Gefahr aus dem Kühlturm

Ozoneinsatz als Alternative zur Kühlwasser-Behandlung mit Bioziden

Willibald Schodorf, Winfried Hackl und Dr. Matthias Hoffmann

Nach dem Ausbruch der Legionärskrankheit im Januar 2004 mit sieben Toten und 59 Infizierten im Umfeld der Firma Noroxo (einer Tochter des US-Ölkonzerns ExxonMobil) in Harnes, Nordfrankreich, ermitteln die Justizbehörden wegen fahrlässiger Tötung und fahrlässiger Körperverletzung. Als Emittent betrachten die Behörden einen Industriekühlturm. Das Pariser Umweltministerium wirft der Firmenleitung einen schweren Verstoß gegen Sicherheitsbestimmungen vor. Aufgrund der bisherigen Untersuchungen und Erfahrungen wird empfohlen, neue Verordnungen für alle Kühl- oder Befeuchtungssysteme zu erlassen, die Aerosole emittieren. Darüber hinaus sollen Kontrollen verschärft und Vorgaben für Reinigung und Desinfektion zur Pflicht gemacht werden

Generell stellt sich nach diesem gravierenden Vorfall in Nordfrankreich die Frage, ob die klassische Behandlung mit Bioziden der Forderung des Artikels 16 Absatz 2 der Richtlinie 96/61/EG des Rates betreffend die Anwendung der „besten verfügbaren Techniken” bei industriellen Kühlsystemen überhaupt entspricht.

Fakt ist:

Mikroorganismen finden in allen Verdunstungskühlsystemen sozusagen ein Schlaraffenland vor – ideale Wachstumstemperaturen zwischen 30 und 36°C sowie ein Überangebot an Nährstoffen aufgrund des Luftwäschereffekts (Pollen, Staub usw.). Und so werden die Mikroorganismen dann zur realen Gefahr: Ein Verdunstungskühler verrieselt (versprüht) Kühlwasser und gibt auf diese Weise Wärme an die Umgebungsluft ab. Die Luft strömt dabei von unten in den Kühlturm ein und steigt aufgrund der Konvektion nach oben auf. Bereits ein mittelgroßer Industriekühlturm setzt recht große Volumina durch: Bei einer Kühlleistung von 1 Megawatt (MW) in der Stunde werden ca. 140.000 l Wasser versprüht, die durchgeblasene Luftmenge liegt bei mehreren 10.000 m³/h. Die Verdunstungsmenge erreicht Werte von ca. 1430 l/h. Der Sprühverlust – konkret sind das Aerosole, die in die unmittelbare Umgebung des Kühlturms versprüht werden – beträgt schon bei bestimmungsgemäßem Betrieb (Wartung in der Regel halbjährlich) je nach Kühlturmhersteller ca. 0,1 bis 0,2% des Wasserdurchsatzes. Das sind in unserer Beispielrechnung immerhin 140 bis 280 l Kühlwasser pro Stunde in Aerosolform! Deshalb bedarf der Sprühverlust von Kühltürmen im Aufenthaltsbereich von Menschen einer intensiven Betrachtung.

Aerosolaustrag aus Verdunstungskühltürmen

Die Kenntnis über den Aerosolaustrag aus Verdunstungskühltürmen ist insbesondere im Aufenthaltsbereich von Menschen (also im Innenstadtbereich, innerhalb von Produktionsstätten usw.) von größtem Interesse. Wichtig zu wissen ist auch: Was passiert im Inneren eines Kühlturms hinsichtlich der Mikrobiologie? Und wie reagieren die Betreiber in herkömmlicher Weise darauf? Wie eingangs schon bemerkt: Mikroorganismen finden im Kühlturm einen idealen Nährboden vor, mit Wachstumstemperaturen zwischen 30 und 36°C sowie einem Überangebot an Nährstoffen (Pollen, Staub usw.). Das ungehinderte Wachstum von Algen, Bakterien und Pilzen in Kühlkreisläufen fördert die Bildung von Ablagerungen an Rohrleitungen, Wärmetauschern und Kühlturmeinbauten. Vor allem die Wärmeübergangsbereiche sind davon am stärksten betroffen. Schleimbeläge (Biofilme) haben eine mit ca. 0,6 [W/m K] um den Faktor 4 niedrigere Wärmeleitfähigkeit als die in den „Kühlern” gefürchteten Kalkbeläge. Biofilme können bis zu einer Dicke von mehreren Millimetern anwachsen und den Wärmeübergang so weit verschlechtern, dass der Kühlturm praktisch funktionsuntüchtig ist.