Trinkwasser- Desinfektion

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
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Das Trinkwasser in Deutschland wird von den Versorgern nach den Vorgaben der Trinkwasserverordnung keimarm geliefert. Aber eine absolute Keimfreiheit kann nicht gewährleistet werden. Eine Keimbelastung ist immer möglich, denn es hängt von der Herkunft, Aufbereitung des Wassers und dem Rohrsystems ab. In Wasserversorgungssystemen können eine Vielzahl von Mikroorganismen (z. B. Pilze, Viren und Bakterien) in geringen Mengen nachgewiesen werden. Diese können Krankheitserreger in einer größeren Anzahl vorhanden sein, dass von ihnen eine direkte Gesundheitsgefährdung für den Menschen ausgehen kann. Es können auch Keime in sehr geringen Mengen im Trinkwasser auftreten und sich erst nach der Speicherung, bei dem Transport des Wassers im Verteilungssystem und in den Trinkwasserinstallationen der Verbraucher so stark vermehren, dass der Gebrauch dieses Wassers für den Menschen gesundheitsgefährdend werden können.
Eine Trinkwasserentkeimung hat das Ziel, alle Mikroorganismen abzutöten, aber eine Trinkwasserdesinfektion kann nicht alle Keime im Trinkwasser abtöten, sondern nur diejenigen, die krankheitserregend sind. Da eine völlige Keimfreiheit nur schwer erreicht werden kann, beschränkt sich der Gesetzgeber bei der Einführung der Trinkwasserverordnung darauf, dass beim Gebrauch von Trinkwasser eine Schädigung der menschlichen Gesundheit durch Krankheitserreger durch Einhalten bestimmter Grenzwerte verhindert werden soll. Das Einhalten dieser Grenzwerte versucht man durch den Einsatz verschiedener physikalischer oder chemischer Desinfektionverfahren zu erreichen.
Die Trinkwasserverordnung (TrinkV 2001 und ab 10.2011 TrinkV 2011 [§ 11 Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsverfahren]) und das Infektionsschutzgesetz § 37* schreiben vor, dass das Trinkwasser frei von von Krankheitskeimen ist. Auch die anerkannten Regeln der Technik, die DIN 1988 und DGVW-Vorschriften (z. B. die Arbeitsblätter W 551 "Technische Maßnahmen zur Verminderung des Legionellenwachstums", W 553 "Bemessung von Zirkulationssystemen in zentralen Trinkwassererwärmungsanlagen" und diverse andere Arbeitsblätter), die VDI-Richtlinie 6023 "Hygiene in Trinkwasser-Installationen" und die VDI-Richtlinie 6022 "Hygieneanforderungen an Raumlufttechnische Anlagen und Geräte" sind zu beachten. Zulässige Stoffe und Verfahren zur Abwehr sind in einer aktualisierten Liste des Umweltbundesamtes vorgegeben.

* Beschaffenheit von Wasser für den menschlichen Gebrauch sowie von Schwimm- und Badebeckenwasser, Überwachung
  • (1) 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.
  • (2) Schwimm- oder Badebeckenwasser in Gewerbebetrieben, öffentlichen Bädern sowie in sonstigen nicht ausschließlich privat genutzten Einrichtungen muss so beschaffen sein, dass durch seinen Gebrauch eine Schädigung der menschlichen Gesundheit, insbesondere durch Krankheitserreger, nicht zu besorgen ist.
  • (3) Wassergewinnungs- und Wasserversorgungsanlagen und Schwimm- oder Badebecken einschließlich ihrer Wasseraufbereitungsanlagen unterliegen hinsichtlich der in den Absätzen 1 und 2 genannten Anforderungen der Überwachung durch das Gesundheitsamt. Für die Durchführung der Überwachung gilt § 16 Abs. 2 entsprechend. Das Grundrecht der Unverletzlichkeit der Wohnung (Artikel 13 Abs. 1 Grundgesetz) wird insoweit eingeschränk.
Biofilm im Trinkwasseranschluss
Damit es nicht so wie auf den Abbildungen aussieht, muss das Trinkwasser frei von Bakterien, Viren und Pilzen gehalten werden. Biofilme, die sich in der Trinkwasserinstallation gebildet haben, sind nur mit erheblichen Aufwand wieder zu entfernen.
Desinfektionsarten
  •  Chemische Desinfektion
  •  Thermische Desinfektion
  •  Elektrolytische Desinfektion
  •  Ultraviolett-Desinfektion
  •  Elektrodiaphragmalyse
Ausgelassenes verschleimtes "Trinkwasser"
Die chemische Desinfektion mit Chlor, Chlorbleichlaugen oder Chlorkalk. Chlor wird weltweit am häufigsten eingesetzt, weil damit die meisten im Wasser enthaltenen Bakterien abgetötet werden. Da aber dazu größere Konzentrationen des Desinfektionsmittel benötigt werden und die Wirkung gegen Legionellen in Biofilmen begrenzt ist, wird dieses Verfahren hierzulande möglichst nicht eingesetzt.
Vorteile:
  • preiswertes Desinfektionsmittel
Nachteile:
  • Sehr giftig
  • Extrem penetranter Geruch
  • Legionellen in Biofilmen werden nicht beseitigt
  • Bakterien entwickeln eine Resistenz gegen Chlor
  • Desinfektionswirkung stark pH-Wert abhängig
  • Bildung gesundheitsschädlicher Chlorverbindungen (Chloramine, Chlorphenole, THM)
Weltweit wird Chlordioxid (ClO2) zur Wasserentkeimung verwendet. Die wässrige Lösung mit einem Chlordioxidgehalt von ca. 2 g/l wird aus Salzsäure und Natriumchlorit hergestellt, weil es den wirksamen Schutz gegen Keime und Bakterien hat. Es dringt durch die Zellwand der Bakterien ein und reagiert mit den Aminosäuren der Bakterienzelle, um diese abzutöten und zu inaktivieren. Bei diesem Verfahren muss der Chlordioxidgehalt ständig messtechnisch überwacht werden. Dabei muss der Gehalt zwischen 0,05 mg/l und 0,2 mg/l liegen.
Im Trinkwasserbereich wir Ozon selten eingesetzt, obwohl es ein sehr starkes Oxidationsmittel ist, da es sehr giftig ist.
Thermische Desinfektion
Die thermische Desinfektion ist eine Möglichkeit Legionellen in Hausleitungen abzutöten. Dazu muss der Warmwasserbereiter so betrieben werden, dass noch 70 °C heißes Wasser in den Leitungen fließt. Dabei an den Verbrühungsschutz denken, ggf. betriebsarme Zeiten nutzen. Für eine wirksame Durchführung sind die Warmwasserentnahmestellen für mindestens. 3 Minuten zu öffnen. Somit werden Leitung und Armatur gleichzeitig gespült, thermisch desinfiziert und Legionellen abgetötet. > ausführlicher
Ultraviolett-Desinfektion
Die UV-Strahlung der Sonne ist für den Menschen und der Vegetation in hohen Dosierungen schädlich, weil sie den Zellkern von Mikroorganismen so verändert, dass eine Zellteilung unmöglich wird. Diese bakteriziden Effekte des ultravioletten Bereichs im elektromagnetischen Spektrums werden aber zur Desinfizierung von Wasser (Trink-, Brauch-, Brunnen-, Schwimmbad- und Teichwasser) genutzt. > ausführlicher
SODIS-Methode (Solar Water Disinfection)
In 6 Stunden sauberes Trinkwasser
Die SODIS-Methode (Solar Water Disinfection) ist ideal für die Behandlung von Trinkwasser in Entwicklungsländern. Sie benötigt nur Sonnenlicht und PET-Flaschen. Und so funktioniert’s: Das Wasser wird in durchsichtige PET-Flaschen abgefüllt und 6 Stunden an die Sonne gelegt. Die im Sonnenlicht enthaltenen UV-A Strahlen töten Krankheitserreger wie Viren, Bakterien und Parasiten (Giardia und Cryptosporidien) ab. Die Methode funktioniert auch bei niedrigen Luft- und Wassertemperaturen. > ausführlicher
Elektrolytische Desinfektion - Anodische Oxidation

Die elektrolytische Wasserdesinfektion nutzt elektrischen Strom, um ein Mittel zur Desinfektion direkt im Wasser durch elektrochemische Umwandlung von Wasserinhaltsstoffen zu erzeugen. Vorausgesetzt, es befinden sich die notwendigen Wasserinhaltsstoffe im Wasser, können durch elektrochemische Vorgänge diese in Desinfektionsmittel auf Sauerstoff- und Chlorbasis umgewandelt werden. > ausführlicher
ACTIV H2O - Ein Verfahren zur Beseitigung von Viren und Bakterien (z. B. Legionellen) aus dem Trinkwasser. Über die Sinnhaftigkeit dieses Verfahrens wird in Fachkreisen heftig gestritten. Nur ein richtig ausgelegtes und betriebenes Trinkwassersystem gewährleistet eine einwandfreie Hygiene. > ausführlicher
Elektrodiaphragmalyse
Das noch relativ neue Elektrodiaphragmalyse-Verfahren ist ökologisch einwandfrei, einfach zu handhaben und gegen alle bekannten Keime einsetzbar.
Prinzip des Elektrodiaphragmalyse-Verfahrens
Quelle: Casaprotect Wassertechnik GmbH
Durch ein Diaphragma (semipermeable Membran) bleibt der anodische und kathodische Wasserstrom getrennt. Da zur Trinkwasserdesinfektion nur der anodische Wasserdurchlauf genutzt wird, muss der kathodische Wasserstrom abgeführt und in die Kanalisation entsorgt oder kann als Reinigungsmittel verwendet werden.
In einem Reaktor wird Anolyt erzeugt, dass aus verdünnter Kochsalzlösung (NaCl) in einem Behälter, bis zum Gebrauch, gelagert wird. Aus diesem Behälter wird das Anolyt über eine Injektionsstelle, messwertgesteuert in den Trinkwasserkreislauf gepumpt. Dadurch können die Zusammensetzung und der pH-Wert des Anolyts in unterschiedlichsten Reaktionsmodulen variiert werden. Das produzierte Anolyt kann gegen Bakterien, Viren und Pilze eingesetzt werden und baut zusätzlich einen evtl. vorhandenen Biofilm vollständig ab.
Elektrodiaphragmalyse - E2H Germany GmbH
Nachteil dieses Verfahrens sind eine aufwändige Wartung (Erneuerung der empfindlichen Membran) und es fällt viel Abwasser an.
Eine zusätzliche, permanente Chlormessung wäre hier unbedingt erforderlich, um eine Überschreitung des Grenzwertes nach TVO zu verhindern.
Probennahme

Wenn nach einer Wasseranalyse weiterhin eine Verkeimung festgestellt wird, so muss evtl. ein anderes Desinfektionsverfahren eingesetzt werden.

 
Probenahmen
  

Quelle: Wilo SE
Die Vorgaben für die fachgerechte Probennahme im deutschen Einheitsverfahren zur Untersuchung auf Einhaltung der Grenzwerte der Trinkwasserverordnung  (TrinkwV) sind in der DIN 38411 Teil 1 und der DIN 38402-ff beschrieben.
Vor der Probennahme sind alle mit dem Trinkwasser in Berührung kommenden Teile durch Abflammen des Entnahmeröhrchens zu desinfizieren, damit keine Verfälschung der Entnahmeprobe stattfindet.

Quelle: Wilo SE

 
Probennahmeventil
Quelle: Viega GmbH & Co. KG
In öffentlichen Gebäuden sind Kontrollen der Wasserbeschaffenheit nach DVGW-Arbeitsblatt W 551 (chemisch und mikrobiologisch) regelmäßig vorgeschrieben. Damit diese Probenahmen fachgerecht durchgeführt werden können, sind geeignete Probenahmestellen mit speziellen Entnahmearmaturen (Entnahmeventil) zu installieren. In weitverzweigten Installationen ist es sinnvoll, im Bereich der Kellerverteil- und Steigleitungen Probenahmestellen vorzusehen.  Da mikrobiologische Probleme oftmals ausschließlich die Entnahmearmaturen vorhanden sind, sollten auch Entnahmestellen an den Stockwerksverteilungen angeordnet werden.
Bei der Probenahme treten die meisten Verfälschungen der Wasserproben auf. Deshalb sollten grundsätzlich spezielle Probenahmeventile eingeplant bzw. verwendet werden. Bei diesen Ventilen ist die Betätigungseinheit beflammbar und somit für die Sterilisation im Autoklaven geeignet. Damit diese Beprobung unter labornahen Bedingungen stattfinden kann, ohne eine Verfälschung der Parameter durch äußere Einflüsse, sollten nur dies Ventile verwendet werden. Sie sind fest installiert und totraumfrei und haben eine aufsteckbare, sterilisierbare Betätigungseinheit, die nur für den einmaligen Entnahmevorgang verwendet wird. Alle wasserberührten Teile der Betätigungseinheit sind aus Rotguss und können deshalb zur Desinfektion im Autoklaven temperaturbehandelt oder vor Ort beflammt werden.
In dem DVGW-Arbeitsblatt W 551 wird die sinnvolle Verteilung von Probenahmestellen aufgezeigt, damit im Bedarfsfall evtl. Kontaminationen genauer lokalisiert werden können.
Probenahmen erfolgen an vorbereiteten Stellen der Installation, ohne Verwendung von Werkzeugen.
Arbeitsschritte
  • Schutzkappe des Entnahmeventils entfernen und durch Beflammen für die Probenahme vorbereiten
  • Betätigungseinheit auf das Entnahmeventil stecken und in der Endposition mit Federbügel sichern
  • Probe durch Öffnen des Handrades der Betätigungseinheit entnehmen
  • Nach der Probenahme Handrad schließen, Federbügel entsichern und die Betätigungseinheit abziehen
  • Betätigungseinheit möglichst sofort sterilisieren und bis zur erneuten Verwendung unter Laborbedingungen steril aufbewahren
  • Entnahmeventil bis zur nächsten Probenahme mit Kunststoffkappe verschließen
Anordnung der Entnahmeventile für orientierende und weitergehende Untersuchungen
Sammel- und Entleerungsleitungen sind, soweit noch vorhanden, ebenfalls zu beproben
Quelle: Viega GmbH & Co. KG
Betreiberpflichten - Kurzfassung
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