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Hydrophysikalische Wasseraufbereitung – keimfrei ohne Biozide

Partner für Wasser Experte Dr. Matthias Brück erklärt, wie hydrophysikalische Wasseraufbereitung Mikroorganismen zerstört und damit hilft, Legionellose zu verhindern und den Eintrag von Bioziden in Oberflächengewässer und im Grundwasser zu reduzieren.

Wer öfter in Bergregionen unterwegs ist, kennt wahrscheinlich die Bilder von Viehtränken auf den hoch gelegenen Weiden; irgendwie sind die Metall- oder Holzbottiche am Rand immer grün bewachsen – „die Tränke lebt“ offenbar. Warum aber findet man in schnell fließenden Gewässern so wenig Anzeichen für eine solche Ablagerung von Biofilmen und „grünen Bewuchs“ an umspülten Steinen, im Wasserlauf liegenden Kieselsteinen? – das hat etwas mit der Eigenschaft des fließenden Wassers zu tun, könnte man meinen …

Strömungsgeschwindigkeit ist für Mikroorganismen gleich doppelt gefährlich

Fließendes Wasser neigt deutlich weniger zur Verkeimung und der Ausbildung von Biofilmen als ein stehendes Gewässer. Das hat vor allem damit zu tun, dass die hohe Strömungsgeschwindigkeit den im Wasser enthaltenen Mikroorganismen bei ihrem Versuch der Ablagerung einiges an mechanischer Kraft entgegensetzt. Erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit, sind diese mechanischen Kräfte noch erheblich höher. So beispielsweise in Wasserfällen, Gebirgswasserläufen oder auch Turbinenausläufen.

Neben der mechanischen Komponente wirkt noch ein weiterer Effekt: durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit wird die Oberfläche des Wassers „aufgerissen“, es kommt zur leichteren Durchmischung mit der Umgebungsluft. Auf diese Weise wird eine größere Menge an Luftsauerstoff in das Wasser eingetragen, die den häufig anaeroben Bakterien und Mikroorganismen im Wasser das Überleben schwer macht. Es kommt vermehrt zu Zelloxidations-Prozessen, bei denen die Mikroorganismen zerstört und abgetötet werden.

„Die hydrophysikalische Wasseraufbereitung zerstört die Mikroorganismen im Kühlwasser auf rein mechanische Weise, ohne die Verwendung klassischer chemischer Biozide“, erklärt Wasserexperte Dr. Matthias Brück. „Sie hilft damit, den Eintrag von Bioziden und deren Abbauprodukten in Oberflächengewässer und Grundwasser zu reduzieren. Mit ihrer hohen Wirksamkeit ohne Verwendung von Chemikalien erfüllt die hydrophysikalische Wasseraufbereitung damit in idealer Weise sowohl die Forderungen der im Januar 2015 in Kraft getretenen VDI-Richtlinie 2047-2 als auch das Biozid-Minimierungsgebot aus der GefStoffV und Biozidprodukte-Verordnung (EU) 528/2012.“

Hydrophysikalische Wasseraufbereitung vereint umweltschonend natürliche Kräfte und modernste Technik

Bei dem Verfahren der hydrophysikalischen Wasseraufbereitung, wie zum Beispiel dem SIMPLEX-Verfahren der Firma pwd Dillitzer GbR, werden die Effekte „Bewegung“ und „Sauerstoffeintrag“ noch ein Stück weiter getrieben. Das mit dieser Technik behandelte Wasser wird mit einer Hochdruckpumpe von zwei Seiten so in einen konisch zulaufenden Reaktor eingespritzt, dass es zu einer Kreiselbewegung des Wasserstroms kommt. Beim Durchströmen des Reaktors treten so extrem hohe Zentrifugal- wie auch Zentripetalkräfte auf und es entstehen hohe Scher- und Reibungskräfte. In Verbindung mit einem erheblichen Unterdruck (bis zu -1,0 bar) kommt es schließlich zu Kavitationseffekten. Die hohen mechanischen Kräfte und Druckstöße breiten sich in alle Raumrichtungen im Wasser aus und zerstören so auf rein mechanische Weise die Zellmembranen von im Wasser enthaltenen Mikroorganismen. Dabei werden die Mikroorganismen abgetötet.

Zusätzlich kommt nun die chemische Aktivität der eingetragenen Umgebungsluft zur Wirkung: der am Reaktorboden entstehende Unterdruck saugt die Umgebungsluft mit einem Venturidüsen-Effekt in die Reaktionskammer, die Kavitationskräfte verursachen hier die Entstehung hochreaktiver Sauerstoffradikale aus dem eingetragenen Luftsauerstoff, die nun in Form einer kalten Oxidation die eingetragenen organischen Zellbestandteile oxidieren und abbauen. Reste des organischen Materials werden über rückspülbare Fein-Filter abgetrennt und das gereinigte Wasser tritt in der zugrunde liegenden Kreislaufführung wieder in der Beschleunigungs- und Kavitationsprozess ein.

Wie hydrophysikalische Wasseraufbereitung Lungenerkrankungen verhindern kann

Die hydrophysikalische Wasseraufbereitung eignet sich hervorragend für die Behandlung von offenen Kühlkreisläufen. Hier wird in aller Regel durch das Einblasen großer Luftmengen zur Verdunstung des Kühlwassers eine große Menge an Keimen aus der Umgebungsluft in das Kühlwasser eingetragen. Je nach Temperaturverhältnissen und vorhandener organischer Materie als Nahrungsmittelbasis für die eingetragenen Mikroorganismen vermehren sich diese im Kühlwasserkreislauf. So entstehen Biofilme und mikrobiell belastete Aerosole, die über den Kühlturm in die Umgebung ausgetragen werden können. Werden solche bakteriell belasteten Aerosole eingeatmet, kann es zu schweren Lungenerkrankungen (Legionellose) kommen.

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