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Biozidfreie Wasserbehandlung in Kühlkreisläufen Lichtinduzierte Katalyse schützt vor Fouling

| Autor / Redakteur: Jürgen Körner, Dr. Jürgen Koppe, Dr. Hartmut Lausch* / Wolfgang Ernhofer

Um mikrobiologisches Wachstum in Kühlwasserbehandlungen zu vermeiden, gibt es mehrere Möglichkeiten. Wer aber auf Biozide oder UV-Lampen verzichten will, sollte den Einsatz lichtinduzierter Katalyse mithilfe von LED-Licht in Betracht ziehen.

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Modul mit Metall-Mineral-Folien in einer Kühlturmtasse verhindern mikrobiologisches Wachstum.
Modul mit Metall-Mineral-Folien in einer Kühlturmtasse verhindern mikrobiologisches Wachstum.
(Bild: Mol Katalysatortechnik)

Chemische Prozesse und Stofftrennvorgänge laufen unter Freisetzung von Wärmeenergie ab. Der Abtransport der freigesetzten Wärmeenergie ist somit ein produktionsbestimmender Faktor. In der Praxis werden zur Wärmeabfuhr offene Kühlkreisläufe mit Rückkühlwerken genutzt. Der Wärmetransport erfolgt über das im Kreislauf gepumpte Kühlwasser und die Wärmeabfuhr durch Partialverdunstung des Wassers im Rückkühlwerk. Die Wasserverluste werden durch Zusatzwasser ergänzt, wobei zur Vermeidung von Scaling-Prozessen regelmäßig ein bestimmter Anteil des Kühlwassers abgeschlämmt und in den Vorfluter geleitet wird.

Zur Vermeidung von mikrobiologischem Wachstum werden oftmals gesundheits- und/oder umweltgefährdende bzw. sogar giftige Biozide oder energieintensive UV-Lampen eingesetzt. Diese Maßnahmen beeinträchtigen nicht nur die Mikrobiologie sondern auch die Qualität des Kühlwassers bis hin zu einer gesteigerten Korrosionswirkung und Belastung des Vorfluters.

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Kühlwasser in der Pharmaindustrie

Insbesondere in der Pharmaindustrie ist der Einsatz von Giftstoffen auch im Kühlwasser höchst unerwünscht. Ein Bitterfelder Pharmaunternehmen betreibt zwei Kühlkreisläufe mit je einem Zellen-Kühlturm Polacell. Das Kühlwasservolumen beträgt 3,5 m3 pro Kühlkreislauf und der Kühlwasservolumenstrom liegt im Maximum bei 100 m3/h pro Kühlkreislauf. Als Zusatzwasser wird Brauchwasser in Trinkwasserqualität eingesetzt.

Das Pharmaunternehmen hat sich hiervon ausgehend bereits vor über zehn Jahren entschieden, für die Kühlwasserbehandlung geringe Mengen an 30%igen Wasserstoffperoxid in Verbindung mit geeigneten Vollmetallkatalysatoren einzusetzen, um die Mikrobiologie innerhalb des zulässigen Grenzwertes (<10 000 KBE/ml) zu halten und insbesondere den Aufwuchs von Biofilmen zu vermeiden, was durch Bildung so genannter Biotenside (partiell oxidierte Fettsäuren aus Bakterienhüllen) erreicht wird. Zur Härtestabilisierung und Korrosionsinhibierung erfolgte die Zugabe geringer Mengen eines Produktes auf Basis von Aminotrimethylenphosphat (150 kg/a). Damit war es möglich, alle hygienischen und technologischen Anforderungen einschließlich der Abwassereinleitwerte sicher einzuhalten.

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