Verdunstungskühlanlagen, Kühltürme und Nassabscheider stellen eine besondere hygienische Herausforderung dar: Während Biozide oft unverzichtbar sind, um die Vermehrung gefährlicher Legionellen zu kontrollieren, warnen Experten vor dem unbedachten Einsatz dieser Wirkstoffe. Einige eingesetzte Biozidprodukte sind selbst chronisch giftig, hochallergen oder stark umweltgiftig – darunter Isothiazolinone oder AOX-bildende Chlor- und Bromverbindungen.
Die 42. BImSchV schreibt seit 2017 strenge Anforderungen vor und verfolgt das klare Ziel, das Gesundheitsrisiko zu minimieren. Doch die Balance zwischen mikrobiologischer Sicherheit und Umweltschutz bleibt eine anspruchsvolle Aufgabe: Bei zu geringer Einsatzkonzentration droht Resistenzbildung, bei Überdosierung Umweltschäden. Innovative Alternativkonzepte mit Mikroorganismen zeigen bereits Einsparpotenziale von bis zu 47 % bei den Wasseraufbereitungskosten und 38 % beim Wasserverbrauch – während gleichzeitig umweltschädliche Gefahrstoffe zu 100 % ersetzt werden können.
Erfahren Sie hier mehr üebr den Einsatz von Bioziden:
Rechtliche Grundlagen und Hygieneanforderungen nach VDI 2047
Die 42. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (42. BImSchV) regelt seit dem 19. August 2017 die Anforderungen an die Errichtung, Beschaffenheit und den Betrieb von Verdunstungskühlanlagen, Kühltürmen und Nassabscheidern. Diese Verordnung bildet das regulatorische Fundament für den hygienegerechten Betrieb dieser Anlagen und verweist ausdrücklich auf die bereits 2015 veröffentlichte Technische Regel VDI 2047 Blatt 2 („Rückkühlwerke – Sicherstellung des hygienegerechten Betriebs von Verdunstungskühlanlagen“).
Die Verordnung gilt nicht für Anlagen, bei denen das Nutzwasser eine dauerhaft konstante Temperatur von 60 Grad Celsius oder mehr hat, oder für Anlagen, die in einer Halle stehen und in diese emittieren. Für alle anderen Anlagen gelten jedoch strenge Prüf- und Maßnahmenwerte für die Legionellenkonzentration im Nutzwasser, die in Anlage 1 der 42. BImSchV festgelegt sind.
Die VDI 2047 hat nicht immer Gültigkeit: Die Verordnung gilt nicht für Anlagen, bei denen das Nutzwasser eine dauerhaft konstante Temperatur von 60 Grad Celsius oder mehr hat, oder für Anlagen, die in einer Halle stehen und in diese emittieren. Für alle anderen Anlagen gelten jedoch strenge Prüf- und Maßnahmenwerte für die Legionellenkonzentration im Nutzwasser, die in Anlage 1 der 42. BImSchV festgelegt sind.
Hygienerisiken: eine Biozid-Kühlwasserbehandlung ist wegen Biofilmen notwendig
Verdunstungskühlanlagen nehmen Wasser als Medium auf, um Wärme aufzunehmen und an die Luft abzugeben. Dieses Wasser stellt einen idealen Lebensraum für Bakterien dar, was die Behandlung des Kühlwassers mit Bioziden zu einer zentralen Aufgabe macht. Bakterien bilden in den Anlagen Biofilme, die die Effizienz und Energieübertragung des Kühlsystems drastisch senken können – ein Problem, das sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus hygienischer Sicht erhebliche Konsequenzen hat.
Krankheitserregende Keime wie Legionellen (Legionella spp.) und Pseudomonaden (Pseudomonas-Bakterien) können sich in diesen Biofilmen vermehren. Legionellen können über versprühte Aerosole in der Umgebungsluft zu schweren oder tödlichen Lungeninfektionen (Legionärskrankheit/Legionellose) führen. Diese Aerosole können kilometerweit vertragen werden und stellen somit nicht nur eine Gefahr für das Betriebsgelände, sondern auch für die weitere Umgebung dar.
Vermeidung der Ausbreitung von Legionellen:
- Totzonen vermieden werden
- Vorkehrungen für regelmäßige Instandhaltungen getroffen sind
- Regelmäßige Probenahmen erfolgen
- Eine kontinuierliche Überwachung der mikrobiologischen Parameter stattfindet
Der Einsatz vom Biozidprodukt: Notwendigkeit und Minimierungsgebot
Der Einsatz von Desinfektionsmitteln, sogenannten Bioziden der PT11 Kühlwasser Kategorie (Produktart 11 gemäß Biozid-Verordnung für Kühlwassersysteme), ist notwendig, um den Aufwuchs von Bakterien zu verhindern. Die VDI2047 Blatt 2 besagt jedoch eindeutig, dass auf die Verwendung von Bioziden, wann immer möglich, verzichtet werden sollte, und dass hier das Minimierungsgebot gilt.
Trotz des Minimierungsgebots ist der Einsatz oft unerlässlich, um die mikrobiologische Vermehrung zu begrenzen oder den ordnungsgemäßen Betrieb schnell wiederherzustellen, besonders bei Überschreitung mikrobiologischer Prüf- oder Maßnahmenwerte. Das Spannungsfeld zwischen hygienischen Erfordernissen und dem Einklang mit der Umwelt macht die Auswahl und Dosierung des Biozids zu einer komplexen, risikobasiert zu planenden Maßnahme, die in enger fachlicher Abstimmung mit qualifizierten Fachunternehmen durchzuführen ist.
Herausforderungen beim Biozideinsatz in Verdunstungskühlanlagen:
- Bei zu geringer Einsatzkonzentration entfällt die biozide Wirkung
- Es besteht die Gefahr der Bildung von Resistenzen bei Mikroorganismen
- Der Wirkungsnachweis gegen Legionellen ist nach DIN EN 13623 erforderlich
- Die richtige Dosierung erfordert fundiertes Fachwissen
- Umweltauswirkungen müssen berücksichtigt werden
Die Problematik wird dadurch verschärft, dass einige eingesetzte Biozide selbst chronisch giftig, hochallergen oder stark umweltgiftig sind. Beispiele hierfür sind Isothiazolinone oder AOX-bildende Chlor- und Bromverbindungen, deren Einsatz aus Gründen des Arbeitsschutzes und Umweltschutzes kritisch zu betrachten ist.
Oxidierende & nicht oxidative Biozide: Eigenschaften und Anwendung
Biozide werden grundsätzlich in zwei Hauptkategorien unterteilt: Oxidierende und Nicht Oxidative Biozide. Oxidierende Biozide umfassen unter anderem Chlor, Chlorbleichlauge, Chlordioxid, Ozon und Wasserstoffperoxid. Diese Wirkstoffgruppe zeichnet sich durch spezifische Vor- und Nachteile aus, die bei der Auswahl für ein spezifisches Kühlsystem sorgfältig abgewogen werden müssen.
Oxidierender Biozide – Vorteile & Nachteile im Überblick:
Vorteile:
- Biologische Unbedenklichkeit der Abbauprodukte
- Leichte Bestimmbarkeit der Konzentration vor Ort
- Schnelle Wirkung gegen Mikroorganismen
- Breites Wirkspektrum
- Im Fall von Chlordioxid: keine AOX-Bildung
Nachteile:
- Höhere Korrosionswahrscheinlichkeit für Anlagenkomponenten
- Gefahr der AOX-Bildung (außer bei Chlordioxid)
- Teilweise aufwändige Handhabung und Lagerung
- Mögliche Reaktion mit organischen Materialien
Oxidierende Verfahren mit geringer AOX-Bildung werden in der Fachliteratur besonders empfohlen. Hierzu zählen die Herstellung von Aktivchlor durch Elektrolyse oder die Verwendung von reinem Chlordioxid. Ein praktisches Beispiel für den erfolgreichen Einsatz alternativer oxidierender Verfahren bietet der Vienna Twin Tower: Eine dort installierte Ozonisierungsanlage ermöglichte den kompletten Verzicht auf abwasserrelevante Biozide und Korrosionsinhibitoren. Die Investition amortisierte sich durch die Chemikalieneinsparung bereits in zwei bis drei Jahren – ein eindrucksvoller Beleg für die wirtschaftliche Attraktivität umweltschonender Verfahren.
Nicht oxidierende Biozide - Alternative Wirkmechanismen
Vorteile:
- Geringere Korrosivität gegenüber Anlagenmaterialien
- Anwendbar über einen weiten pH-Bereich
- Längere Standzeiten in bestimmten Systemen
- Spezifische Wirkung gegen bestimmte Mikroorganismen
Nachteile:
- Gefahr der Resistenzenbildung bei Mikroorganismen
- Geringe Halbwertszeiten in bestimmten Umgebungen
- Aufwändige Laboranalytik zur Bestimmung des Wirkstoffgehalts
- Teilweise hohe Toxizität und Allergenität
Nicht oxidierende Biozide arbeiten nach anderen Wirkmechanismen als ihre oxidierenden Gegenstücke und umfassen unter anderem Glutaraldehyd, Isothiazolinone (wie CMIT/MIT) und Quaternäre Ammoniumverbindungen. Diese Wirkstoffgruppe hat ihre eigenen charakteristischen Eigenschaften, die sie für bestimmte Anwendungsfälle geeignet oder weniger geeignet machen.
Die Entscheidung zwischen oxidierenden und nicht oxidierenden Bioziden hängt von zahlreichen Faktoren ab, darunter die Wasserzusammensetzung, die Anlagenkonfiguration, die vorherrschende Mikrobiologie und nicht zuletzt die rechtlichen und sicherheitstechnischen Rahmenbedingungen. Während UV-Bestrahlung als physikalische Alternative in einigen Systemen zur Desinfektion eingesetzt werden kann, ersetzt sie in Verdunstungskühlanlagen Biozide in der Regel nicht vollständig, sondern kann diese allenfalls ergänzen.
Zeitpunkt, Bioziddosierung und Dokumentation: Rechtliche Anforderungen
Der Zeitpunkt und Bioziddosierung ist ein entscheidender Faktor für die Wirksamkeit der Behandlung und unterliegt strengen Dokumentationspflichten. Der Betreiber muss ein Betriebstagebuch führen, das unverzüglich mindestens folgende Angaben enthalten muss:
- Standort und Art der Anlage
- Erstinbetriebnahme
- Änderungen an der Anlage
- Betriebszustand (z. B. Stilllegung)
- Überschreitungen von Prüf- oder Maßnahmenwerten
- Detaillierte Angaben zur Biozidzugabe (Zeitpunkt, Menge und Art des Biozids)
Diese Dokumentationspflicht dient nicht nur der behördlichen Überwachung, sondern auch der kontinuierlichen Optimierung des Anlagenbetriebs. Der Betreiber muss dem Labor den Zeitpunkt und die Art/Menge der Biozidzugabe mitteilen, damit bei den Laboruntersuchungen die Wechselwirkungen zwischen Biozidbehandlung und mikrobiologischen Parametern korrekt bewertet werden können.
Seit 2023 haben sich die Anforderungen weiter verschärft: Öffentlich bestellte und vereidigte Sachverständige (ö.b.u.v. Sachverständige) müssen bei den vorgeschriebenen Überprüfungen den Einsatz von Bioziden prüfen und dokumentieren, ob der Betreiber:
- den Biozideinsatz lückenlos dokumentiert hat
- Alternative Verfahren geprüft hat
- das Minimierungsgebot einhält
Anlagen müssen regelmäßig alle fünf Jahre von einem ö.b.u.v. (öffentlich bestellt und vereidigten) Sachverständigen oder einer akkreditierten Inspektionsstelle Typ A überprüft werden. Laboruntersuchungen müssen von einem akkreditierten Prüflaboratorium durchgeführt werden, um die Vergleichbarkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse zu gewährleisten.
Bei Überschreitung der Maßnahmenwerte müssen die zuständigen Behörden unverzüglich informiert werden. Diese Meldepflicht ist nicht nur eine rechtliche Anforderung, sondern auch eine Maßnahme zum Schutz der öffentlichen Gesundheit, da Legionellen-Ausbrüche schnell weitreichende Auswirkungen haben können.
Überwachung und behördliche Kontrolle
Die Wirksamkeit regulatorischer Maßnahmen zeigt sich eindrucksvoll am deutschen Beispiel: In Deutschland hat die 42. BImSchV eine deutliche Verbesserung der behördlichen Überwachung bewirkt. Die Zahl der behördlich bekannten Anlagen im Raum Düsseldorf verzwanzigfachte sich durch die Meldepflicht – ein Beleg dafür, dass viele Anlagen zuvor im Verborgenen gehandelt haben und möglicherweise nicht den hygienischen Standards entsprachen.
- Frühzeitige Erkennung hygienischer Probleme
- Gezielte Prävention von Legionellen-Ausbrüchen
- Durchsetzung des Minimierungsgebots beim Biozideinsatz
- Vergleichbarkeit der Betriebsweisen
- Kontinuierliche Verbesserung der Branchenstandards
Innovative Alternativen: Mikroorganismen statt Chemie
Ein innovatives, im Deutschen Bundestag vorgestelltes Konzept zur Wasserbehandlung von Verdunstungskühlanlagen arbeitet mit Mikroorganismen anstelle von Bioziden und zeigt eindrucksvoll, dass es Alternativen zum konventionellen Chemieeinsatz gibt. Dieses System („BA-Synbiorex“) nutzt natürliche Gewässerbakterien, die Biofilme ausbildende Bakterien bekämpfen – ein biologischer Ansatz, der das Prinzip „Natur gegen Natur“ verfolgt.
Vorteile des mikrobiologischen Ansatzes:
- Umweltschädliche Gefahrstoffe werden zu 100 % ersetzt
- Kosten für Wasseraufbereitung sinken um 47 %
- Wasserverbrauch reduziert sich um 38 %
- Keine Resistenzbildung gegen chemische Wirkstoffe
- Geringere Korrosionsbelastung der Anlagen
- Verbesserte Nachhaltigkeit des Gesamtsystems
Betreiberkompetenz als Schlüssel zur Hygienesicherheit
Die komplexen Anforderungen an den hygienegerechten Betrieb von Verdunstungskühlanlagen, Kühltürmen und Nassabscheidern machen deutlich: Fachliche Qualifikation ist unverzichtbar. Die VDI 2047 Blatt 2 fordert explizit die Einbindung hygienisch fachkundiger Personen bei der Gefährdungsbeurteilung und im laufenden Betrieb. Die Auswahl und Dosierung von Bioziden, die Interpretation von Messwerten, die Bewertung alternativer Verfahren und die Einhaltung der umfangreichen Dokumentationspflichten erfordern fundiertes Fachwissen, das kontinuierlich aktualisiert werden muss.
Betreiber stehen vor der Herausforderung:
- Die richtige Balance zwischen mikrobiologischer Sicherheit und Umweltschutz zu finden
- Biozide korrekt auszuwählen, zu dosieren und zu dokumentieren
- Alternative Verfahren zu bewerten und gegebenenfalls umzusetzen
- Regulatorische Anforderungen vollständig zu erfüllen
- Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit zu vereinen
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Präsenz-Schulung
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25.11.2025, 27.11.2025, 11.12.2025
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Fragen und Antworten zum Einsatz von Bioziden in Verdunstungsanlagen
Biozide verhindern die Vermehrung von Bakterien und Legionellen, die sich in Biofilmen innerhalb der Anlagen ansiedeln können. Ohne ausreichende Desinfektion besteht ein erhebliches Risiko für Legionellen-Ausbrüche und hygienische Beeinträchtigungen des Betriebs.
Einige Biozidprodukte sind selbst giftig, allergen oder umweltgefährdend. Eine zu geringe Dosierung kann Resistenzen fördern, während eine Überdosierung Umwelt und Material schädigt – daher gilt das gesetzliche Minimierungsgebot nach VDI 2047 und 42. BImSchV.
Ja, innovative Verfahren mit Mikroorganismen oder oxidierende Verfahren mit geringer AOX-Bildung können den Chemikalieneinsatz deutlich reduzieren. Solche Systeme senken nachweislich Wasserverbrauch und Betriebskosten und ersetzen umweltschädliche Gefahrstoffe vollständig.
Expertenwissen
Das Minimierungsgebot nach VDI 2047 Blatt 2 erfordert eine risikobasierte Planung des Biozideinsatzes. Dazu gehören kontinuierliche mikrobiologische Überwachung, präzise Dosiersteuerung, regelmäßige Bewertung alternativer Verfahren (z. B. oxidierende Verfahren mit geringer AOX-Bildung oder mikrobiologische Ansätze) sowie eine lückenlose Dokumentation. So kann die Wirksamkeit gesichert und der Chemikalieneinsatz auf das notwendige Maß reduziert werden.
Die Wahl hängt von Parametern wie Wasserzusammensetzung, pH-Wert, Anlagenmaterialien, Biofilmbelastung und betrieblichen Rahmenbedingungen ab. Oxidierende Biozide wirken schnell und breit, können aber Korrosion und AOX-Bildung fördern, während nicht oxidierende Biozide gezielter wirken, jedoch Resistenzrisiken bergen. In der Praxis wird häufig ein kombinierter oder alternierender Einsatz gewählt, um Wirksamkeit und Materialschutz auszubalancieren.
Betreiber müssen gemäß 42. BImSchV und VDI 2047 Blatt 2 alle Biozidzugaben (Art, Menge, Zeitpunkt) im Betriebstagebuch erfassen und den Zusammenhang mit mikrobiologischen Befunden dokumentieren. Seit 2023 überprüfen ö.b.u.v. Sachverständige im Rahmen der Fünfjahresprüfung, ob das Minimierungsgebot eingehalten und alternative Verfahren geprüft wurden. Diese Anforderungen sollen Transparenz, Nachvollziehbarkeit und kontinuierliche Verbesserung des Anlagenbetriebs sicherstellen.