Meine Erfahrungen habe ich in Form einer Statistik ausgewertet. Dabei habe ich die gemessenen Legionellenkonzentrationen aus insgesamt 1.145 Laboruntersuchungen von 115 Verdunstungskühlanlagen mit Daten der Anlagen kombiniert. Es sind einige interessante Ergebnisse daraus hervorgegangen. Den für mich wichtigsten und gleichzeitig eindeutigsten Zusammenhang will ich Ihnen hier erläutern.
Das Ziel der 42. BImSchV ist, dass die Anzahl an Legionelloseerkrankungen in der Bevölkerung vermindert wird. Solche Erkrankungen können unter anderem durch Verdunstungskühlanlagen, Kühltürme und Nassabscheider bei Menschen ausgelöst werden, wenn das Kühlwasser mit Legionellen belastet ist. Die Legionellenkonzentration im Kühlwasser soll regelmäßig durch spezialisierte Labore gemessen werden. Aus der Gesamtschau der Laborergebnisse lässt sich ableiten, wie gut der Anlagenbetrieb aus Sichtweise des Bevölkerungsschutzes ist.
Die Legionellenkonzentration beschreibt die Anzahl an Legionellen in einer definierten Menge Wasser. In der 42. BImSchV gibt es für die Legionellenkonzentration im Kühlwasser von Verdunstungskühlanlagen drei Grenzwerte.
Legionellenkonzentration über Prüfwert 1 ( 100 KBELegionellen/100mlKühlwasser)
Legionellenkonzentration über Prüfwert 2 ( 1.000 KBELegionellen/100mlKühlwasser)
Legionellenkonzentration über Maßnahmenwert (10.000 KBELegionellen/100mlKühlwasser)
Wenn einer dieser Grenzwerte überschritten wird, sind durch den Betreiber unverzüglich unterschiedliche Maßnahmen umzusetzen. Für mich hat es sich bewährt aus den drei Grenzwerten insgesamt fünf Gefährdungsstufen abzuleiten.
Die Gefährdungsstufen 1-3 sind selbsterklärend. Der Unterschied zwischen 4 und 5 benötigt jedoch eine Erläuterung. Wenn der Maßnahmenwert bei einer Messung überschritten ist, muss der Betreiber unverzüglich Maßnahmen gegen die Legionellen einleiten. Weiterhin muss eine zusätzliche Laboruntersuchung gemacht werden. Der Probenehmer vom Labor benötigt einige Tage Vorlauf. Die Maßnahmen gegen die Legionellen werden üblicherweise in dieser Vorlaufzeit umgesetzt. Dies bedeutet, dass die Nachuntersuchung angibt, ob die Maßnahmen gegen die Legionellen erfolgreich waren. Bestätigt die Nachuntersuchung die Überschreitung des Maßnahmenwertes „hat der Betreiber unverzüglich zusätzlich Gefahrenabwehrmaßnahmen, insbesondere zur Vermeidung der Freisetzung mikroorganismenhaltiger Aerosole, zu ergreifen.“ (Zitat § 9 Absatz 2 2. Halbsatz). Das Wort „Gefahrenabwehrmaßnahmen“ unterstreicht hier die Dringlichkeit der Maßnahmen.
Aus der Gesamtauswertung geht hervor, dass 80 % der Laboruntersuchungen ein gutes Ergebnis zeigen. Durch die enge Abstufung der Gefährdungsstufen ist ersichtlich, dass die wirklich großen Probleme bei knapp 6,8 % der Laboruntersuchungen entstehen (über Maßnahmenwert). Weiterhin ist erkenntlich, dass jede vierte Laboruntersuchung über dem Maßnahmenwert durch die Nachuntersuchung bestätigt wird.
Besonders interessant ist die Statistik, wenn man die Bauweise der Anlagen mit auswertet. Dabei habe ich in drei Typen unterschieden:
Typ 1 Kühltürme mit offenem Primärkreislauf
Typ 2 Kühltürme mit offenem Sekundärkreislauf
Typ 3 Adiabate Rückkühlwerke ohne Rezirkulierung
Nachfolgend werde ich zunächst die Eigenschaften der drei Typen erläutern.
Hier gibt es nur einen Kreislauf des Kühlwassers. Das Kühlwasser, welches im Kühlturm versprüht wird und somit im Kontakt mit der Umwelt steht, ist auch gleichzeitig der Wärmeträger für die Proßesswärme. Dies bedeutet, dass das Kühlwasser in das Gebäude hinein und hinaus fließt. Im Kühlturm wird das Kühlwasser über sogenannte Füllkörper versprüht. Die Füllkörper bestehen meistens aus dünnen Kunststofflamellen, welche vom Kühlturmbecken aus zusehen sind. Dieser Anlagentyp kann nicht trocken betrieben werden.
Bei diesem Typ gibt es zwei Kreisläufe. Zum einen den Primärkreislauf, der als Wärmeträger für die Proßesswärme fungiert und geschlossen ausgeführt ist. Zum anderen gibt es den Sekundärkreislauf, der im Kühlturm zirkuliert und in Kontakt mit der Umwelt steht. Die Wärmeübertragung vom Primärkreislauf in die Umwelt erfolgt häufig durch ein Rohrbündel im Kühlturm in dem das Wasser des Primärkreislaufs fließt. Dieses Rohrbündel wird bei Bedarf von oben mit Wasser aus dem Sekundärkreislauf überströmt und von unten wird Außenluft durch das Rohrbündel geleitet. Mit Anlagen dieser Bauweise kann auch Wärme im Trockenbetrieb abgegeben werden. Typisch ist hier ein saisonaler Nassbetrieb von Frühling bis Herbst.
Dieser Typ ist eine Abwandlung des Typ 2. Der Sekundärkreislauf wir hier durch eine kreislauflose Wasserbesprühung ersetzt. Der Wärmeübertrager ist bei diesem Typ meistens mit Aluminiumlamellen ausgerüstet und wird bei Bedarf mit Wasser besprüht. Das Wasser was nicht verdampft, fließt in eine Wanne und wird direkt dem Abwasser zugeführt. Demzufolge werden diese Anlagen häufig nur in Zeiten der Spitzenlast (Sommer) im Nassbetrieb betrieben.
Die Ergebnisse sind ziemlich eindeutig. Der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse auch als Prozentwerte zu entnehmen.
Typ 1 Anlagen (Kühltürme mit offenem Primärkreislauf) haben am häufigsten Probleme mit Legionellen. Alle Anlagen bei denen ich eine bestätigte Maßnahmenwertüberschreitung (Gefährdungsstufe 5) festgestellt habe sind diesen Typ zuzuordnen.
Typ 2 Anlagen (Kühltürme mit offenem Sekundärkreislauf) schneiden in Bezug auf Legionellen deutlich besser ab als die Typ 1 Anlagen. Bemerkenswert ist, dass ich hier kein einziges Mal die höchste Gefährdungsstufe 5 festgestellt habe. Die wenigen Maßnahmenwertüberschreitungen wurden von den Betreibern zuverlässig reduziert.
Typ 3 Anlagen (Adiabate Rückkühlwerke ohne Rezirkulierung) sind aus sicht der hygiene am zuverlässigsten. Hier war kein Legionellenwert auffällig. Einschränkend muss aber betont werden, dass hier der Stichprobenumfang mit 14 Anlagen gering ist.
Wenn es zu kleineren Problemen mit Legionellen in Kühltürmen kommt, bedeutet dies zunächst für die Betreiber und für die am Anlagenbetrieb beteiligte Dienstleister eine Steigerung der Kosten- und Arbeitsaufwände. Wenn größere Probleme wie Maßnahmenwertüberschreitungen bearbeitet werden müssen, stehen alle beteiligten unter zusätzlichen Druck. Da Maßnahmenwertüberschreitungen meldepflichtig sind, wird dann auch bei den zuständigen Behörden ein Arbeitsaufwand zu leisten sein.
Durch die statistische Auswertung konnte nachgewiesen werden, dass die hygienische Sicherheit einer Anlage wesentlich von ihrer Bauweise abhängt. Dies sollte bei Planung, Errichtung und Betrieb unbedingt berücksichtigt werden. Alle beschriebenen Anlagentypen haben natürlich ihre Berechtigung, da noch viele andere Faktoren wie zum Beispiel Energiebedarf, Wasserverbrauch, Investitionskosten und Platzbedarf in die Anlagenauswahl eingehen.
Grundsätzlich bin ich überzeugt, dass so gut wie jede Anlage verordnungsgemäß betrieben werden kann, bei einigen ist der Aufwand dazu jedoch höher.
Das Ziel der Verordnung ist, die gesundheitlichen Risiken durch den Betrieb von Verdunstungskühlanlagen Kühltürmen und Nassabscheidern zu verringern. Wir sollten das Ziel nicht aus den Augen verlieren!
Mir macht die Arbeit riesig Spaß, da ich die Betreiber unterstützen kann, Ihre Anlagen besser zu verstehen und Maßnahmen zielgerichtet umzusetzen. Wenn auch Sie mir Ihre Anlage zur Überprüfung nach § 14 der 42. BImSchV anvertrauen wollen, freue ich mich über Ihre Anfrage. Aus meinen Niederlassungen in Dresden und Berlin bin ich bundesweit für Sie unterwegs.
Kleingedrucktes: Dieser Artikel soll für alle gut lesbar und verständlich sein, daher bitte ich die Nutzung umgangssprachlicher Wörter zu entschuldigen. Kühlturm steht in diesem Artikel für Verdunstungskühlanlage und Kühlwasser ist im Sinne der Verordnung Nutzwasser. Es wurden von mir ausschließlich Verdunstungskühlanlagen in die Statistik aufgenommen und hier auch nicht alle, die ich in den letzten 4 Jahren geprüft habe.
Dipl. Ing. (FH) Jacob Kornack
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