Vorrichtung zur Desinfektions* und Biofilmkontrolle in wasserführenden Systemen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle des Biofilmbildungspotentials in Wasser führenden Leitungssystemen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 10.

Da Biofilme mit der Zeit in fast allen Trink- und Reinwasser führenden Systemen entstehen und durch die Abgabe von fakultativ pathogenen Mikroorganismen und deren Stoffwechselprodukte (u.a. Toxine) vor allem im Health-Care-Sektor ein erhebliches gesundheitliches Risiko darstellen können, ist eine rechtzeitige Einschätzung des Gefährdungspotentials sehr wichtig. Derartige Systeme sind aus der Praxis bekannt, z. B. aus den Dokumenten DE 10296927, DE 69207767, DE 10326586, DE 69523748, DE 692071222 und US 5049492.

Eine Kontrolle des Biofilmbildungspotentials in Trinkwasser führenden Systemen und somit der Quelle von pathogenen Mikroorganismen und die Kontrolle des Erfolgs einer Desinfektionsmaßnahme gegen Biofilme sind mit den etablierten Methoden nur schwer möglich. Die bekannten Systeme sind technisch aufwändig und schließen vielfach die Verkeimung des Leitungssystems durch den in der Vorrichtung eingesetzten Biofilm nicht mit einer ausreichenden Sicherheit aus. Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren für den praktischen Einsatz vor Ort, beispielsweise in sensiblen Hygienebereichen oder als Erfolgskontrolle nach der Durchführung einer Desinfektionsmaßnahme zu schaffen, die technisch einfach und betriebssicher sind.

Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Durch die kompakte Bauweise und die verwendeten Bauteile (u.a. Ventile, die eine mögliche Rückverkeimung durch den verwendeten Bioindikator verhindern) konnte ein System erschaffen werden, das vor Ort einfach an bestehende Wassersysteme angeschlossen werden kann und so eine überwachung des Trinkwassers ermöglicht. Das System oder Teile davon können zudem leicht ausgetauscht und zur Untersuchung ins Labor geschickt werden. Bisherige Kontrollen beinhalteten nur eine Wasserprobe, die vorliegende Erfindung simuliert hingegen zusätzlich den Zustand des Rohrleitungssystems, in dem das Wasser fließt oder

stagniert. Durch den Austausch des Bioindikators im Inneren des Geräts kann sehr einfach zwischen den verschiedenen Einsatzbereichen gewechselt werden.

Die Vorrichtung kann für folgende Zwecke eingesetzt werden:

1. Als Erfolgskontrolle einer Desinfektionsmaßnahme.

2. Als Monitor in allen Bereichen, in denen hygienisch einwandfreies Trinkwasser, keimarmes oder steriles Wasser benötigt wird.

3. Als Monitor für ein mögliches Biofilmbildungspotential vor Desinfektions- vorrichtungen.

Biomonitor zur Kontrolle des Erfolgs einer Desinfektionsmaßnahme in Trinkwasser führenden Leitungssystemen.

Das Gerät für diesen Anwendungsbereich ist dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Bioindikator ein Silikonschlauch ist, der mit einem bis zu 4 Jahre alten Biofilm bewachsen ist. Dieser Biofilm wurde ausschließlich durch konstanten Trinkwasserdurchfluss generiert und simuliert somit Rohrleitungen in einem Wasser führenden System unter "worst case"-Bedingungen. Werden die vorhandenen Mikroorganismen im Bioindikator durch eine Desinfektionsmaßnahme inaktiviert, kann davon ausgegangen werden, dass die Desinfektion erfolgreich war. Zudem erlaubt die Bauweise einen Einsatz vor Ort und ist nicht auf ein Labor angewiesen. Durch Rückschlagventile wird eine Rückverkeimung durch den Bioindikator vermieden, ein Druckminderer reduziert hohe Eingangsdrücke.

Gerät (Biomonitor) zur Kontrolle des Biofilmbildungs- bzw. Verkeimungspotenti- als eines Trinkwasser führenden Leitungssystems.

Das Gerät für diesen Anwendungsbereich ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines zu Versuchsbeginn sterilen Silikonschlauchs, in dem, je nach Verkei- mungsgrad des zu überprüfenden Wasser führenden Systems, ein Biofilm wachsen kann. Durch die Wahl des Schlauchmaterials haben vorhandene Mikroorga-

nismen ideale Wachstumsbedingungen. Die Geschwindigkeit der Biofilmentwicklung und die Form des Biofilms geben dabei direkten Aufschluss über den Grad der Verkeimung des untersuchten Systems.

Als Monitor für ein mögliches Biofilmbildungspotential vor Desinfektionsvorrichtungen wird die Vorrichtung vor einer Desinfektionsanlage eingesetzt, und zwar ohne einen Biofilm mit einem Schlauch als Indikator, der einem Biofilm keine gute Wachstumsgrundlage bietet, beispielsweise aus PTFE. Wächst auf diesem Schlauch mit der Zeit ein Biofilm, so zeigt dies ein Potential für eine Biofilmbildung in dem nachfolgenden Leitungssystem an, das sich zu einem Risiko für das störungsfreie Funktionieren der nachfolgenden Wasserbehandlungsanlage entwickeln kann.

Mit Ausnahme des je nach Einsatzbereich ausgewählten Bioindikators, bestehen beide Geräte aus den gleichen autoklavierbaren Materialien und sind durch Rückschlagventile gegen Rückverkeimung und Austrocknung gesichert. Durch einen Druckminderer können hohe Eingangsdrücke reduziert werden. Durch eine Schnellverschlusskupplung werden die Geräte einfach an vorhandene Wasserabnahmestellen angeschlossen oder in das Wasser führende System integriert.

Die Figur 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Monitors.

Ein Anschluss 1 an ein zu untersuchendes Wassersystem ist im Bereich einer Wanddurchlassverschraubung 2 für den Einlass angeordnet, eine zweite Wand- durchlassverschraubung 3 ist für den Auslass vorgesehen. Ein Gehäuse 4 trägt die Verschraubungen 2 und 3 und umgibt die weiteren Komponenten, die den Einlass 2 und den Auslass 3 strömungsmäßig miteinander verbinden.

Im Einzelnen umgibt das Gehäuse 4 ein erstes Rückschlagventil 5, ein zweites Rückschlagventil 6, einen dazwischen geschalteten Druckminderer 7 mit Durch- flussmengenregler und den eigentlichen Biofilmmonitor in Form einer Schlauchstrecke 8. Auslassseitig ist schließlich ein Schlauch 9 mit freiem Ausfluss vorgesehen, der zu einem Abwassersystem führen kann.

Im Betrieb wird die Vorrichtung mit einem geeignet vorbereiteten Schlauch 8 versehen und mit dem Anschluss 1 an ein zu untersuchendes, Wasser führendes System angeschlossen. Das Wasser strömt dann durch das erste Rückschlagventil 5 und den Druckminderer 7, an dem über die Durchflussmenge eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit eingestellt werden kann. Danach tritt das Wasser in die Schlauchstrecke 8 ein, in der sich je nach Anwendung ein bereits kultivierter Biofilm in einem Silikonschlauch oder dergleichen befindet. Das Wasser findet hier vorzugsweise identische Bedingungen vor wie in dem zu untersuchenden Wassersystem. Die Entwicklung oder Rückentwicklung des Biofilms ist dann repräsentativ für entsprechende Entwicklungen in dem Wassersystem.

Das Wasser tritt danach durch das zweite Rückschlagventil 6 in den Auslass 9, von wo es kontrolliert in ein Abwassersystem abgeführt werden kann.

Das insoweit beschriebene System weist folgende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf:

Der Einsatz von unterschiedlichen Schlauchmaterialien und in der Folge unterschiedlichen Bedingungen für Biofilmbildung ist möglich. Insbesondere können die verschiedenen Materialien und Biofilme einfach ausgewechselt werden.

Der Einsatz von sowohl unkontaminierten- als auch kontaminierten Schläuchen (ohne und mit Biofilm) ist möglich. Dadurch kann der Monitor sowohl zur überwachung von Wassersystemen als auch zur Kontrolle von Desinfektionsmaßnahmen eingesetzt werden.

Der Einsatz zur überwachung vor anderen Desinfektionsmaßnahmen ist möglich, z.B. Chlor, UV, Membranen.

Es bietet sich die Möglichkeit, der Situation im Rohrleitungsnetz sehr nahe zu kommen sowohl durch Einstellung unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten als auch durch die Simulation von Stagnationsphasen.

Kein Einsatz der Biofilmteststrecke im Wassersystem, dadurch entsteht kein Risi ^¬ ko der Kontamination durch den Monitor. Effektive Verhinderung einer retrograden Kontamination durch doppelte Rückschlagventile.

Die bauliche Lösung ist kostengünstig in der Anschaffung, Installation und verursacht in der einfachsten Ausführungsform - außer dem Verbrauch geringer Wassermengen - keine Betriebskosten (kein Stromverbrauch, Verbrauchsmaterial, Kalibrierung von Messgeräten, etc.). Auch bei gesteuertem Durchfluss ist lediglich mit geringen Betriebskosten durch den geringen Stromverbrauch der Steuerung zu rechnen. Es sind keine Pumpe, keine Heizung oder ähnliche Stromverbraucher erforderlich.

Es sind unterschiedliche Arten von Biofilmen einsetzbar, z.B. Alter der Biofilme (Grad der Inkrustierung), Dicke, Zusammensetzung.

Der Monitor ist in idealerweise auf Analyse abgestimmt. Die Erzeugung des Bio- films ist an sich bekannt und in jahrelanger Forschung standardisiert und etabliert.

Der Monitorbau ist mit am Markt verfügbaren Serienkomponenten möglich. Dadurch ist er kostengünstig und in Serienproduktion machbar. Es sind keine besonderen Werkzeuge oder Maschinen nötig. Die Verfügbarkeit kann in kürzester Zeit in hohen Stückzahlen gewährleistet werden.

Die Integration des Monitors in ein Rohrleitungssystem ist auf einfachste Weise möglich. Es ist keine Auftrennung des Rohrnetzes notwendig, da die Vorrichtung nur einseitig an das Leitungssystem angeschlossen wird.

Der Monitor funktioniert in allen Bereichen eines Hauswassersystems, nämlich in Kalt-/Warmwasser, Zirkulations- und Stichleitungen.

Eine sichere Handhabung ist gegeben. Das Gerät wird einfach ausgebaut und als ganzes verschickt. Es ist kein Kontakt mit potentiell infektiösem Material möglich.

Der möglicherweise kontaminierte Auslauf ist bei Bedarf durch die gute Zugänglichkeit sicher und einfach desinfizierbar (z. B. Filter, UV).

Der Monitor kann auf einfachste Weise mit zusätzlichen überwachungsfunktionen versehen werden, z.B. batteriebetriebene Betriebsstundenzähler, Countdown, etc. durch Integration in das Gehäuse.

Der Monitor bietet die Möglichkeit der Integration einer Vielzahl von Materialien und deren Analyse auf das Besiedlungspotential, z.B. Silikon, PTFE, andere flexible Materialien. Darüber hinaus besteht aber auch die Möglichkeit der Integration von solidem Material, z.B. Stähle, beschichtete feste Materialien, etc. durch Einbau innerhalb der Biofilm-Teststrecke. Das jeweils erforderliche Material, mit dem die Verhältnisse im zu untersuchenden System am besten wiedergegeben werden, ist einfach in die Teststrecke 8 integrierbar.

Bezugszeichenliste

1. Schlauch zum Anschluss an Wassersystem; vorzugsweise mit Schnellverschlusskupplung

2. Wanddurchlassverschraubung im Einlass

3. Wanddurchlassverschraubung im Auslass

4. Gehäuse

5. Rückschlagschutzventil im Einlass

6. Rückschlagschutzventil im Auslass

7. Druckminderer mit Durchflussmengenregelung

8. Schlauch -Teststrecke für Biofilmanalyse

9. Schlauchauslass mit freiem Abfluss; ggf. Anschluss an ein Wasserentsorgungssystem