlraum, der von einer Elementarmembran umgeben und mit flüssigen oder festen Stoffen gefüllt ist. Beispielsweise die Nahrungs-Vakuole der Einzeller. (Quelle: Bibliographisches Institut & F.A. Brockhaus AG)

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