Wasserhygienegarantie

aquaSafer®-System

Die international bewährte careBox zur Desinfektion und/oder Wasserkonditionierung (patentiert) wird nun durch das aquaSafer®-System (patentiert) mit automatisierter Online-Probenahme, Probenaufbereitung und unverzüglicher mikrobiologischer Detektion auf Erreger wie Legionella pneumophila oder Pseudomonas aeruginosa ergänzt .

Die idealerweise Strangendständig montierbaren Kontroll-Module coSima CL zur Überwachung von freiem Halogen (freies Chlor) und coSima CD zur Überwachung von Chlordioxid und Online-Monitoring weiterer erwünschter physikalischer und chemischer Parameter runden das modular ausbaubare System ab.

Die Anforderungen an Monitoring und Dokumentation sowie CE-/USPH-Konformität sind selbstverständlich gegeben.

Das neue aquaSafer®-Modul revolutioniert die Vor-Ort-Analytik hygienisch-mikrobiologischer Parameter. Die careBox verfügt über einen wirkungsvollen Gebrauchsmusterschutz und Patent und ersetzt in-Situ-Chlordioxid-Anlagen. In-Situ-Chlordioxid-Herstellungsverfahren und -Anlagen, z. B. das Chlorit-/Salzsäure-Verfahren, wird derzeit einer voraussichtlich langwierigen Prüfung durch die Biozidverordnung seitens der ECHA unterzogen.

Hingegen ist beispielsweise das careBox-System bereits heute auch biozidrechtlich rechtskonform, denn die sinnvollen zukunftsweisenden Forderungen des UBA sind vorausschauend erfüllt. Mittels der careBox kann ohne die derzeit weiter kritisch zu hinterfragenden in-Situ Chlordioxidanlagen (Chlorit-/Salzsäure-Verfahren, gem. §20 Liste der novelliertenTrinkwasserverordnung Stand 12/2023 Teil II, lfd. Nr. 2) sowohl Chlordioxid-Lösung hergestellt nach dem Chlorit-/Peroxodisulfat-Verfahren (Nr. 3), sowie industriell vorgefertigtes, hochreine Chlordioxid-Lösung (§12 Liste der Trinkwasserverordnung Stand 12/2021 Teil B2, lfd. Nr. 1), als auch z. B. Natriumhypochlorit-Lösung (Nr. 5) zudosieren. Durch Kommunikation zwischen careBox (Wasserkonditionierung) und coSima (Nachweismodul Biozid, bzw. chemischer/physikalischer Parameter im Trinkwasser) ist so bei Echtzeit-Erregernachweis (aquaSafer®) unverzüglich eine ereignisbasierte automatisierte temporäre Trinkwasserdesinfektion möglich. Der Verantwortliche wird unmittelbar informiert und so in die Lage versetzt, weitere Schritte zur Ursachenerkundung einzuleiten.

Das aquaSafer® und careBox® System mit coSima oder auch die einzelnen Module sind in jede wassertechnische Anlage nachrüstbar.

Anwendungsbereiche für das aquaSafer®-System:

• Trinkwasser
• Badewasser
• Industrie- + Prozesswasser
• Rückkühlwerke
• Landwirtschaft
• Viehwirtschaft, usw.

Hygienische Auffälligkeiten frühzeitig erkennen.

Vollautomatisierte online-Erfassung hygiene-relevanter Parameter in wasserführenden technischen Systemen als wertvoller Baustein im Water Safety Plan und Bestandteil des Risikomanagements senkt Gesundheitsrisiken

Wasser ist bekanntlich nicht steril, und Biofilm-Bildung in technischen wasserführenden Systemen unvermeidbar. Daher ist es für die Betreiber solcher Anlagen wichtig zu wissen, dass von den Systemen bzw. dem darin verteilten Wasser keine Gesundheitsgefährdung ausgeht. Zu technischen wasserführenden Systemen gehören bspw. Trinkwasserversorgungssysteme, Berieselungs- oder Vernebelungsanlagen (z. B. Lebensmittelauslagen, kühlende Wassernebel in Fußgängerzonen / Freizeitparks), Springbrunnen, offene Rückkühlsysteme, Badewasser etc. Bei Trinkwasserinstallationen öffentlich (z. B. Kindergärten, Krankenhäuser, Pflegeheime, Hotels) und gewerblich (z. B. Mietshäuser) genutzter Gebäude sowie mobiler Trinkwasser-Anlagen regelt bspw. die TrinkwV deren Überwachung und schreibt regelmäßige Kontrollen und mikrobiologische Untersuchungen vor. Mit Umsetzung der neuen EU-Trinkwasserrichtlinie wird wohl das Risikomanagement für die gesamte Trinkwasserversorgung inkl. Hausinstallation hinzukommen. Für Rückkühlwerke und Kühltürme sieht die 42. BImSchV in Verbindung mit den VDI-Kühlturmregeln als Teil der allgemein anerkannten Regeln der Technik mindestens eine monatliche Untersuchung auf Gesamtkeimzahl sowie eine vierteljährliche Kontrolle auf Legionellen und P. aeruginosa vor. Auch im Schwimmbad-Bereich sind monatliche Überwachungen des hygienischen Zustands des Badewassers nach DIN 19643 erforderlich. Die behördliche Überwachung und geltende Grenzwerte bzw. Maßnahmenwerte der Rechtsvorschriften und Regelwerke richten sich seit über 100 Jahren nach den kulturell nachweisbaren Organismen und deren Konzentrationen als Koloniebildende Einheiten pro Untersuchungsvolumen. Die zugelassenen Nachweis-Verfahren basieren auf Wachstum, und das benötigt Zeit: je nach Spezies und Methodik mindestens 24 h, bis hin zu 10 Tagen (Legionellen). Das rechtzeitige Erkennen einer aufkommenden Kontamination ist durch die großen Untersuchungsintervalle (meist 1x/Jahr) und der langen Analysedauer oft nicht möglich. Dazu kommt die Schwierigkeit, einmal im Biofilm eingenistete, etablierte Erreger wieder sicher zu entfernen, da hier eine Schleimschicht die Bakterien widerstandsfähiger gegen mechanische Kräfte, chemische Reiniger und Desinfektionsmittel etc. macht. Von einer präventiven bzw. permanenten Desinfektion jedoch ist, wann immer möglich, entsprechend dem Minimierungsgebot abzusehen. Das betonen auch VDI 2047 Blatt 2 sowie UBA-Empfehlungen zum Trinkwasser.

Regelmäßiges Monitoring ist unerlässlich

Dennoch ist der Betreiber der jeweiligen Anlagen verantwortlich für deren hygienische, also gesundheitliche, Sicherheit. Die Ableitung hieraus ist: konsequentes, regelmäßiges Eigen-Monitoring in kürzeren Abständen und ggf. Reinigung.

Physiko-chemische Parameter eignen sich messtechnisch gut, um Veränderungen im Wassersystem generell zu beobachten. Hier gibt es bereits gute Online-Messtechnik auf dem Markt. Leider liegen dem grundsätzlich kausalen Zusammenhang zwischen einigen physikalischen Messgrößen bzw. chemischen Wasserinhaltsstoffen mit der hygienisch-mikrobiologischen Wasserqualität keine über den Einzelfall hinausgehenden statistisch signifikanten und damit analysetechnisch prädiktiv verwertbaren Kausalzusammenhänge zu Grunde. Nach solchen allgemein gültigen Korrelationen (z. B. Temperatur, Leitfähigkeit, Trübung, DOC etc.), die das Auftreten von hygienisch bedenklichen Mikroorganismen sicher anzeigen könnten, wurde in den vergangenen Jahren vergeblich gesucht. Mikrobiome bzw. Biozönosen in den unterschiedlichen Wässern sind dafür zu individuell oder noch zu wenig verstanden [1,2].

Daher ist ein kontinuierliches oder zeitlich engmaschiges, im Falle komplexer Systeme auch räumlich engmaschiges Monitoring des hygienisch-mikrobiologischen Status von Trinkwasser, Brauchwasser und Kühlwasser mit einem Testsystem, das die Ergebnisse innerhalb 1 Stunde liefert, im Interesse der Betreiber wassertechnischer Anlagen. Probenahme und Analyse sollten möglichst vor Ort, maximal automatisiert und natürlich zu einem vertretbaren Preis durchgeführt werden. Frühzeitiges Erkennen ermöglicht frühzeitige Maßnahmen Mit einer solchen Früherkennung hygienischer Auffälligkeiten ließen sich bei kritischem Befund unverzüglich Maßnahmen ergreifen, um die Gefahr einer Infektion oder gar eines Ausbruchs zu minimieren bzw. verhindern. Erste Hinweise einer Verschlechterung der mikrobiellen Wasserqualität könnten so frühzeitig erkannt werden. Zeitnahe Ursachenforschung und geeignete Gegenmaßnahmen unterbinden das „Einnisten“ von Legionellen oder Pseudomonaden im Biofilm. Dies wäre besonders für hoch sensible Bereiche medizinischer Nutzung ein Gewinn, wo Wasser auch für pharmazeutische und therapeutische Zwecke (Hämodialysewasser, Therapiebecken, Gebärwannen etc.), in Reinigungs- und Desinfektionslösungen oder zur Aufbereitung medizinischer Geräte verwendet wird. Eine regelmäßige „Online-Überwachung“ der „normalen Hausinstallation“ und Spezial-Wässer könnte nosokomiale Infektionen deutlich verringern. Eingebunden in einen Water Safety Plan der Gebäude gelänge so ein echter Mehrwert in Sachen Risikomanagement und Patientensicherheit; für andere wasserführende Systeme gilt analoges für Risikomanagement und Bevölkerungssicherheit. Der Trend von Wissenschaft und Technik geht daher zunehmend in Richtung schnellerer molekularbiologischer Nachweise.

Bekannte Methoden sind vielfältig und basieren im Wesentlichen auf folgenden Grund-Mechanismen:

• selektiver Gennachweis (Polymerase-Kettenreaktion/PCR),

• selektiver Spezies-Nachweis mit spezifischen Oberflächenantikörpern (ELISA)

• Zellzählungen mittels Durchflusszytometrie und Mikroskop-basierte Verfahren

• Stoffwechsel-Aktivitätstests (Enzyme, z. B. ATP-Umsatz)

Bisher sind die Verfahren noch so aufwendig, die verwendeten Nachweis-Reagenzien so empfindlich und die benötigten Gerätschaften so unhandlich, dass die Systeme nur in Fachlaboren sichere Ergebnisse liefern. Eine echte Online-Erfassung hygiene-relevanter Parameter ist aktuell noch Zukunftsmusik.

Projekt entwickelt Online-Monitoringsystem

Hier setzt aktuell ein Kooperations-Projekt der CARELA GmbH mit dem Hygieneinstitut einer namhaften Universität und einem führenden Unternehmen der Bilddatenverarbeitung an, mit Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM). Ziel des laufenden Vorhabens ist die Weiterentwicklung eines online-Monitoring-Systems, aquaSafer®, zur Überwachung des hygienischen Status von Trinkwasser, Brauchwasser, Prozesswasser und Schwimmbadwasser. Gekoppelt mit der CARELA® careBox (Wasserkonditionierungssystem) kann so als Sofortmaßnahme im Akutfall gezielt kurzfristig und temporär desinfiziert werden, wenn Krankheitserreger im Wasser nachgewiesen werden.

Das Gesundheitsrisiko für Patienten im Krankenhaus, immun-supprimierte Menschen in Pflegeeinrichtungen, und andere Wassernutzer v.a. öffentlicher und gewerblicher Einrichtungen wird damit bereits minimiert, während noch nach der Kontaminations-Ursache gesucht wird. Im Folgenden wird die beabsichtigte technologische Neuentwicklung kurz vorgestellt: Entstehen soll ein innovatives Online-Monitoringsystem mit dem der hygienische Zustand des Wassers zeitnah überwacht werden kann.

Der Fokus liegt neben der Bakterien-Gesamtzahl zunächst auf P. aeruginosa und Legionellen in Trink- und Prozesswasser. Diese Bakterien können z. B. tödliche Lungenentzündungen oder Wundinfektionen auslösen. Im Gegensatz zu den gängigen Kultivierungsverfahren im Rahmen behördlicher Überwachung werden auch „schlafende“ Zellen im VBNC-Status (viable but non-culturable = lebend, aber nicht kultivierbar) erfasst. Da solche Bakterien wieder in den pathogenen Zustand zurückkehren können [3], sind sie zur Gefährdungsabschätzung wichtig. Aus den erwähnten Biofilmen lösen sich immer wieder Plaques oder einzelne Bakterien, die das Wasser belasten. Deshalb sollen die Wasserproben mengenproportional im Bypass entnommenen werden. Durch Entwicklung einer speziellen Entnahmearmatur sollen alle Organismen aus dem Wasserstrom aufgefangen werden: mittig freischwimmende sowie aus Biofilmen an den Rohrwandungen freigesetzte Mikroorganismen. Die Erreger-Aufkonzentration und -Analyse erfolgt über Membranfiltration, selektive immunomagnetische Separation und Fluoreszenz-Markierung. Die Signale können Mikro-Kamera hochempfindlich abgelesen werden. Das innovative online- Überwachungsverfahren besteht am Ende aus einer Kaskade automatisierter Verfahrensschritte, die vor Ort in einem kompletten Automatisationsmodul durchgeführt werden. Herausforderungen der Automatisation außerhalb einer Laborumgebung stellen die Robustheit und einfache Handhabbarkeit der Methode und Geräte, Lagerfähigkeit der Materialien und Reagenzien sowie Platzbedarf dar. Wichtig für eine sichere Identifizierung und Quantifizierung sind hohe Wiederfindungsraten > 90 % sowie höchstmögliche Sensitivität, Spezifizität und prädiktive Genauigkeit der Analysen gegenüber den Zielorganismen. Existierende Systeme erreichen bei großen Probevolumina (bis 1000 l) oft nur Wiederfindung um 50 % und weisen hohe Messunsicherheiten auf. Die geplante Digitalisierung der Ergebnisse nebst bei Probenahme oder kontinuierlich überwachter physiko-chemischer Begleitparameter (z. B. pH-Wert, Leitfähigkeit, Wassertemperatur, Stoffkonzentrationen) ermöglicht zudem Trendanalysen von Zeitreihen, um auch generelle minimale Qualitätsveränderungen frühzeitig erkennen und darauf reagieren zu können. Die Vorteile eines solch revolutionären vollautomatisierten Online-Verfahrens, dessen Produkteinführung demnächst ansteht, für die Betreiber einer wassertechnischen Anlage liegen auf der Hand: Im Vergleich zur konventionellen Analytik bedeutet die kurze Analysedauer eine höhere Sicherheit, die sich durch engmaschige Untersuchungen bzw. Online-Bestimmung noch steigern lässt.

Dies versetzt den Betreiber in die Lage, im Falle einer Kontamination sofort angemessen reagieren zu können und Maßnahmen einzuleiten. Jede wassertechnische Anlage lässt sich mit einzelnen Modulen aus dem careBox-System oder dem umfassenden aquaSafer®-System nachrüsten (Bild 3). Gekoppelt an die revolutionäre Online-Analyseeinheit kann so ereignisbezogen im Falle nachgewiesener Krankheitserreger jenseits akzeptabler/vertretbarer Konzentrationen temporär vollautomatisiert eine Wasserdesinfektion starten. Dies verschafft dem Betreiber Handlungsspielraum für die notwendige Ursachensuche und deren Beseitigung, dem Nutzer eine höhere Sicherheit und somit erheblich verringertes Gesundheitsrisiko. Wasser-übertragenen Krankheiten kann somit zukünftig effektiv vorgebeugt werden.

Zu der Zeitersparnis wegen geringer Analysedauer kommt eine doppelte Kostenersparnis: eigenständige in-house Überwachung im Gegensatz zu externer Beauftragung der Analytik inkl. Probenahme, und geringe Analysekosten je Probe. Zudem kann im Sinne des Minimierungsgebots die Konzentration eingesetzten Desinfektionsmittels (z. B. Chlordioxid oder Hypochlorit) – ebenso wie die weiterer Wasserkonditionierungsmittel – mittels eigenständiger, in das careBox-System integrierbarer peripherer Messkomponenten nicht nur in-line ermittelt und dokumentiert, sondern auch automatisiert nachgesteuert werden. Ein i. d. R. am Zielstrang eingebundenes Messmodul kommuniziert dafür (über die Cloud oder unmittelbar) mit der Basiseinheit careBox. Wer nicht auf diese als Gesamtsystem konzipierte Neuentwicklung warten möchte, kann bereits aktuell auf die bereits bewährten Komponenten/Einzelsysteme aus dem careBox-Programm und aquaSafer®-System zurückgreifen. Ein zeitnahes Monitoring von Legionella pneumophila kann optional vorübergehend mit einem externen, ebenfalls über CARELA erhältlichen Benchtop-Analysegerät erfolgen. So lässt sich bereits jetzt ein erster – zugegeben nicht ganz so komfortabler – Schritt in Richtung Risikomanagement und Gesundheitsschutz umsetzen.

Das Konzept der careBox

Der Einsatz einer modularen Dosierstation vereint die Vorteile von in-Situ-Anlagen mit der langfristigen Rechtssicherheit in Bezug auf die Biozid-Verordnung,

da hier industriell hergestellte Biozid Produkte eingesetzt werden,

für deren Zulassung der Hersteller bzw. Lieferant verantwortlich ist.

Hier hat der Betreiber der schnell ein-satzbereiten (plug and use) Dosierstation also keine Verpflichtungen.

Er sollte lediglich prüfen, ob der Hersteller/Lieferant bzw. „sein“ Biozid Produkt in der Artikel 95-Liste7 aufgeführt ist und ob das Biozid Produkt für den vorgesehenen Desinfektionszweck zu-gelassen ist (Produktklassen der Biozid-Verordnung).

Mit der Dosierstation dosierte Substanzen sind innerhalb des abgeschlossenen Systems nicht nur vor unbefugtem Zugriff geschützt, sondern auch vor Licht und UV-Einstrahlung sowie Wärme und Kälte.

Mit dem careBox System entspricht die Aufbewahrung auch den gesetzlichen Vorgaben der Chemikalien-Verbotsverordnung.

in-situ-Chlordioxidanlagen sind also Schnee von gestern und unsicher.

Desinfektion in seiner sichersten Anwendungsform

Transportfähig und stationär, für Innen- und Außenbereich, sofort einsetzbar, plug and use – mit integrierter Technik zur Fernsteuerung und Fernüberwachung von Prozessparametern

Transport- und Aufbewahrung in der careBox erfüllt alle notwendigen rechtlichen Erfordernisse aus der Chemikalien-Verbotsverordnung zur sicheren, zugriffkontrollierten Aufbewahrung so-wie der ADR-Vorschriften.

Bereits hier unterscheidet sich die care-Box von anderen Verwahrungs- und Konditionierung Systemen in der Wasseraufbereitung und zur Sicherstellung der erforderlichen Wasserhygiene.

Die careBox wird vollständig vorinstalliert ausgeliefert und ist vor Ort in wenigen Minuten einsatzbereit.

Je nach modular wählbarer Ausstattungsvariante stehen verschiedene Leistungsstufen der careBox zur Verfügung. Von der einsatzoptimierten einfachsten Variante mit Fernkontrolle. und sicherer Dosierungsüberwachung samt vollständiger Online- Dokumentation von

Systemdruck, Volumenstrom, Füllstand, Pumpeneinstellungen, Dosier- raten bis hin zur höherwertigen Ausstattungsvariante mit Überwachung von Chlordioxidgehalten und weiteren gewünschten oder erforderlichen Messwerten in der der wässrigen bzw. Gasphase mittels modular wählbarer Sensoren für z. B. pH-Wert, Redoxpotential, Leitfähigkeit, Sauerstoff-, Schwefelwasserstoffgehalt und vieles mehr.

Die ermittelten Daten werden zentral auf einem Webserver gesammelt,

verarbeitet und in Echtzeit auf einer Web-Oberfläche dargestellt. Mit dem Aufbau eines Regelkreises wird nicht nur die Überwachung, sondern auch die Fernsteuerung möglich. Alarm-meldungen, Bestellanforderungen oder Systemoptimierungen werden somit für jeden Anwender auf einfachste Weise, ohne Programmierkenntnisse, greifbar. Er kann sich ortsunabhängig, ganz flexibel und mobil in das System über ein Smartphone, Tablet, PC oder Laptop einloggen und seinen Prozess aus der Ferne überwachen. Die einzige Bedingung, es muss eine GPRS-Anbindung verfügbar sein.

Die careBox und deren Konzeption weist darüber hinaus weitere breit gefächerte modulare Anwendungs- und Kombinationsvarianten aus.

Kontaktieren Sie hierzu den CARELA® oder korinexan® Gebietsrepräsentanten und Fachberater.

Alle relevanten Parameter werden mit dem careBox System überwacht und geregelt

Auf Wunsch kann die careBox mit einem elektronischen Schließsystem ausgestattet werden. Neben der automatisierten Dosierung von industriell hergestellten Desinfektionsmitteln erlaubt das Dosiersystem durch die integrierte M2M-Technologie eine Fernsteuerung und Fernüberwachung aller Prozessparameter in Echtzeit, wobei der Anwender die für ihn und seinen Anwendungsfall notwendigen Sensoren (bspw. für pH-Wert, Leitfähigkeit, Redoxpotential) modular zusammenstellen kann. Die Erfassung der Systemparameter erleichtert zusätzlich die vorgeschriebene Dokumentation und Protokollierung.

Ebenso steht modular eine weitere über M2M-Technologie mit dem Zentralsystem verbundene On-line-Chlordioxid-Messstelle bereit, die beispielsweise am Strangende den realen Chlordioxidgehalt gemäß Trinkwasserverordnung misst und rechtskonform dokumentiert. Der Betreiber der Trinkwasseranlage ist somit in der Lage jederzeit und kontinuierlich rechtssicher den Chlordioxidgehalt des Trinkwassers nachzuweisen. Das careBox System ist modular konfigurierbar, in etlichen Varianten kombinierbar und flexibel gestaltbaren Größen verfügbar.

Überwachung und Regelung der careBox:

• Ventilsteuerung

• Pumpensteuerung

• Dosiermengen

• Füllstand

• Wasserzähler

• Mengenverbrauch

• pH-Wert

• Leitfähigkeit

• Druckschwankungen

• negative/positive Druckspitzen

• Temperatur

• Resthärte

• Biozid-Dosierung

• Messung Biozid-Wirkung

• allgem. Wasserparameter

• Ozongehalt

• Redox (Reinheit des Wassers)

• Chlordioxid

• uvm.