Aufgrund ihrer Natur nehmen Kühltürme ständig Partikel aus der Luft auf. Diese sammeln sich in Bereichen geringen Durchflusses an, werden zu Nährstoff für Mikroben und stellen die idealen Bedingungen für Biofilmbildung. Biofilm stellt wahrscheinlich die größte Herausforderung für ein Kühlwassersystem dar. Bis vor kurzem war unser Wissen über Biofilm sehr beschränkt.

Neue wissenschaftliche Erkenntnisse haben jedoch ihre komplexe Struktur gezeigt und neue Wege eröffnet, um diesen versteckten Feind zu bewältigen, erzählt uns Dr. Simona Vasilescu von der Plattform für Wasserbehandlung bei NCH Europe genauer.

Biofilme sind überall: von den hilfreichen Mikroben, die unseren Darm besiedeln zu dem Schmutz, den wir von unseren Badezimmerfliesen zu entfernen versuchen. Biofilm ist eine Mikroorganismen-Gemeinschaft, die an der Oberfläche haftet und durch ein schleimiges, bakterielles Sekret zusammengehalten wird.

Die Wissenschaft, die sich hinter Biofilmen verbirgt

In der Biofilmforschung wurden erst in den letzten 10-15 Jahren große Fortschritte erzielt. Zukunftstechniken aus der Mikrobiologie und Molekularbiologie haben die Entwicklung neuer Labor- und Felduntersuchungen ermöglicht. Mit dem Wissen und Verständnis darüber, wie komplex und ungemein hartnäckig Biolfilme sind, fangen wir an, ihre beträchtlichen Auswirkungen auf unser alltägliches Leben zu verstehen – vom biomedizinischen Bereich bis hin zur Industrie.

Biofilm bildet sich insbesondere in industriellen Wassersystemen, wenn Bakterien, die sich an der Oberfläche abgesetzt haben, von Schleim eingekapselt werden. Der Biofilm ist sehr effizient darin, Bakterien vor Biozidbehandlungen, die dem Wasser hinzugefügt werden, zu schützen. Jüngste Forschungsergebnisse zeigen, dass Biofilme sich sehr schwer von einem System entfernen lassen, weil die Bakterien darunter in sehr raffinierten Bakteriengemeinschaften leben, die in der Lage sind, sich stetig anzupassen und dadurch gegenüber chemischen Behandlungen resistent zu werden.

Biofilme und ihre Auswirkung auf die Leistung von Kühlsystemen

Biofilme isolieren deutlich mehr als kohlensaurer Kalk oder Eisenoxid-ablagerungen, traditionell als problematisch anerkannt, erklärt Dr. Vasilescu. Beispielsweise ist eine Biofilmschicht von nur 0,1 mm vier Mal so isolierend wie eine gleichwertige Beschichtung aus Kalk- oder Eisenoxidablagerungen und das hat massive Auswirkungen auf Ihre jährliche Stromrechnung.

Systemverrohrungen und betriebskritische Geräte in Kühlsystemen, wie z.B. Wärmetauscher, Kühler etc., können durch die darunter und innerhalb der Biofilmschicht heranwachsenden Bakterien ernsthaft beschädigt werden. Der Verfall, der als mikrobiologisch induzierte Korrosion (MIC) bezeichnet wird, ist tausendmal aggressiver als normaler Korrosionsbefall und ist für mehr als 50 % der Gesamtkosten für Korrosionsschutz und -behandlung der Weltwirtschaft verantwortlich.

Biofilme bieten auch den perfekten Halt für Pathogene, wie z.B. tödliche Legionellen. Diese werden durch den Biofilm geschützt, gedeihen darin und werden schließlich über Wassertröpfchen in die Atmosphäre freigesetzt.

Das Problem angehen

Biofilme sind sehr dünn und schwer zu erkennen, insbesondere weil es in jedem Wassersystem viele Ecken und Kanten sowie Bereiche geringen Durchflusses gibt, in denen sich Biofilm bildet. In vielen Fällen kann sich der Biofilm über einen kurzen Zeitraum aggressiv entwickeln. Wenn Biofilme wahrnehmbar werden, ist es häufig zu spät: Zu diesem Zeitpunkt werden sie äußerst schwierig zu beherrschen.

Wir bei NCH haben für die Entwicklung chemischer Behandlungen, die in der Lage sind, Biofilme zu durchbrechen, in modernste Forschung investiert – das macht unsere Wasserbehandlungsprogramme effizienter und schützt die Anlagen unserer Kunden.

Unsere „Neue Wissenschaften und Technologien“-Gruppe hat in enger Zusammenarbeit mit führenden Forschungs- und Entwicklungsgruppen von Universitäten eine neue Rezeptur entwickelt, die es ermöglicht, die komplexen Schutzmatrizen, die dem Biofilm seine unglaubliche Widerstandskraft geben, zu lösen. Das neue patentierte Produkt nennt sich bioeXile und ist bis zu 1000 mal effizienter bei der Durchdringung von Biofilmen als Biozid allein und 100 mal effizienter als Biozide in Verbindung mit herkömmlichen Dispergiermitteln.

Der Kampf gegen Biofilm ist ein ständiger Kampf. Das Einbeziehen eines spezialisierten Wasserbehandlungsunternehmens, das etwas davon versteht, wie man Biofilme bewältigt, könnte somit der einfachste Weg sein, um diese tödliche, tickende Zeitbombe zu entschärfen.