Higiénikus légnedvesítés Stratégiák a biofilmek ellen

A párásítóvíz tulajdonságai

Általánosságban elmondható, hogy az ivóvízre vonatkozó követelmények olyan szigorúak, hogy elvileg párásítási célokra is felhasználható. Figyelembe kell azonban venni, hogy bár az ivóvíz nem tartalmazhat jelentős mennyiségű betegséget okozó mikroorganizmust, mégsem tekinthető sterilnek. Ezenkívül a kezeletlen ivóvízben jelen lévő ásványi anyagok előbb-utóbb só- és mészlerakódásokhoz vezetnek, akár a légnedvesítő rendszer érintkező felületein, akár a csatornafalakon, akár a légkezelő rendszer alkatrészein.

A nedves környezetben ezek a lerakódások rendkívül kedvező életkörülményeket biztosítanak, különösen az ivóvízzel behurcolt mikroorganizmusok számára. Ezek ott megtelepednek, és rendkívül rövid időn belül hatalmas, biofilm formájú kolóniákká növekedhetnek.

Az ilyen lerakódások elkerülése érdekében a párásítóvizet általában lágyítják és/vagy sótalanítják. Az ehhez használt vízkezelő berendezések azonban nem ritkán ugyanolyan kedvező feltételeket biztosítanak a mikrobiális szaporodáshoz. Erre a következő szakaszban még részletesebben kitérünk.

Biofilmek a vízvezető rendszerekben

A mikroorganizmusok a vízvezető rendszerekben vagy szabadon a vízben, vagy úgynevezett biofilmekbe kötve fordulnak elő. A biofilmek olyan mikroorganizmusokból állnak, amelyek extracelluláris polimer anyagokból (EPS) álló, nyálkás mátrixba ágyazódnak. Ez a szerkezet lehetővé teszi számukra, hogy szinte minden nedves felületet benépesítsenek.

A biofilm megtelepszik a vízlágyító vagy teljes sótalanító berendezések ioncserélő egységeiben, benépesítheti a fordított ozmózis moduljait, és a kiviteltől függően akár áthatolhat azok membránjain is, így eljutva a permeátum oldalára. Ezt követően benépesíti a következő csővezetékek és köztes tárolók falait. Nyitott köztárolók esetén a környezeti levegőből származó további kórokozó-bejutás tovább elősegítheti a biofilm kialakulását.

Amíg a biofilm növekedési szakaszban van, gyakran észrevétlen marad. Csak akkor szabadulnak fel folyamatosan mikroorganizmusok, amikor eléri a stacionárius fázist. Ebben a szakaszban drámaian megnő a vízben található kórokozók száma. A párásítóvíz puszta fertőtlenítése ekkor általában már nem elegendő, mivel ez a már kialakult biofilmre önmagában csak korlátozott hatással van.

Biofilmek a légkezelő rendszerekben

Ha egyszer biofilm alakult ki a vízvezető rendszerekben, folyamatosan leválnak a biofilmdarabkák (bio-envelopes), amelyek a légkezelő rendszer minden nedves területén megtelepednek. Ez megtörténhet magának a légpárásító rendszernek az érintkezési felületein, de a csatornafalakon vagy a légkezelő rendszer bármely alkatrészén is. Mindenütt, ahol a légkezelő rendszerben nedvesség, vizes felületek vagy álló víz található, és nem hoznak megfelelő ellenintézkedéseket, ott elkerülhetetlenül új biofilmek alakulnak ki, és a baktériumok szaporodása továbbra is ellenőrizhetetlenül folytatódik.

A biofilmek megelőzésére irányuló stratégiák

Higiéniai szempontból lényegesen hatékonyabb már a kezdeti szakaszban megakadályozni a biofilmek kialakulását. A biofilmek teljes megelőzésére szolgáló, műszakilag hatékony megoldások jelenleg azonban csak korlátozottan állnak rendelkezésre. Folyamatos és árnyékmentes UV-besugárzással ellátott csőrendszerek eddig még nem léteznek, más megközelítések pedig részben szabadalmi vagy felhasználási jogi korlátozások alá esnek. A gyakorlatban ezért baktériumcsökkentő anyagokhoz folyamodnak.

A VDI 6022 1. lap (4.3.7) szerint a párásító beömlő- és keringő vizét kizárólag olyan eljárásokkal szabad fertőtleníteni, amelyek hatékonysága bizonyított, egészségügyi szempontból ártalmatlanok, és nem hagynak maradványokat a beszívott levegőben. Ezek a szigorú követelmények jelentősen korlátozzák a megfelelő eljárások számát.

Az alkalmazott szernek hatékonyan kell csökkentenie a mikroorganizmusok számát és a biofilmképződést anélkül, hogy biocidként jelen lenne a beszívott levegőben. A gyakorlatban ezért jelenleg csak néhány hatóanyag jöhet szóba:

● hidrogén-peroxid

● klór-dioxid

● ezüst

● ózon

Az oxidáló hatású eljárások, mint az ózon, a hidrogén-peroxid vagy a klór-dioxid, reakcióba lépnek a mikroorganizmusokkal, valamint a levegőben található szerves szennyező anyagokkal. A biztonságos alkalmazásuk feltétele azonban a pontos adagolás, valamint a megbízható mérő- és szabályozótechnika, hogy a beltéri levegőben ne maradjanak egészségre káros maradékkoncentrációk.

Az ezüst széles antimikrobiális hatásspektrummal rendelkezik. Különösen hatékonyak az ezüstionok vagy a nanoméretű ezüstrészecskék. Az oxidatív eljárásokkal ellentétben az ezüst hatása a mikroorganizmusokban zajló enzimatikus folyamatok célzott befolyásolásán alapul. Már az ezüstionok alacsony koncentrációja is gátolhatja a baktériumok szaporodását, és így megakadályozhatja a biofilmek kialakulását.

A légpárásító rendszerekben az ezüstionokat például elektrolitikus úton állíthatják elő, és a vízátfolyásnak megfelelően adagolhatják. Megfelelő elválasztó felületek, például kerámiaanyagok segítségével az ezüstmaradványok később eltávolíthatók a levegőből és a vízből. Ezáltal higiénikus légnedvesítés érhető el, miközben a befúvott levegő alacsony maradékanyag-tartalommal rendelkezik.

Összefoglalás

A biofilmek az adiabatikus légnedvesítő rendszerekben jelentős higiéniai kockázatot jelentenek. Elsősorban a vizet vezető alkatrészekben alakulnak ki, és a fertőtlenítési intézkedések ellenére is fennmaradhatnak.

A VDI 6022 követelményei ezért arra irányulnak, hogy a mikrobiális szaporodást már a tervezés és az üzemeltetés során minimálisra csökkentsék. Mivel a meglévő biofilmek eltávolítása nagyon költséges, a megelőzésnek döntő jelentősége van. A párásítóvízben a baktériumok számának csökkentésére alkalmas eljárások – például az oxidatív hatású módszerek vagy az ezüstionok alkalmazása – hozzájárulhatnak a biofilmképződés hatékony korlátozásához és a légpárásító berendezések higiénikusan biztonságos működésének biztosításához.