IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 21/2004, Seite 22 ff.

SANITÄRTECHNIK

Sanierung von Trinkwasseranlagen

Dr. Wilhelm Erning*

Zahlreiche Anlagen der Trinkwasserinstallation weisen Mängel auf. Diese äußern sich im Wesentlichen durch Störungen der Transportfunktion oder Beeinträchtigungen der Trinkwasserqualität. In der überwiegenden Zahl der Fälle ist Korrosion ursächlich für den Schaden. In jedem Fall ist zur Wiederherstellung der Betriebsfähigkeit eine Sanierung erforderlich. Hier können unterschiedliche Maßnahmen zum Erfolg führen. Wie und in welchem Umfang saniert werden kann, muss durch eine sorgfältige Untersuchung ermittelt werden. Solche Maßnahmen und die Vorgehensweise bei Sanierungen werden hier beschrieben. Fälle, in denen eine Installation vollständig ersetzt werden muss, sollen nicht behandelt werden.

Die Lebensdauer technischer Anlagen ist begrenzt durch viele Faktoren. Vielfach kommt es zu Störungen des bestimmungsgemäßen Betriebs, bevor die Anlage das Ende der geplanten Nutzungsdauer erreicht. In solchen Fällen kann durch geeignete Verfahren eine Weiternutzung der Anlage erreicht werden.

Für die Trinkwasserinstallation tritt dieser Fall in der Regel entweder durch Störungen bei der Transportfunktion oder aber durch eine Beeinträchtigung der Trinkwasserqualität auf. Besonders der zweite Aspekt tritt durch die strengeren Auflagen durch die Novellierung der Trinkwasserverordnung immer häufiger auf. Unter bestimmten Umständen kann hier durch geeignete Verfahren ein wieder bestimmungsgemäßer Betrieb erreicht werden.

Bild 1: Leckage an einer Trinkwasserleitung.

Sanierungsgrund

Den Anstoß zu der Beschäftigung mit der Frage: "Sanierung, und wenn ja, wie?" gibt in der Regel die Feststellung eines Mangels. Für eine Trinkwasserinstallation gibt es wie gesagt zwei prinzipielle Problemkreise:
1. Die Störung der Transportfunktion durch

2. Die Beeinträchtigung des Trinkwassers durch

Ursachen

Ursachen für die Beeinträchtigung der Transportfunktion können sein:

Ursachen für die Beeinträchtigung des Trinkwassers:

In der überwiegenden Zahl der Fälle sind die Schäden an Rohrleitungen und die Wasserveränderungen auf eine chemische Reaktion zwischen Trinkwasser und Werkstoff zurückzuführen. Diese Korrosion ist für viele Werkstoffe naturgesetzlich und zur dauerhaften Beständigkeit von Werkstoffen wie verzinkter Stahl oder Kupferwerkstoffe auch unbedingt erforderlich. Kommt es aber bei der Ausbildung der schützenden Deckschichten zu Störungen, können Schäden am Rohr oder unzulässige Wasserveränderungen die Folge sein.

Bild 2: Verminderung des Querschnitts durch Ablagerungen.

Korrosion

Eine Korrosionsreaktion in wässrigen Lösungen kann in der Regel als eine Folge von Teilreaktionen betrachtet werden. Hiernach gilt:

Anode (1)

Kathode (2)

Bei Abwesenheit von Sauerstoff ist auch die Wasserzersetzung unter Gasentwicklung möglich:

Kathode (3)

Gleichung (1) beschreibt den Vorgang der Metallauflösung. Dieser ist letztlich verantwortlich für die durch die Korrosionsvorgänge verursachte Schädigung. Ohne eine entsprechende kathodische Reaktion, z.B. nach Gleichung (2) oder (3), ist aber auch die Auflösung des Metalls nicht möglich. Die Teilreaktionen müssen daher stets gemeinsam betrachtet werden.

Um eine Korrosion zu verhindern, muss mindestens eine der Teilreaktionen gehemmt werden. Wie bei allen chemischen Reaktionsmechanismen bestimmt auch hier die am stärksten gehemmte Teilreaktion die Ausprägung der Gesamtreaktion. Für die Werkstoffe in der Trinkwasserinstallation geschieht dies in der Regel durch die Ausbildung von stabilen Deckschichten durch Korrosionsvorgänge oder aber durch die Verwendung passiver oder inerter (neutraler) Werkstoffe.

Bild 3: Korrosion an einer Trinkwasserleitung mit Durchbrüchen.

Vorgehensweise

Zu Beginn einer Sanierung steht die Feststellung eines Mangels. Dabei sind Mängel, die die Transportfunktion betreffen, häufig offensichtlicher zu finden, während eine Beeinträchtigung der Wasserqualität oft ohne chemische oder mikrobiologische Untersuchung gar nicht einfach zu bemerken ist.

Nachdem Mängel festgestellt worden sind, sollte sich eine Untersuchung des Zustands der Installation anschließen. Dies ist der entscheidende Schritt für eine erfolgreiche Sanierung. Nur auf diese Weise lässt sich das geeignete Verfahren zur Sanierung überhaupt ermitteln und möglicherweise zu aufwendige und damit unwirtschaftliche Lösungen vermeiden.

Bild 4: Korrosion an einer Trinkwasserleitung mit Durchbrüchen, Korrosionsprodukte abgebeizt.

Sanierungsverfahren

Je nach vorliegendem Schadensbild können unterschiedliche Sanierungsverfahren sinnvoll sein. Dabei hat man in der VDI 6001 folgende Untergliederung gewählt:
(A) Reparaturmaßnahme/Teilerneuerung/Kompletterneuerung:

(B) Entfernung von Ablagerungen:

(C) Innenbeschichtungsverfahren.

(D) Maßnahmen zur Wasseraufbereitung bzw. -behandlung:

Im Folgenden wird eine kurze Beschreibung der Verfahren mit den Einsatzbereichen gegeben. Zunächst werden Methoden beschrieben, die im Wesentlichen bei Störungen der Transportfunktion in Betracht kommen.

Reparaturmaßnahme/Teilerneuerung/Kompletterneuerung

Diese Technik wird in der Regel bei defekten Anlagenbauteilen oder -Komponenten angewendet. Das kann z.B. ein undichter Kugelhahn, eine tropfende Armatur oder eine ausgefallene Zirkulationspumpe sein. Die betroffenen Bauteile werden ausgebaut und nach Instandsetzung wieder eingebaut bzw. durch Neuteile ersetzt. Für den Fall z.B. eines Rohrabschnitts mit Leckage würde man von einer Teilerneuerung sprechen.

Bild 5 : Verfärbtes Wasser durch Korrosionsvorgänge.

Entfernung von Ablagerungen

Bei mechanischen Verfahren unterscheidet man zwischen Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen (Spülen mit Wasser-Luft-Gemisch) und Verfahren zur Entfernung von Belägen (Strahlen). Spülverfahren können nur lose anhaftende Ablagerungen entfernen, Korrosionsprodukte und Ablagerungen von Wasserinhaltsstoffen müssen meist abrasiv (mit Schleifmitteln) entfernt werden. Nach einer solchen Behandlung sind dann meist weitere Maßnahmen zum Korrosionsschutz erforderlich. Durch die Entfernung von Belägen und Schutzschichten können Leckagen freigelegt werden, die dann zusätzlich repariert werden müssen.

Chemische Verfahren werden eingesetzt zur Entfernung von fest haftenden, über lange Zeit entstandenen Verunreinigungen oder Belägen. Dabei ist sorgfältig darauf zu achten, dass alle Chemikalien rückstandsfrei wieder ausgespült werden. Weitere Maßnahmen sind wie bei den mechanischen Verfahren zu beachten.

Bild 6: Unlegierter Stahl, korrodiert durch äußere Feuchteeinwirkung.

Innenbeschichtungsverfahren

Auf dem Markt sind verschiedene Anbieter mit Verfahren zur Innenauskleidung von Trinkwasserleitungen aktiv. Durch die Vorgaben der neuen Trinkwasserverordnung ist der Nachweis der Eignung durch ein entsprechendes Prüfzeichen erforderlich. Deren Vergabe war bis vor kurzem nicht möglich, durch die Veröffentlichung der Epoxidharzleitlinie des Umweltbundesamtes (UBA) sowie die Erstellung der DVGW-Papiere W 545 und VP 548 liegen nun aber die Grundlagen für die Zertifizierung derartiger Verfahren vor. Dazu muss zunächst die Eignung des Beschichtungsmittels nachgewiesen werden, danach kann die Tauglichkeit des Verfahrens geprüft und zum Schluss die Zertifizierung erfolgen.

Die erstellten Vorschriften lassen diese Verfahren auf kupfer- und stahlgebundenen Rohrwerkstoffen zu. Beschichtungen auf anderen Materialien wie z.B. Blei können nicht zugelassen werden. Speziell für Blei ist das Risiko beim Versagen der Beschichtung groß, da erhöhte Bleikonzentrationen nicht bemerkt werden und erst nach einer längeren Expositionszeit (Einwirkzeit) Gesundheitsschäden auftreten. Für bereits behandelte Anlagen ist eine regelmäßige Überwachung der Trinkwassergüte in kurzen Abständen unbedingt anzuraten, um unbemerkte Bleiabgaben durch Defekte der Beschichtung feststellen zu können.

Bild 7: Eine trockene Feuerlöschleitung, die aufgrund eines Probebetriebes nicht wirklich trocken wurde.

Maßnahmen zur Wasseraufbereitung bzw. -behandlung

Bei den nachfolgend beschriebenen Maßnahmen handelt es sich nicht ausschließlich um eigenständig wirkende Sanierungsverfahren. Eine Wasserbehandlungsmaßnahme beeinflusst die Wasserzusammensetzung zur Ausbildung stabiler Schutzschichten. Dazu zählen beispielsweise die Entfernung kritischer Wasserinhaltsstoffe, Verschiebung des pH-Wertes oder Zugabe von Konditionierungsmitteln. Zur Aufbereitung des Wassers bzw. Behandlung des Trinkwassers dürfen nur solche Stoffe verwendet werden, die nach § 11 der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) in der Liste enthalten sind, die vom UBA geführt wird. Ausnahmen bedürfen der Genehmigung durch die zuständige Gesundheitsbehörde. Diese Liste enthält folgende Angaben:

Für den Korrosionsschutz werden Orthophosphate und Silikate dosiert oder Aluminiumhydroxid auf elektrochemischem Wege in der Anlage erzeugt. Diese Zusatzstoffe erzeugen schwer lösliche Schutzschichten auf den Rohrwandungen und wirken so der Korrosion entgegen. Zu niedrige pH-Werte können mit einer Entsäuerung erhöht werden, sodass das Risiko der Flächenkorrosion verringert wird. Korrosionsfördernde Ionen können mittels Ionenaustauscher- und Membranverfahren entfernt werden. Sonstige Verfahren, z.B. physikalische Geräte, müssen ihre Wirksamkeit nach DIN 50931-1 bzw. DIN 50934-1 bis -4 nachweisen.

Zum Schutz vor Steinbildung (Ablagerungen von Kalk) werden die Dosierung von Polyphosphaten sowie die Entfernung der fraglichen Ionen durch Ionenaustausch- oder Membranverfahren angeboten.

Sonstige Verfahren, z.B. physikalische Geräte, müssen ihre Wirksamkeit nach DVGW-Arbeitsblatt W 512 nachweisen.

Desinfektion

Eine nach dem Regelwerk erstellte und betriebene Trinkwasserinstallation wird in der Regel keine Probleme durch übermäßige Belastung mit Mikroorganismen aufweisen. Solche Belastungen weisen auf Mängel in der Anlage oder beim Betrieb hin, die konstruktiv behoben werden müssen.

Falls eine Beeinträchtigung der Wasserqualität durch Mikroorganismen vorliegt, kann als Soforthilfe eine Desinfektion durchgeführt werden. Es werden zwei unterschiedliche Desinfektionsverfahren angewendet, die sich in der Art der Abtötung der Mikroorganismen unterscheiden.

Thermische Desinfektion

Bei einer thermischen Desinfektion wird das gesamte Leitungsnetz über eine längere Zeit mit Wasser erhöhter Temperatur (70°C) gefüllt. Typischerweise erreicht man dies durch öffnen aller Entnahmearmaturen und Messung der Auslauftemperaturen.

Chemische Desinfektion

Hierbei wird dem Wasser ein Mittel zugesetzt, das die Organismen abtötet. Üblicherweise werden Chlor oder chlordioxidhaltige Substanzen eingesetzt. Einwirkzeit und Erreichung aller Leitungsbereiche sind zu beachten. Die Einwirkung der Chemikalien auf Rohrwerkstoffe kann Korrosionsschäden verursachen.

Desinfektionsmaßnahmen allein stellen keine Sanierung dar und ist zur Behebung von hygienischen Problemen auch keineswegs zu empfehlen. Eine Sanierung muss entsprechend dem Regelwerk (DIN 1988 etc.) erfolgen. Dabei müssen die Fehler in Konstruktion und Betrieb, die zu der Verkeimung geführt haben, abgestellt werden, um eine zukünftig dauerhaft einwandfreie Trinkwasserqualität zu sichern. Die prinzipielle Vorgehensweise bei einer Sanierung ist in Bild 8 aufgezeichnet.

Bild 8: Vorgehensweise bei einer Sanierung.

Schlussfolgerungen

Eine erfolgreiche Sanierungsmaßnahme muss im Ablauf sauber geplant sein und führt bei korrekter, fachlich einwandfreier Arbeit zu einer temporären (zeitweisen) oder dauerhaften Wiederherstellung der Gebrauchstüchtigkeit der Trinkwasserinstallation. Dabei wird durch die hier vorgestellten Sanierungsmethoden in der Regel keine insgesamt substanzverbessernde Wirkung erzielt, aber eine Installation, die ihren bestimmungsgemäßen Betrieb nicht mehr erlaubt, wieder in einen gebrauchstüchtigen Zustand versetzt.

Für eine erfolgreiche Sanierung ist daher insbesondere zu beachten:

Zur weiteren Hilfe bei der Planung und Durchführung ist das einschlägige Regelwerk zu beachten. Die neue VDI-Richtlinie VDI 6001 [1] gibt hier wertvolle Hinweise und verweist zudem auf zahlreiche mitgeltende Vorschriften.

L i t e r a t u r :  [1] VDI 6001: Sanierung von sanitärtechnischen Anlagen: Trinkwasser, VDI 2003

* Dr. Wilhelm Erning, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin

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