Legionellen in Verdunstungskühlanlagen

Eine Infektion mit Legionellen entsteht durch Einatmen von legionellenhaltigen Wassertröpfchen. Als Infektionsquelle sind Hausinstallationssysteme, Schwimmbecken, Whirlpools und Springbrunnen bekannt. Und seit einigen lokalen Ausbrüchen in Deutschland sind auch Verdunstungskühlanlagen und Kühltürme als Ursachen von Legionellen-Emissionen identifiziert. Aus diesem Grund gibt es umfangreiche technische Regeln, die auch in diesem Bereich Legionellen verhindern sollen. Im Bundes-Immissionsschutzgesetz wird dieses Problem mittlerweile ebenfalls thematisiert.

Welche Risiken bestehen bei Verdunstungskühlanlagen?

Verdunstungskühlung (auch bekannt als Adiabatik) ist ein uraltes Prinzip, das bereits in der Antike genutzt wurde. Heute sorgen Verdunstungskühlanlagen und Kühltürme dafür, die Wärme abzuführen, die in der Industrie, der Energiewirtschaft oder auch in Hotel- und Bürogebäuden entsteht. Dabei rieselt Wasser von oben auf Verteilungseinbauten oder Rohrbündel. Von unten nach oben strömt ein natürlicher Luftzug oder von Ventilatoren angetriebene Luft. Der Kühleffekt entsteht durch die Abgabe der Verdunstungswärme.

Für Legionellen sind die Bedingungen in Verdunstungskühlanlagen und Kühltürmen günstig. Feuchte, Nährstoffangebot und die in diesem System herrschenden Temperaturen (nicht mehr als 60 °C) sind günstig für das Legionellen-Wachstum. Es hat sich herausgestellt, dass Bakterien in Wasserdampfschwaden über mehrere Kilometer im Umkreis der Kühlanlage verteilt werden können. So besteht die Gefahr, dass sie als legionellenhaltige Aerosole (Ansammlungen aus schwebenden Partikeln) eingeatmet werden, in die Lunge gelangen und bei anfälligen Personen (zum Beispiel Menschen mit geschwächtem Immunsystem) Lungenkrankheiten hervorrufen können: die Legionärskrankheit (Legionellose) – eine schwere, zum Teil lebensbedrohliche Lungenentzündung – oder das milder verlaufende Pontiac-Fieber.

Technisches Regelwerk und Immissonsschutzverordnung für Verdunstungskühlanlagen

Die großen Legionellen-Ausbrüche in den 2000er-Jahren haben das hohe Gefährdungspotenzial durch Legionellen-Vermehrung in Verdunstungskühlanlagen aufgezeigt. Damit das Risiko minimiert wird, wurden technische und gesetzliche Regelungen geschaffen. Für die sachgemäße

• Planung
• Errichtung
• Inbetriebnahme
• Instandhaltung

hat zuerst der VDI mit der VDI 2047 ein verpflichtendes Regelwerk veröffentlicht, das dann in die 42. Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) eingeflossen ist. Diese Verordnung über Verdunstungskühlanlagen, Kühltürme und Nassabscheider ist Teil des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG). Seit 2017 schreibt es vor, dass Anlagen so geplant, errichtet und betrieben werden müssen, dass

• Verunreinigungen des Kühlwassers durch Mikroorganismen vermieden werden oder
• ihre Konzentration so niedrig gehalten wird, wie es der Stand der Technik ermöglicht.

Arbeitsschutz: Gefährdungsbeurteilung zum Schutz der Mitarbeitenden

Das BImSchG soll Menschen vor schädlichen Umwelteinwirkungen schützen. Zu den Schutzzielen aus der bestehenden Rechtsordnung gehört auch das Arbeitsschutzrecht. Deshalb müssen Betreiber:innen einer Verdunstungskühlanlage eine Gefährdungsbeurteilung erstellen, wenn die Anlage in Betrieb genommen wird. Dafür muss eine fachkundige Person eine Risikoanalyse vornehmen, mit der die möglichen Gefährdungen identifiziert werden. Und das Risiko muss hinsichtlich seiner Auswirkungen auf die hygienische Sicherheit bewertet werden.

Hygieneanforderungen an den Anlagenbau

Um die hygienische Anlagensicherheit zu gewährleisten, werden Hygieneanforderungen an die Planung und Errichtung gestellt. § 3 in der 42. BImSchV informiert über die Bereiche, auf die ein besonderes Augenmerk gelegt werden muss. Dazu gehört, dass geeignete Werk- und Betriebsstoffe eingesetzt und Tropfenabscheider installiert werden. Totzonen mit stagnierendem Kühlwasser dürfen nicht entstehen, und eine regelmäßige Überprüfung des Kühlwassers muss möglich sein. Das Kühlsystem muss so beschaffen sein, dass man es entleeren und Biozide (Chemikalien zur Bekämpfung lebender Organismen, in diesem Fall von Bakterien) zuführen kann. Bauliche Maßnahmen müssen gewährleisten, dass sich mikrobiologische Proben entnehmen lassen und eine regelmäßige Instandhaltung erfolgen kann.

Hygieneanforderungen an den Anlagenbetrieb

Auch die Hygieneanforderungen an den laufenden Betrieb sind in den Regelwerken detailliert beschrieben. So zum Beispiel, welche exakten Schritte bei der Inbetriebnahme nötig sind, wie die Überwachung organisiert wird und was passiert, wenn Störungen gemeldet werden. Beispielsweise muss bei der chemisch-physikalischen Überwachung das Kühlwasser kontrolliert werden. Und es ist vorgeschrieben, dass für die mikrobiologische Überwachung nur ein akkreditiertes Labor (nach DIN EN ISO/IEC 17025) beauftragt werden darf.

Pflichten für den Betrieb von Verdunstungskühlanlagen und Kühltürmen

Um einen hygienisch einwandfreien Betrieb der Anlagen zu ermöglichen, müssen bestimmte Pflichten unbedingt erfüllt werden:

• Durch die Anzeigenpflicht werden alle bestehenden, stillgelegten oder neu errichteten Anlagen erfasst und über das Meldekataster veröffentlicht.
• Mit der Pflicht zur Führung eines Betriebstagebuches sind alle Informationen, Laborprüfungen, Untersuchungen, Desinfektionen und Reparaturen zu dokumentieren.
• Die Pflicht zur betriebsinternen Überprüfung des Nutzwassers ermöglicht die Erfassung chemischer, physikalischer oder mikrobiologischer Kenngrößen im Zwei-Wochen-Rhythmus. Externe Laboruntersuchungen müssen alle drei Monate durch akkreditierte Labore erfolgen. Sie stellen die Koloniezahl fest und übernehmen die Legionellen-Prüfung. Wird ein Anstieg der Konzentration der Koloniezahl festgestellt, ist der Betreiber verpflichtet, sofort Maßnahmen zu ergreifen.
• Die Prüfung der Anlage durch Sachverständige oder eine Inspektionsstelle ist alle fünf Jahre verpflichtend.

Vorbeugung gegen Legionellen: Sachverständige einsetzen, Mitarbeitende schulen

Die Anforderungen an Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Verdunstungskühlanlagen und Kühltürmen sind vielfältig. Mit dem rechtlich bindenden Regelwerk, insbesondere der VDI 2047 und der 42. BImSchV erhalten Planerinnen und Betreiber detaillierte Vorgaben an die Hand. Eine gute Balance aus geschulten Mitarbeitenden und externen Sachverständigen ist sinnvoll. Denn eine Kombination aus wiederkehrender Eigen- und Fremdüberwachung sowie ein Verständnis für Aufgaben und Anforderungen an die Untersuchungsstellen führen zu einer sicheren Nutzung der Verdunstungstechnik ohne Legionellen-Emissionen.