Trinkwasser Netzdesinfektion mit Chloranolyt – ein innovatives Verfahren für erhöhte Sicherheit und Nachhaltigkeit

In den Medien hören Sie plötzlich den Namen Ihrer Gemeinde: Ihr sicher geglaubtes Trinkwasser ist verkeimt. Von den Keimen ginge eine erhöhte Gefahr für Ihre Gesundheit aus. Solche oder ähnlich lautende Meldungen tauchen mehr und mehr in den Nachrichten auf.

Nach einem Abkochgebot, oft über Tage oder Wochen, wird dann in der Regel zu Chlor (im Rahmen der Grenzen der Trinkwasserverordnung z. B. als Chlorbleichlauge) gegriffen, um das Netz zu spülen und zu desinfizieren, sofern die leitungsgebundene Versorgung überhaupt aufrechterhalten werden kann. Ein Weg, für den es oftmals kaum eine Alternative gibt. Und dieser ist durchaus nicht unumstritten, ist Chlor doch ein starkes Zellgift, korrodiert Rohre, verbreitet einen unangenehmen Geruch und löst mit seinen Verbindungen Allergien aus.

Die neue Trinkwasserverordnung (2023) schiebt zumindest den entstehenden Chlorverbindungen, die im Verdacht stehen, Krebs zu erregen, nun einen Riegel vor: Die so genannten Chlorate und Chlorite sind mit sehr niedrigen Grenzwerten belegt. Die herkömmlichen Verfahren zur Netzchlorung sind damit kaum mehr nutzbar, verursachen sie doch erhöhte Mengen dieser schädlichen Verbindungen.

Doch was können Wasserversorgungsunternehmen jetzt tun, um die Bevölkerung nach einer Verkeimung schnell wieder mit einwandfreiem, keimfreiem Trinkwasser zu versorgen? Die Lösung besteht darin, das unvermeidliche Chlor in eine beständige und damit leicht über das Trinkwassernetz verteilbare, zugleich hochwirksame Verbindung zu „verpacken“: Die pH-neutrale Chlorbleiche mit ihrer konjugierten Säure, der „Unterchlorigen Säure“. Dieses moderne Desinfektionsverfahren schützt nicht nur effektiv vor Verunreinigungen, sondern setzt auch neue Maßstäbe in Sachen Umweltschutz und Betriebssicherheit. Wie das Ganze funktioniert, lesen Sie in diesem Artikel.

Warum muss das Trinkwassernetz desinfiziert werden?

Das Leitungsnetz, durch das Trinkwasser oftmals viele Kilometer bis zu den Haushalten transportiert wird, birgt trotz höchster Wasserqualität Risiken für mikrobiologische Verkeimungen; damit ist ein Desinfektionsbedarf nicht nur im Störfall gegeben, sondern auch zu Zwecken der Keimvorbeugung. Gerade in die Jahre gekommene Netze sind anfällig für Verkeimungen, etwa über Hausanschlüsse, nicht ausreichend geschützte Entlüfter usw. Da liegt es auch für die zuständigen Gesundheitsämter oft nahe, den Weg in die so genannten „Schutz-“ oder „Transportchlorung“ zu befürworten.

Diese so genannte Netzverkeimung kann also, ganz generell, durch Fehler oder mangelhaften Schutz in der Installation, umweltspezifische Einflüsse (auch Klimawandel) oder Alterungsprozesse der Infrastruktur verursacht werden. Zur Reduzierung der Systemrisiken kommt oftmals gerne Chlor als Chlorgas oder gebunden als Chlordioxid in Frage, während im akuten Störfall Chlorbleichlauge v. a. in kleineren Versorgungen aus mobilen Anlagen zum Einsatz kommt.

Diese Technologien haben den großen Vorteil, dass sie relativ etablierte und kostengünstige Lösungen bieten. Allerdings sind sie nicht ohne Probleme:

• Gefahrstoffe und Lagerung: Chlorgas und Chlordioxid erfordern die Lagerung gefährlicher Chemikalien wie Chlor in Flaschen, Salzsäure und Natriumchlorit, was hohe Sicherheitsstandards und aufwendige Infrastruktur erfordert. Zudem werden an das Betriebspersonal erhöhte Anforderungen gestellt.
• Korrosionsgefahr: Chlor kann Werkstoffe wie Rohrleitungen und Dichtungen, auch in den Haushalten, angreifen, was langfristig zu Schäden führt.
• Umweltbelastung: Nebenprodukte wie Chlorite oder Chlorate belasten Gewässer und gefährden die Biodiversität; in der Ableitung von Netzspülwässern über den Abwasserkanal wird zudem die reinigende Wirkung der Kläranlage mittelfristig ganz erheblich beschränkt.
• Wirkungseinschränkungen: Besonders in weitläufigen und verzweigten Versorgungsnetzen kann die Desinfektionswirkung von Chlor, Chlordioxid oder Chlorbleichlauge durch Bildung der o. g. Nebenprodukte stark begrenzt sein.
• Wirkung auf den Menschen: Zwar wird Chlor in allen seinen Verbindungen ausschließlich in den Grenzen der Trinkwasserverordnung zugegeben, das heißt aber nicht, dass es nicht unangenehm riecht oder gar allergische Reaktionen verursacht – vergleichbar etwa Hautirritationen nach einem Schwimmbadbesuch.
• Technische Wirkung: Chlor kann auch technische Systeme in Mitleidenschaft ziehen, wie z. B. Umkehrosmoseanlagen in Kliniken oder in der Dialyse. Zudem werden Herstellungsverfahren für Lebensmittel gestört, z. B. die Hefe im Einsatz bei den Bierbrauern.
• Schadensbehebung: Solange Chlor im Trinkwasser enthalten ist, kann durch den Wasserversorger eine „Rückverfolgung“ des Keimeintrages zur Beseitigung der Schadenursache nur sehr schwer erfolgen.

Der Idealfall – Keine dauerhafte Desinfektion nötig

Optimalerweise sollte eine dauerhafte Desinfektion des Trinkwassers gar nicht notwendig sein, wenngleich die Möglichkeit der Netzdesinfektion durch jeden Wasserversorger vorzuhalten ist. Dies setzt jedoch intakte und moderne Infrastruktur sowie regelmäßige Wartung voraus. Mit anderen Worten: Trinkwasserversorgungen, die ganz überwiegend den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechen, gelten als Niedrig-Risiko-Anlagen und bedürfen i. d. R. keiner Netztransportchlorung. Angesichts von real existierenden Sanierungsstaus und neuen Herausforderungen durch den Klimawandel (z. B. höhere Wassertemperaturen im Sommer) ist eine punktuelle oder temporäre Desinfektion oftmals unvermeidbar. Hier ist der Einsatz effizienter, flexibler und umweltfreundlicher Technologien gefragt.

Netzdesinfektion mit Chloranolyt – Vorteile im Überblick

Die hier vorgestellte und umfassend erprobte Technologie wurde gezielt entwickelt, um die problematischen Eigenschaften von Chlor zu adressieren und zumindest einen Großteil der damit verbundenen Herausforderungen zu entschärfen. Die Chloranolyt-Technologie bietet zahlreiche Vorteile gegenüber den herkömmlichen Verfahren:

• Gefahrstofffreie Produktion:

Chloranolyt wird direkt vor Ort mittels Membranzellen-Elektrolyse aus Wasser, Kochsalz und Strom in der benötigten Menge „just in time“ hergestellt. Es entstehen keine gefährlichen Stoffe, die transportiert oder gelagert werden müssen. Chloranolyt ist weder als Gefahrstoff noch als wassergefährdender Stoff (WHG) eingestuft. Entsprechend ist auch der Umgang für das Betriebspersonal mit dem Verfahren sehr erleichtert.

• Hohe Materialverträglichkeit:

Dank der pH-neutralen Eigenschaften greift Chloranolyt Rohrleitungen und Dichtungen nicht an, was Korrosion und Materialschäden minimiert, auch in der Verteilung im Privathaushalt bis zu den Heizungssystemen.

• Sofortige Wirksamkeit:

Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren wird die hypochlorige Säure (HOCl), die für die Desinfektion entscheidend ist, bei Anolyt bereits zu 80 % stabil in der Lösung bereitgestellt. Dies ermöglicht eine direkte und effektive Bekämpfung von Keimen.

• Beste Einsatzmöglichkeiten:

Chloranolyt ist sehr stabil über das Netz verteilbar, damit werden weit verzweigte Bereiche des Netzes bei deutlich weniger Spülaufwand erreicht. Der Überwachungsaufwand in der Chlorungsphase ist stark vermindert, der Desinfektionserfolg weitaus sicherer. Chloranolyt kann zudem straßengebunden transportiert werden und auch in Trinkwasserschutzgebieten (z. B. an Brunnen) eingesetzt werden.

• Umweltschutz:

Anolyt erzeugt weniger Nebenprodukte wie Chlorate oder Chlorite, die Gewässer und Ökosysteme belasten könnten.

• Kosteneffizienz:

Durch den geringen Salzbedarf und die automatische, bedarfsgerechte Vor-Ort-Produktion sind die Betriebskosten niedrig. Die Anlagentechnik ist als Netzdesinfektionskapazität ideal und erlaubt zudem eine interkommunale Zusammenarbeit, d.h. dass mehrere Wasserversorger zusammen eine derartige Anlagentechnik vorhalten können.

Wie funktioniert die Netzdesinfektion mit Chloranolyt?

Die Herstellung und Anwendung von Chloranolyt erfolgt in einem geschlossenen und automatisierten Prozess. Dies sind die entscheidenden Schritte:

1. Salzlösung vorbereiten:

Eine leichte Salzlösung (etwa 0,5 %) wird als Ausgangsstoff in die Anlage eingespeist.

2. Elektrolyseprozess starten:

Durch Membranzellen-Elektrolyse wird aus der Salzlösung das Desinfektionsmittel Chloranolyt produziert. Hieraus leitet sich auch der Kunstname „Anolyt“ ab: eine elektrisch leitende Lösung „Elektrolyt“ aus dem „Anodenraum“ der Elektrolysezelle.

3. Vor-Ort-Verwendung:

Das frisch hergestellte Chloranolyt wird direkt in das Trinkwassernetz dosiert oder für lokale Anwendungen in größeren Behältern bereitgestellt.

Das Mittel ist bis zu sechs Wochen lagerfähig.

Für den Einsatz von Chloranolyt kann es erforderlich sein, Transportkapazitäten für größere Gebinde bereitzustellen, sowie auch eine Anpassung bestehender Dosiersysteme – hauptsächlich, weil die Desinfektionslösung weitaus weniger hoch konzentriert produziert wird, als etwa die herkömmliche Chlorbleichlauge. Ein Kostenfaktor, den man nicht unterschätzen sollte.

4. Just-in-time-Produktion:

Anolyt wird nach Bedarf produziert – es entstehen weder Lagerbestände noch Alterungsprobleme. Zudem kann die Anlagentechnik „auf Knopfdruck“ automatisiert starten und selbstverständlich mengenproportional dosieren – im Idealfall über moderne Leitsysteme.

Auswirkungen herkömmlicher Desinfektion auf Gewässerschutz und Biodiversität

Neben den technischen Limitierungen herkömmlicher chlorbasierter Verfahren sind auch die ökologischen Nachteile erheblich. Chlor-Nebenprodukte wie Trihalogenmethane, v. a. aber Chlorate und Chlorite, können die Umwelt nachhaltig schädigen und die Biodiversität in Gewässern gefährden. Die umweltfreundliche Alternative Chloranolyt wirkt diesem Problem entgegen und ist somit ein klarer Schritt in Richtung nachhaltiger Wasserversorgung.

Die Nachhaltigkeit ergibt sich aber noch aus einem ganz anderen Punkt: Durch die hohe Wirksamkeit von Chloranolyt sind deutlich weniger Netzspülungen und auch eine stark verkürzte Netzdesinfektionsdauer von Nöten – ein Faktor, der das schützenswerte Trinkwasserdargebot spürbar entlastet und auf der anderen Seite auch Kläranlagen mit dort eingeleitetem Spülwasser aus dem Trinkwassernetz entlastet.