DE102019103299A1

DE102019103299A1 - Disinfection process for an evaporative cooling system and evaporative cooling system with a corresponding disinfection device

Info

Publication number: DE102019103299A1
Application number: DE102019103299.7A
Authority: DE
Inventors: Otto Andreas Theobald
Original assignee: Watch Ind Waters GmbH; Watch Industrial Waters GmbH
Current assignee: Watch Ind Waters GmbH; Watch Industrial Waters GmbH
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2020-08-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Desinfektionsverfahren für eine Verdunstungskühlanlage sowie eine Verdunstungskühlanlage mit einer entsprechenden Desinfektionsvorrichtung. Erfindungsgemäß wird Biozid mit hoher Konzentration gezielt und lokal bei einem Tropfenabscheider und / oder einem Füllkörper und / oder einem Wärmetauscher einer Verdunstungskühlanlage zum Einsatz gebracht.The present invention relates to a disinfection method for an evaporative cooling system and an evaporative cooling system with a corresponding disinfection device. According to the invention, biocide with high concentration is used in a targeted and local manner in a droplet separator and / or a packing and / or a heat exchanger of an evaporative cooling system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Desinfektionsverfahren für eine Kühlanlage sowie eine Kühlanlage mit einer entsprechenden Desinfektionsvorrichtung.The present invention relates to a disinfection method for a cooling system and a cooling system with a corresponding disinfection device.

Kühlanlagen, wie z.B. Verdunstungskühlanlagen, werden eingesetzt, um Wärmelasten, z.B. aus technischen Prozessen, an die Umgebung abzuführen. Dazu wird Wasser in direkten Kontakt zur Luft gebracht. Grundsätzlich besteht bei allen Technologien, bei denen Wasser in einen Luftstrom geleitet wird, die Neigung zur Aerosolbildung. Trotz des Einsatzes von Tropfenabscheidern können Tröpfchen von der Fortluft mitgerissen werden und in die Umgebung gelangen.Cooling systems, e.g. Evaporative cooling systems are used to reduce heat loads, e.g. from technical processes to the environment. To do this, water is brought into direct contact with the air. In principle, all technologies in which water is fed into an air stream tend to form aerosols. Despite the use of droplet eliminators, droplets can be carried away by the exhaust air and get into the environment.

Verdunstungskühlanlagen bieten aufgrund der Systembedingungen (Feuchtigkeit, Wärme, Nährstoffangebot, besiedelbare Oberflächen) ideale Vermehrungsbedingungen für Mikroorgansimen.Due to the system conditions (moisture, heat, nutrient supply, colonizable surfaces), evaporative cooling systems offer ideal conditions for microorganisms to multiply.

Da zum Erreichen der Kühlleistung thermodynamisch bedingt eine möglichst intensive Wechselwirkung zwischen der Luft und dem zu kühlenden Wasser erreicht werden muss, werden in Verdunstungskühlanlagen Füllkörper eingebracht, welche eine entsprechend hohe spezifische Oberfläche aufweisen müssen (bis >200 m²/m³). Selbst in kleinen Verdunstungskühlanlagen bis 5 MW Leistung steht durch die Füllkörper eine Oberfläche von durchaus über 3.000 m² zur Verfügung.Since, for thermodynamic reasons, the most intensive interaction between the air and the water to be cooled must be achieved in order to achieve the cooling capacity, fillers are introduced into evaporative cooling systems, which must have a correspondingly high specific surface (up to> 200 m ² / m ³ ). Even in small evaporative cooling systems with a capacity of up to 5 MW, the filler bodies provide a surface area of well over 3,000 m ² .

Flächenmäßig ist der Füllkörper damit in jeder Verdunstungskühlanlage das dominierende Bauteil. Die anderen Einbauten einer Verdunstungskühlanlage, die von Kühlwasser benetzt werden (Kühlturmseitenwände, Kühlturmwanne, Rohrleitungen, Wärmetauscher), liegen flächenmäßig weit darunter, bei etwa 10 bis 15 Prozent.In terms of surface area, the filler body is therefore the dominant component in every evaporative cooling system. The other built-in components of an evaporative cooling system that are wetted by cooling water (cooling tower side walls, cooling tower trough, pipes, heat exchangers) are far below that, at around 10 to 15 percent.

Diese hohe spezifische Oberfläche einer Verdunstungskühlanlage, vor allem bedingt durch die Füllkörper, bietet viel Platz für die bakterielle Besiedelung (Biofilm). So findet man ähnlich aufgebaute Systeme auch für die biologische Abwasseraufbereitung. Während bei diesen Systemen (Feststoffreaktoren) aus der Besiedelung mit Mikroorganismen der verfahrenstechnische Nutzen resultiert, stellt in Verdunstungskühlanlagen die Besiedelung ein hygienisches Problem dar, da aufgrund des hohen Wärmeeintrags ein günstiges Temperaturniveau für die Entwicklung von potentiell pathogenen Keimen, insbesondere für Legionellen, erreicht wird.This high specific surface of an evaporative cooling system, mainly due to the packing, offers a lot of space for bacterial colonization (biofilm). Systems with a similar structure can also be found for biological wastewater treatment. While in these systems (solid reactors) the colonization with microorganisms results in the procedural benefit, in evaporative cooling systems the colonization is a hygienic problem, since a favorable temperature level for the development of potentially pathogenic germs, especially legionella, is achieved due to the high heat input.

Mit dem Luftstrom mitgerissene Wassertröpfchen oder mitgerissene Partikel des Biofilms können trotz bzw. , wie nachfolgend erläutert wird, gerade wegen des Tropfenabscheiders als Bioaerosole ins Freie gelangen.Water droplets or particles of the biofilm entrained with the air flow can get into the open as bioaerosols despite or, as will be explained below, precisely because of the droplet separator.

Diese Bioaerosole können in ihrer mikrobiologischen Last auch Legionellen beinhalten. Diese stellen ein gesundheitliches Risiko dar, da sie im Falle des Einatmens Ursache für schwere, manchmal letale Lungenentzündungen sein können.These bioaerosols can also contain legionella in their microbiological load. These pose a health risk because if inhaled they can be the cause of severe, sometimes fatal, pneumonia.

Aufgrund von durch Verdunstungskühlanlagen induzierten Legionellenausbrüchen in Ulm und Warstein wurde im Rahmen der Verkehrssicherungspflicht technischer Anlagen die VDI Richtlinie 2047-2 zum hygienegerechten Betrieb von Verdunstungskühlanlagen sowie die 42. Bundesimmissionsschutzverordnung (Verordnung über Verdunstungskühlanlagen, Kühltürme und Nassabscheider - 42. BlmSchV) erlassen.Due to legionella outbreaks in Ulm and Warstein induced by evaporative cooling systems, the VDI guideline 2047-2 for the hygienic operation of evaporative cooling systems and the 42nd Federal Immission Control Ordinance (ordinance on evaporative cooling systems, cooling towers and wet separators - 42nd BlmSchV) were issued as part of the traffic safety obligation of technical systems.

Aufgrund der beschriebenen Systembedingungen erfolgt in Verdunstungskühlanlagen immer eine bakterielle Besiedelung des Wasserkörpers und insbesondere der kühlwasserbenetzten Grenzflächen durch Ausbildung von Biofilmen.Due to the system conditions described, there is always bacterial colonization of the body of water in evaporative cooling systems and, in particular, of the interfaces wetted with cooling water through the formation of biofilms.

Inwieweit diese bakterielle Besiedelung auch von pathogenen Arten wie Legionella spp. und Pseudomonas aeruginosa durchsetzt ist, lässt sich jedoch nur über entsprechende mikrobiologische Untersuchungen feststellen.To what extent this bacterial colonization is also carried out by pathogenic species such as Legionella spp. and Pseudomonas aeruginosa is permeated, but can only be determined by appropriate microbiological tests.

Aus den System- und Betriebsbedingungen abzuleiten, ein System sei in hygienisch einwandfreiem Zustand, ist unmöglich, da äußerst saubere Systeme durchaus eine hohe Legionellenbelastung aufweisen können und äußerst verschmutzte Systeme durchaus auch frei von Legionellen sein können.It is impossible to deduce from the system and operating conditions that a system is in a hygienically perfect condition, since extremely clean systems can definitely have a high level of Legionella and extremely dirty systems can also be free from Legionella.

Der Betreiber hat also gemäß der vorliegenden Untersuchungsergebnisse entsprechende Maßnahmen zu treffen, um einen möglichst hygienegerechten Betrieb zu gewährleisten und die Anforderungen der 42. BImSchV einzuhalten.The operator must therefore take appropriate measures in accordance with the available test results in order to guarantee operation that is as hygienic as possible and to comply with the requirements of the 42nd BImSchV.

Auch wenn in der VDI-Richtlinie 2047-2 (Januar 2019) in Abschnitt 5.3 ausgeführt ist, dass auf die Verwendung von Bioziden, wann immer möglich, zu verzichten ist, werden in den allermeisten Fällen dem Kühlwasser Biozide zugesetzt, weil kaum andere betriebstechnischen Möglichkeiten zur Verfügung stehen, die Schadorganismen anderweitig zu verhindern.Even if Section 5.3 of VDI guideline 2047-2 (January 2019) states that the use of biocides should be avoided whenever possible, in the vast majority of cases biocides are added to the cooling water because there are hardly any other operational options are available to prevent the harmful organisms in other ways.

Nach den Erfahrungen der letzten Jahre muss jedoch festgestellt werden, dass die Behandlung des Kühlwassers mit Bioziden nicht immer den gewünschten Erfolg hinsichtlich einer zuverlässigen, effektiven und nachhaltigen Reduktion der Legionellenbelastung erbracht hat. Die Gründe hierfür sind mannigfaltig und umfassen beispielsweise:

Viele der eingesetzten Biozide erreichen aufgrund der hohen Verdünnung durch das Kühlwasserwasservolumen nicht die minimale mikrobiozide Konzentration (MMK). Zudem werden viele der eingesetzten Biozide zu schnell verbraucht bzw. verlieren zu schnell ihre Wirksamkeit, beispielsweise durch eine sehr rasche Zehrung oder einen hohen Eiweißfehler nicht-spezifischer organischer Biozide aufgrund von Schmutzstoffen im System (insbesondere durch Biofilme und Sedimente).

Based on the experience of recent years, however, it must be stated that the treatment of the cooling water with biocides has not always produced the desired success in terms of a reliable, effective and sustainable reduction in legionella contamination. The reasons for this are manifold and include, for example:

Many of the biocides used do not achieve the minimum microbicidal concentration (MMK) due to the high dilution by the cooling water volume. In addition, many of the biocides used are consumed too quickly or lose their effectiveness too quickly, for example due to very rapid consumption or a high protein defect in non-specific organic biocides due to contaminants in the system (especially due to biofilms and sediments).

Zudem werden viele der eingesetzten Biozide zu schnell inaktiviert, beispielsweise durch eine zu rasche Hydrolyse organischer Biozide bei einem hohen pH-Wert und/oder einer hohen Kühlwassertemperatur (betrifft beispielsweise das Biozid 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid (DBNPA)),
Darüber hinaus ist der (vorwiegend leicht alkalische) pH-Wert des Kühlwassers für den Einsatz von Bioziden meist ungünstig, da bei einem derartigen pH-Wert das Dissoziationsgleichgewicht insbesondere bei halogenhaltigen Bioziden in Richtung einer nicht biozidal wirkenden Komponente verschoben ist (z.B. pH-Wert abhängiges Gleichgewicht Hypochlorige Säure (wirksam) / Hypochlorit (weitgehend unwirksam).In addition, many of the biocides used are inactivated too quickly, for example through too rapid hydrolysis of organic biocides at a high pH value and / or a high cooling water temperature (for example, the biocide 2,2-dibromo-2-cyanoacetamide (DBNPA)),
In addition, the (predominantly slightly alkaline) pH value of the cooling water is usually unfavorable for the use of biocides, since at such a pH value the dissociation equilibrium is shifted in the direction of a non-biocidal component (e.g. pH-dependent), especially with halogen-containing biocides Balance hypochlorous acid (effective) / hypochlorite (largely ineffective).

Auch die Eigenschaften der abzutötenden Bakterien erschweren die Desinfektion von Verdunstungskühlanlagen. Insbesondere das Potential der Bakterien zur Ausbildung von EPS (Extrazellulären Polymeren Substanzen), welche auf kühlwasserbenetzten Oberflächen als Biofilm wahrgenommen werden können, verringert die Effektivität der Biozide. Die Fähigkeit zur EPS-Bildung ist bei vielen Mikroorganismen genetisch vorhanden. Die Ausprägung/Nutzung dieser Eigenschaft ist umweltabhängig - als Adaption an das Habitat. Der Biofilm stellt somit eine ausgezeichnete Schutzgemeinschaft dar, die allen seinen Bewohnern eine deutlich höhere Toleranz gegen Biozide, gegen extreme pH-Werte, gegen Nahrungsmangel und Austrocknung bietet.The properties of the bacteria to be killed also make it difficult to disinfect evaporative cooling systems. In particular, the potential of bacteria to form EPS (extracellular polymer substances), which can be perceived as biofilm on surfaces wetted with cooling water, reduces the effectiveness of the biocides. The ability to form EPS is genetically present in many microorganisms. The expression / use of this property depends on the environment - as an adaptation to the habitat. The biofilm thus represents an excellent protective community that offers all of its residents a significantly higher tolerance against biocides, against extreme pH values, against food shortages and dehydration.

Biozide reichen jedoch bei ökonomisch und ökologisch vertretbaren Einsatzkonzentrationen im Kühlwasser zumeist nicht in diese Biofilme hinein, von denen daher eine entsprechend rasche Wiederverkeimung ausgehen kann (Sägezahnkurve der bakteriellen Belastung).In the case of economically and ecologically justifiable use concentrations in the cooling water, however, biocides usually do not reach into these biofilms, which can therefore lead to a correspondingly rapid recontamination (sawtooth curve of bacterial contamination).

In Verdunstungskühlanlagen kann davon ausgegangen werden, dass nur ein sehr geringer Teil der Bakterien frei im Wasser, also planktonisch, lebt. Der überwiegende Teil (>99%) lebt in Biofilmen, die an Grenzflächen entstehen, welche eine Bakteriendichte bis 10¹¹ kolonienbildende Einheiten (KBE) pro Millimeter erreichen können. Den Aufbau des Biofilms effektiv zu unterbinden, ist daher eine wichtige Voraussetzung für einen nachhaltig hygienegerechten Betrieb von Verdunstungskühlanlagen.In evaporative cooling systems, it can be assumed that only a very small proportion of the bacteria live freely in the water, i.e. planktonic. The majority (> 99%) lives in biofilms that arise at interfaces, which can reach a bacterial density of up to 10 ¹¹ colony-forming units (CFU) per millimeter. Effectively preventing the build-up of the biofilm is therefore an important prerequisite for the sustainable, hygienic operation of evaporative cooling systems.

Bei der Bioziddosierung ins Kühlwasser wird zudem die minimal notwendige Hemmkonzentration (MHK) bzw. die minimale mikrobiozide Konzentration (MMK), insbesondere zur Unterbindung von Biofilmen, in vielen Fällen aufgrund der sehr hohen Verdünnung des Biozids durch das Kühlwasservolumen nicht erreicht. Pathogene wie Legionellen, welche geschützt im Biofilm oder beispielsweise auch in Amöbenzysten vorliegen, sind jedoch nur mit sehr hohen Biozidkonzentrationen wirksam zu bekämpfen.When dosing biocides into the cooling water, the minimum necessary inhibitory concentration (MIC) or the minimum microbicidal concentration (MMK), in particular to prevent biofilms, is in many cases not achieved due to the very high dilution of the biocide by the cooling water volume. Pathogens such as legionella, which are protected in the biofilm or, for example, also in amoebic cysts, can only be effectively combated with very high biocide concentrations.

Hierbei kommt erschwerend hinzu, dass die Legionellen, welche die größte Gefahrenquelle darstellen, offensichtlich schwerer mit Bioziden zu bekämpfen sind als die beispielsweise planktonisch oder in Biofilmen vorhandene bakterielle Begleitflora, so dass sehr oft in Kühlsystemen beobachtet werden kann, dass nach einer Biozidbehandung zwar die Begleitflora zurückgedrängt werden kann, die Legionellenbelastung jedoch bestehen bleibt oder durch den reduzierten Konkurrenzdruck sogar noch ansteigt.To make matters worse, the legionella, which represent the greatest source of danger, are obviously more difficult to control with biocides than the accompanying bacterial flora, for example in planktonic or biofilms, so that it can very often be observed in cooling systems that the accompanying flora after biocide treatment can be pushed back, but the legionella contamination remains or even increases due to the reduced competitive pressure.

Der Kern der vorstehend bezeichneten Probleme der Wirkungsabschwächung eingesetzter Biozide liegt darin, dass die eingesetzten Biozide in das Kühlwasser dosiert werden bzw. im Kühlwasser eingesetzt werden. Die Biozide werden somit nicht spezifisch, sondern global, quasi systemisch, im Gesamtsystem der Verdunstungskühleinlage eingesetzt / zirkuliert.The core of the above-mentioned problems of weakening the effect of the biocides used is that the biocides used are metered into the cooling water or are used in the cooling water. The biocides are therefore not used / circulated specifically, but globally, quasi systemically, in the overall system of the evaporative cooling insert.

Durch die hierbei resultierende Verdünnung (üblicherweise z.B. 1 kg Biozidprodukt auf 10.000 Liter Kühlwasservolumen) werden die erforderlichen Konzentrationen zur Abtötung von Bakterien, insbesondere von Bakterien in Biofilmen, in den allermeisten Fällen nicht erreicht.Due to the resulting dilution (usually e.g. 1 kg biocidal product to 10,000 liters of cooling water volume), the necessary concentrations for killing bacteria, especially bacteria in biofilms, are not achieved in most cases.

Durch hohe pH-Werte des Kühlwassers werden Biozide in der Wirkung abgeschwächt, insbesondere aufgrund ungünstiger Dissoziationsgleichgewichte oxidativer Biozide z.B. bei HCIO/CIO- und HBrO/BrO^- oder einer sehr raschen Hydrolyse (z.B. DBNPA). Auch bei in-situ, d.h. an oder in der Verdunstungskühlanlage selbst, erzeugten Bioziden (Chlordioxid) wird die minimale mikrobiozide Konzentration MMK für Bakterien in Biofilmen aufgrund der Dosierung ins Kühlwasser meist nicht erreicht.The effect of biocides is weakened by high pH values of the cooling water, in particular due to unfavorable dissociation equilibria of oxidative biocides, e.g. with HCIO / CIO and HBrO / BrO ^- or a very rapid hydrolysis (e.g. DBNPA). Even with biocides (chlorine dioxide) generated in-situ, ie on or in the evaporative cooling system itself, the minimum microbiocidal concentration MMK for bacteria in biofilms is usually not achieved due to the dosage in the cooling water.

Die in einer Verdunstungskühlanlage als Biofilm auftretende bakterielle Gesamtbelastung kann in der Praxis enorm sein. Beträgt die Stärke/Ausprägung des Biofilms auf den Füllkörpern auch nur ein 1/100 Millimeter, so errechnet sich daraus ein Biofilmvolumen oder eine Biofilmmasse bei z.B. 3.000 m² Füllkörperfläche von 30 Litern. Wird ein spezifisches Gewicht des Biofilms von etwa 1 kg/Liter angenommen, so entspricht dies etwa 30 kg. Bei bakteriellen Belastungen in Biofilmen bis 10¹¹ KBE/mm kann damit die bakterielle Gesamtbelastung im Biofilm eines Füllkörpers bei bis zu >10¹⁵ KBE liegen.The total bacterial load that occurs as a biofilm in an evaporative cooling system can be enormous in practice. If the thickness / shape of the biofilm on the packing is only 1/100 of a millimeter, a biofilm volume or a biofilm mass of, for example, 3,000 m ² packing area of 30 liters is calculated. If the specific weight of the biofilm is about 1 kg / liter assumed, this corresponds to about 30 kg. In the case of bacterial loads in biofilms up to 10 ¹¹ CFU / mm, the total bacterial load in the biofilm of a packing can be up to> 10 ¹⁵ CFU.

Wegen der beträchtlichen Schutzwirkung des Biofilms sind die unter konventioneller Dosiertechnik ins Kühlwasser erreichbaren Biozidkonzentrationen nicht hoch genug, um die bakterielle Belastung im Biofilm nachhaltig zu reduzieren oder eliminieren zu können.Because of the considerable protective effect of the biofilm, the biocide concentrations that can be achieved in the cooling water using conventional dosing technology are not high enough to sustainably reduce or eliminate the bacterial load in the biofilm.

In Wallhäusers Praxis der Sterilisation, Desinfektion, Antiseptik und Konservierung (Thieme Verlag) ist dazu z.B. für die Wirksamkeit von Chlor- und Chlorverbindungen ausgeführt, dass auf experimentellen Biofilmen nur die höchste geprüfte Konzentration von 1.000 ppm (freien Chlor) einen Einfluss hatte, während planktonische Kulturen innerhalb von 30 s durch 10 ppm (freien Chlor) komplett eliminiert wurden.In Wallhauser's practice of sterilization, disinfection, antiseptics and preservation (Thieme Verlag), e.g. For the effectiveness of chlorine and chlorine compounds, stated that on experimental biofilms only the highest tested concentration of 1,000 ppm (free chlorine) had an influence, while planktonic cultures were completely eliminated within 30 s by 10 ppm (free chlorine).

Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Desinfektionsverfahren und Desinfektionsvorrichtungen für Verdunstungskühlanlegen besteht darin, dass biozidhaltiges Kühlwasser verfahrenstechnisch bedingt nur die Füllkörper und natürlich nicht die bereits im Fortluftbereich liegenden Tropfenabscheider erreicht.Another disadvantage of conventional disinfection methods and disinfection devices for evaporative cooling systems is that cooling water containing biocides only reaches the fillers and of course not the droplet separators already in the exhaust air area due to the process technology.

In der Regel befindet sich bei einer Verdunstungskühlanlage der Tropfenabscheider oberhalb der Sprühdüsen, von denen aus das (biozidhaltige) Kühlwasser nach unten, auf die Füllkörper, versprüht wird. Zum Tropfenabscheider gelangen Biozide somit höchstens in Form des Sprühverlusts, damit aber nie in ausreichender Konzentration, um einen biozidalen Effekt auf der Tropfenabscheideroberfläche zu erreichen.In an evaporative cooling system, the droplet separator is usually located above the spray nozzles, from which the (biocide-containing) cooling water is sprayed downwards onto the packing. Biocides therefore reach the droplet separator at most in the form of spray loss, but never in sufficient concentration to achieve a biocidal effect on the droplet separator surface.

Allerdings ist der Tropfenabscheider wegen des Sprühverlusts und der weitgehenden Wasserdampfsättigung der Fortluft zumeist ständig feucht. Zahlreiche Untersuchungen am Phasenkontrastmikroskop haben gezeigt, dass Tropfenabscheider daher stark ausgeprägte Biofilme mit hoher Bakteriendichte aufweisen. Mikrobiologische Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass in diesen Biofilmen auch Legionellen in zum Teil hoher Konzentration vorkommen.However, the droplet separator is mostly constantly moist due to the spray loss and the extensive water vapor saturation of the exhaust air. Numerous examinations on the phase contrast microscope have shown that droplet separators therefore have pronounced biofilms with a high bacterial density. Microbiological laboratory tests have shown that Legionella also occur in these biofilms, sometimes in high concentrations.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der herkömmlichen Bioziddosierung ins Kühlwasser besteht somit darin, dass am Tropfenabscheider, also der letzten Instanz bevor die Fortluft die Verdunstungskühlanlage verlässt, kein Biozid zum Einsatz kommt. Somit werden kritische Bakterienherde mit hohem Freisetzungspotential in die Fortluft bei den herkömmlichen Verfahren gar nicht oder nur ungenügend mit Biozid behandelt.Another major disadvantage of conventional biocide dosing into the cooling water is that no biocide is used on the droplet separator, i.e. the last instance before the exhaust air leaves the evaporative cooling system. Thus, critical bacterial foci with a high release potential into the exhaust air are not treated with biocide at all or only inadequately with conventional methods.

Biofilme auf Tropfenabscheidern sind aber besonders gefährlich, weil sich eine davon ausgehende Legionellen-Emission der analytischen Kontrolle entzieht (untersucht wird hierbei meist nur das Kühlwasser und nicht die Fortluft), die mikrobiologische Last der Tropfenabscheider bei Starkregen ins Kühlwasser gelangen kann, bei drehzahlgeregelten Ventilatoren die Luftströmung im Tropfenabscheider so hoch werden kann, dass die Kräfte der vorbeiströmenden Luft größer als die Adhäsionskräfte der Bakterien werden, so dass die Bakterien von der Fortluft mitgerissen werden. Ferner führt die Dynamik des Biofilms (Gleichgewicht zwischen Zuwachs und Abbau) dazu, dass Biofilmpartikel mit sehr hoher bakterieller Last freigesetzt werden können und zudem aus dem Biofilm jederzeit einzelne Zellen, beispielsweise Legionellen, freigesetzt werden, die sich andernorts erneut ansiedeln und einen neuen Biofilm bilden (soweit sie bei der Freisetzung nicht vom Luftstrom der Fortluft mitgerissen und aus der Verdunstungskühlanlage getragen werden).Biofilms on droplet eliminators are particularly dangerous because legionella emissions from them cannot be analyzed analytically (usually only the cooling water and not the exhaust air is examined), the microbiological load of the droplet separator can get into the cooling water in heavy rain, and in the case of speed-controlled fans the The air flow in the droplet separator can become so high that the forces of the air flowing past are greater than the adhesive forces of the bacteria, so that the bacteria are carried away by the exhaust air. Furthermore, the dynamics of the biofilm (balance between growth and degradation) means that biofilm particles with a very high bacterial load can be released and that individual cells, such as legionella, are released from the biofilm at any time, which colonize again elsewhere and form a new biofilm (as long as they are not carried away by the exhaust air flow and carried out of the evaporative cooling system when released).

Selbst die in hygienischer Hinsicht erfolgreiche Behandlung des Kühlwassers mit Biozid stellt also höchstens einen Teilerfolg dar, da die bakterielle Belastung der Tropfenabscheider hiervon unberührt bleibt und somit von der herkömmlichen BiozidBehandlung quasi ausgeklammert bleibt. Dies kann gefährlich sein, da sich die verantwortlichen Betreiber einer Verdunstungskühlanlage in der Sicherheit wiegen, bei analytisch nachgewiesenem, hygienisch einwandfreiem Kühlwasser sei automatisch auch die Fortluft in hygienischer Hinsicht einwandfrei, was jedoch mit Nichten der Fall ist, wenn die Fortluft durch die mikrobiologische Last aus dem Biofilm des Tropfenabscheiders kontaminiert wird.Even the hygienically successful treatment of the cooling water with biocide is at most a partial success, since the bacterial load on the droplet separators remains unaffected and is therefore virtually excluded from conventional biocide treatment. This can be dangerous because the responsible operators of an evaporative cooling system are in the certainty that with analytically proven, hygienically perfect cooling water, the exhaust air is automatically also perfectly hygienic, which is by no means the case if the exhaust air is caused by the microbiological load the biofilm of the droplet separator is contaminated.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Probleme des Stands der Technik abzumildern oder zu beheben und insbesondere ein Desinfektionsverfahren und eine zugehörige Vorrichtung bereit zu stellen, mittels dem / der die bakterielle Belastung einer Kühlanlage, insbesondere einer Verdunstungskühlanlage und / oder eines Verdunstungsverflüssigers, sicher und wirtschaftlich reduziert oder gar eliminiert werden kann.The present invention is therefore based on the object of alleviating or eliminating the problems of the prior art and, in particular, of providing a disinfection method and an associated device by means of which the bacterial load on a cooling system, in particular an evaporative cooling system and / or an evaporative condenser, can be safely and economically reduced or even eliminated.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Kühlanlage nach Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a method according to claim 1 and a cooling system according to claim 6. Advantageous further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Desinfektion einer Kühlanlage umfasst den Schritt: gezieltes bzw. direktes Aufbringen, vorzugsweise durch Sprühen, einer Biozidlösung auf mindestens einen Tropfenabscheider und / oder mindestens einen Füllkörper und / oder mindestens einen Wärmetauscher der Kühlanlage. Die Biozidlösung wird hierbei separat von etwaigem ebenfalls ausgebrachtem Kühlwasser ausgebracht. Der mindestens eine Wärmetauscher ist hierbei vorzugsweise ein Rohrbündelwärmetauscher. Rohrbündelwärmetauscher kommen insbesondere bei Verdunstungsverflüssigern zum Einsatz. Bei Verdunstungsverflüssigern kondensiert in dem Wärmetauscher bzw. Rohrbündelwärmetauscher meist Ammoniak. Verdunstungskühlanlagen und Verdunstungsverflüssiger sind Kühlanlagen im Sinne der vorliegenden Erfindung.A method according to the invention for disinfecting a cooling system comprises the step: targeted or direct application, preferably by spraying, of a biocide solution to at least one droplet separator and / or at least one packing and / or at least one heat exchanger of the cooling system. The biocide solution is applied separately from any Cooling water applied. The at least one heat exchanger is preferably a tube bundle heat exchanger. Shell and tube heat exchangers are used in particular in evaporative condensers. In the case of evaporative condensers, ammonia usually condenses in the heat exchanger or tube bundle heat exchanger. Evaporative cooling systems and evaporative condensers are cooling systems for the purposes of the present invention.

Da in der Regel über 99% der Bakterien in wasserführenden Systemen in Biofilmen gebunden sind und die größte besiedelbare Fläche mit ca. 85- 90% der Gesamtfläche der Tropfenabscheider darstellt, gelingt eine effektive Desinfektion der Tropfenabscheider, der Füllkörper und letztlich des Gesamtsystems der Verdunstungskühlanlage nur, wenn die Verdünnung der Biozide durch die i.d.R. hohe Kühlwassermenge unterbunden wird und das Biozid die Tropfenabscheider und / oder die Füllkörper in einer ausreichenden Konzentration erreicht.As more than 99% of the bacteria in water-carrying systems are usually bound in biofilms and the droplet separators represent the largest colonizable area with approx. 85-90% of the total area, only effective disinfection of the droplet separators, the packing and ultimately the entire system of the evaporative cooling system is possible , if the dilution of the biocides by the usually high amount of cooling water is prevented and the biocide reaches the droplet separators and / or the packing in a sufficient concentration.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem oberhalb der Tropfenabscheider und / oder der Füllkörper eine Sprüheinrichtung bzw. ein Biozid-Sprühsystem vorgesehen ist, mit welcher/m Biozid, in bis zu ca. 500-fach höherer Konzentration als bei einer konventionellen Bioziddosierung im Kühlwasser erreichbar, direkt / gezielt auf die Tropfenabscheider und / oder Füllkörper gesprüht wird.According to the invention, this is achieved in that a spray device or a biocide spray system is provided above the droplet separator and / or the packing, with which biocide can be achieved in up to approx. 500 times higher concentration than with conventional biocide metering in the cooling water, is sprayed directly / specifically onto the droplet eliminator and / or packing.

Durch das direkte bzw. gezielte Aufbringen des hochkonzentrierten Biozids an genau den Orten, an denen die Bakterienbelastung am höchsten ist (Tropfenabscheider und / oder Füllkörper) kann somit mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer gleichbleibenden eingesetzten Biozidmenge die Desinfektionsleistung des Biozids gegenüber der konventionellen Anwendung des Biozids im Kühlwasser signifikant gesteigert werden und nach erfolgreichem Behandlungsverlauf die Biozidmenge für den zukünftigen Betrieb deutlich reduziert werden.Through the direct or targeted application of the highly concentrated biocide at exactly the places where the bacterial load is highest (droplet separator and / or filler), the disinfection performance of the biocide can be achieved by means of a method according to the invention with a constant amount of biocide used compared to the conventional use of the biocide in the cooling water can be significantly increased and after a successful course of treatment the amount of biocide for future operation can be significantly reduced.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Biozidlösung in einem zusätzlichen Verfahrensschritt mindestens ein oberflächenaktives Tensid oder auch mehrere oberflächenaktive Tenside zugesetzt / zugeführt werden.It has proven to be advantageous if at least one surface-active surfactant or also several surface-active surfactants are added / supplied to the biocide solution in an additional process step.

Durch den Einsatz von oberflächenaktiven Tensiden kann die Benetzung der Oberflächen des mindestens einen Tropfenabscheiders und / oder Füllkörpers, auf den die Biozidlösung aufgebracht wird, verbessert werden.By using surface-active surfactants, the wetting of the surfaces of the at least one droplet separator and / or filler body to which the biocide solution is applied can be improved.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in einem zusätzlichen Verfahrensschritt der pH-Wert der Biozidlösung auf einen pH-Wert eingestellt wird, bei dem die Biozidwirkung des in der Biozidlösung enthaltenden Biozids optimal oder maximal ist. Hierbei wird der pH-Wert beispielsweise in Abhängigkeit von der Dissoziationskonstante bzw. des Dissoziationsgleichgewichts des eingesetzten Biozids auf einen pH-Wert eingestellt, bei welchem das Biozid überwiegend als biozidal wirksame Komponente vorliegt (beispielsweise pH-Wert-abhängiges Gleichgewicht Hypochlorige Säure (biozidal wirksam) / Hypochlorit (weitgehend biozidal unwirksam)).Furthermore, it has proven to be advantageous if, in an additional process step, the pH value of the biocide solution is adjusted to a pH value at which the biocidal effect of the biocide contained in the biocide solution is optimal or maximum. Here, the pH value is set, for example, depending on the dissociation constant or the dissociation equilibrium of the biocide used, to a pH value at which the biocide is predominantly present as a biocidally active component (e.g. pH-value-dependent equilibrium hypochlorous acid (biocidal active) / Hypochlorite (largely biocidal ineffective)).

Die Einstellung des optimalen pH-Werts erfolgt meist durch das Zuführen einer Säure, da das für die Biozidlösung verwendete Wasser oftmals zu alkalisch ist oder einen pH-Wert außerhalb des Wirkungsoptimums aufweist, bzw. das eingesetzte Biozid selbst als Konzentrat alkalisch eingestellt ist und erst nach pH-Wert-Absenkung zur Wirkung kommt. Grundsätzlich könnte die Einstellung des pH-Werts aber auch durch das Zuführen einer Base erfolgen.The optimal pH value is usually set by adding an acid, since the water used for the biocide solution is often too alkaline or has a pH value outside of the optimum effect, or the biocide used itself is made alkaline as a concentrate and only afterwards Lowering the pH value comes into effect. In principle, the pH could also be adjusted by adding a base.

Vorzugsweise wird die Biozidlösung durch das Verdünnen eines Biozidkonzentrats mit Wasser / Verdünnungswasser erzeugt.The biocide solution is preferably produced by diluting a biocide concentrate with water / dilution water.

Erfindungsgemäß erfolgt der Einsatz des Biozids in der Biozidlösung lokal gezielt und mit einer gegenüber der herkömmlichen Methode erhöhten Konzentration unter optimalen pH-Wert-Verhältnissen.According to the invention, the biocide is used in the biocide solution in a locally targeted manner and with a concentration that is higher than that of the conventional method under optimal pH value ratios.

Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Konzentration des Biozids in der Biozidlösung auf einen Bereich, eingestellt wird, in dem eine nachhaltige Reduktion insbesondere des Biofilms in der Kühlanlage durch das mit dieser Konzentration dosierte bzw. ausgebrachte Biozid erreicht wird.It has been found to be advantageous if, in a method according to the invention, the concentration of the biocide in the biocide solution is set to a range in which a sustainable reduction, in particular of the biofilm in the cooling system, is achieved by the biocide dosed or applied with this concentration .

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn vor dem gezielten, vorzugsweise stoßweisen, Aufbringens einer Biozidlösung im Verfahrensfluss die nachstehenden zusätzlichen Schritte ausgeführt werden: Abstellen der Kühlanlage (1) bzw. der Verdunstungskühlanlage bzw. Verdunstungskühlzelle, vorzugsweise einer Kühlwasserumwälzung und / oder eines Ventilators der Kühlanlage, und Einhalten einer Wartezeit von 1 bis 10 Minuten, vorzugsweise von 2 bis 8 Minuten, insbesondere von 2 bis 7 Minuten, besonders bevorzugt von 2 bis 5 Minuten oder von 1 bis 3 Minuten. In anderen Worten wird somit bevor über die Sprüheinrichtung(en) der Biozidstoß einsetzt, vorzugsweise eine mehrminütige Wartezeit (von insbesondere ca. 2-5 Minuten) eingehalten, in der etwaiges an den Füllkörpern oder auch am Tropfenabscheider oder am Wärmetauscher anhaftendes Kühlwasser von den Füllkörpern oder dem Tropfenabscheider oder dem Wärmetauscher abgelaufen ist. Danach beginnt die Bioziddosierung. Durch die Wartezeit kann eine unerwünschte Verdünnung der eingesetzten Biozidlösung durch etwaiges an den Füllkörpern oder auch am Tropfenabscheider oder am Wärmetauscher anhaftendes Kühlwasser unterbunden werden. Die Dauer der Wartezeit ist variabel und richtet sich beispielsweise nach dem eingesetzten Biozid sowie der Geometrie bzw. Oberflächenstruktur oder der Größe der Oberfläche der Füllkörper und / oder des Tropfenabscheiders und / oder des Wärmetauschers. Allgemein gesagt wird die Dauer der Wartezeit auf eine Zeitdauer eingestellt, welche erforderlich ist, dass etwaiges an den Füllkörpern oder auch am Tropfenabscheider anhaftendes Kühlwasser in ausreichendem Maße von diesen abgetropft ist, um den Einsatz der Biozidlösung nicht negativ zu beeinflussen.Furthermore, it has proven to be advantageous if the following additional steps are carried out before the targeted, preferably intermittent, application of a biocide solution in the process flow: Shutting down the cooling system ( 1 ) or the evaporative cooling system or evaporative cooling cell, preferably a cooling water circulation and / or a fan of the cooling system, and observing a waiting time of 1 to 10 minutes, preferably 2 to 8 minutes, in particular 2 to 7 minutes, particularly preferably 2 to 5 Minutes or from 1 to 3 minutes. In other words, before the biocide surge occurs via the spray device (s), a waiting time of several minutes (in particular approx. 2-5 minutes) is observed in which any cooling water adhering to the packing or also to the droplet separator or to the heat exchanger is removed from the packing or the droplet separator or the heat exchanger has expired. Then the biocide metering begins. The waiting time can result in undesirable dilution of the biocide solution used by any cooling water adhering to the packing or also to the droplet separator or to the heat exchanger be prevented. The duration of the waiting time is variable and depends, for example, on the biocide used and on the geometry or surface structure or the size of the surface of the packing and / or the droplet separator and / or the heat exchanger. Generally speaking, the duration of the waiting time is set to a period of time which is necessary so that any cooling water adhering to the packing elements or also to the droplet separator has dripped off sufficiently so as not to adversely affect the use of the biocide solution.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Kühlanlage mit mindestens einer Desinfektionsvorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, vorzugsweise durch Sprühen, eine Biozidlösung auf mindestens einen Tropfenabscheider und / oder mindestens einen Füllkörper und / oder mindestens einen Wärmetauscher der Kühlanlage auszubringen, wobei die mindestens eine Desinfektionsvorrichtung vorzugsweise über dem mindestens einen Tropfenabscheider und / oder über dem mindestens einen Füllköper und / oder dem mindestens einen Wärmetauscher der Kühlanlage in der Kühlanlage angeordnet ist. Die mindestens eine Desinfektionsvorrichtung ist fluidisch getrennt und / oder separat zu einer Kühlwasserausbringvorrichtung ausgebildet.Furthermore, the present invention relates to a cooling system with at least one disinfection device, which is designed, preferably by spraying, to apply a biocide solution to at least one droplet separator and / or at least one packing and / or at least one heat exchanger of the cooling system, the at least one disinfection device preferably via the at least one droplet separator and / or above the at least one filling body and / or the at least one heat exchanger of the cooling system is arranged in the cooling system. The at least one disinfection device is fluidically separated and / or designed separately from a cooling water dispensing device.

Die Kühlanlage kann hierbei beispielsweise eine Verdunstungskühlanlage oder eine Kühlzelle oder ein Verdunstungsverflüssiger vorzugsweise mit einem Rohrbündelwärmetauscher sein. Die Kühlanlage kann aber auch eine andere Ausgestaltung haben.The cooling system can be, for example, an evaporative cooling system or a cooling cell or an evaporative condenser, preferably with a tube bundle heat exchanger. The cooling system can, however, also have a different configuration.

Die Kühlanlage kann einen oder mehrere saugende oder drückende Axialventilatoren oder drückende Radialventilatoren aufweisen.The cooling system can have one or more sucking or pressing axial fans or pressing radial fans.

Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die mindestens eine Desinfektionsvorrichtung eine Sprüheinrichtung, insbesondere in Form von mindestens einem perforierten Sprühschlauch und / oder mindestens einer vorzugsweise beweglichen, z.B. über die Fläche der Tropfenabscheider hinweg fahrbaren, Düse aufweist, mittels der die Biozidlösung gezielt auf den mindestens einen Tropfenabscheider und / oder den mindestens einen Füllkörper der Kühlanlage ausbringbar ist. Vorzugsweise sind mehrere Düsen vorgesehen.It has proven to be advantageous here if the at least one disinfection device has a spray device, in particular in the form of at least one perforated spray hose and / or at least one preferably movable, e.g. has a nozzle which can be moved over the surface of the droplet separator and by means of which the biocide solution can be applied in a targeted manner to the at least one droplet separator and / or the at least one filler body of the cooling system. A plurality of nozzles are preferably provided.

Vorzugsweise weist die Kühlanlage weiterhin eine pH- Wert-Messeinrichtung und / oder eine pH- Wert- Steuer- oder Regeleinrichtung auf, mittels welcher der pH-Wert der Biozidlösung gemessen und / oder gesteuert oder geregelt werden kann, um so einen für die Biozidwirkung optimalen pH-Wert der Biozidlösung zu erreichen.The cooling system preferably also has a pH value measuring device and / or a pH value control or regulating device, by means of which the pH value of the biocide solution can be measured and / or controlled or regulated so as to be optimal for the biocide effect To achieve the pH of the biocide solution.

Die Biozidlösung wird vorzugsweise in / bei der Kühlanlage durch das Verdünnen eines Biozidkonzentrats mit Wasser / Verdünnungswasser erzeugt. Die Kühlanlage weist hierfür eine designierte Leitung (Verdünnungswasserleitung) für Verdünnungswasser auf, welches bei der Dosierung der Biozidlösung in einer Dosierstation der Kühlanlage zum Einsatz kommt.The biocide solution is preferably generated in / at the cooling system by diluting a biocide concentrate with water / dilution water. For this purpose, the cooling system has a designated line (dilution water line) for dilution water, which is used when dosing the biocide solution in a dosing station of the cooling system.

Vorzugsweise befinden sich in der Leitung für Verdünnungswasser eine Durchflussmesseinrichtung und ein Stellventil zur Steuerung oder Regelung des Durchflusses in der Leitung für Verdünnungswasser, wobei das Stellventil in Abhängigkeit eines Messergebnisses der Durchflussmesseinrichtung steuerbar oder regelbar ist. Die für die Biozidlösung eingesetzte Wassermenge und somit die Biozidkonzentration der Biozidlösung kann also jederzeit flexibel angepasst bzw. gesteuert oder geregelt werden.A flow measuring device and a control valve for controlling or regulating the flow in the line for dilution water are preferably located in the line for dilution water, the control valve being controllable or regulatable as a function of a measurement result of the flow measuring device. The amount of water used for the biocide solution and thus the biocide concentration of the biocide solution can therefore be flexibly adjusted or controlled or regulated at any time.

Weiterhin weist die Kühlanlage Leitungen für die Biozidlösung auf, welche zu der mindestens einen Sprüheinrichtung oberhalb der Tropfenabscheider und/oder zu der mindestens einen Sprüheinrichtung oberhalb der Füllkörper oder ggf. zu beiden Sprüheinrichtungen führen. Falls z.B. eine äußerst starke Biofilmbildung sowohl am Füllkörper als auch am Tropfenabscheider zu besorgen ist - z.B. bei Lebensmittelbetrieben mit Eintrag von Proteinen, ist es vorteilhaft, oberhalb des Füllkörpers sowie oberhalb des Tropfenabscheiders jeweils eine Sprüheinrichtung vorzusehen.Furthermore, the cooling system has lines for the biocide solution, which lead to the at least one spray device above the droplet separator and / or to the at least one spray device above the packing or, if necessary, to both spray devices. If e.g. an extremely strong biofilm formation is to be expected on both the packing and the droplet separator - e.g. In the case of food operations with the introduction of proteins, it is advantageous to provide a spray device above the filler and above the droplet separator.

Ist auf der Tropfenabscheideroberfläche (in seltenen Fällen) keine Biofilmbildung zu besorgen, kann auch nur oberhalb der Füllkörper und / oder des Wärmetauschers eine Sprüheinrichtung eingebracht werden.If there is no biofilm formation to worry about on the droplet separator surface (in rare cases), a spray device can only be installed above the packing and / or the heat exchanger.

Das von einer oberhalb des Tropfenabscheiders eingebrachte Biozid fließt zunächst über die die Tropfenabscheideroberflächen und gelangt dann, vorzugsweise der Schwerkraft folgend, auf die Füllkörper, benetzt diese und hat dabei, je nach bereits bewirkter Sauberkeit der Tropfenabscheider aus vorangegangenen Desinfektionen, immer noch eine bis zu 500-fach höhere Biozid-Konzentration als bei konventioneller Bioziddosierung ins Kühlwasser.The biocide introduced above the droplet separator first flows over the droplet separator surfaces and then, preferably following the force of gravity, reaches the filler bodies, wets them and, depending on the cleanliness of the droplet separators from previous disinfections, still has up to 500 - times higher biocide concentration than with conventional biocide dosing in the cooling water.

Von den Füllkörpern abtropfendes und noch nicht abreagiertes Biozid wird in einem Auffangbehältnis, beispielsweise in der Wanne der Verdunstungskühlanlage (früher Kühlturmtasse genannt) oder in einem Kühlwasserbecken unterhalb des Verdunstungskühlers, aufgefangen und steht daraufhin nach einer Wiederinbetriebnahme der Verdunstungskühlanlage bzw. Kühlzelle zur Desinfektion des restlichen Systems, also der planktonischen Bakterien des Kühlwassers, der Leitungen, Wärmetauscher, etc. wie bei einer konventionellen Biozidbehandlung zur Verfügung.Biocide that drips off the packing and has not yet reacted is collected in a collecting container, for example in the trough of the evaporative cooling system (formerly known as the cooling tower cup) or in a cooling water basin below the evaporative cooler, and is then available to disinfect the rest of the system after the evaporative cooling system or cooling cell is restarted , i.e. the planktonic bacteria in the cooling water, pipes, heat exchangers, etc. as with conventional biocide treatment.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit einen wirtschaftlichen und nachhaltigen Umgang mit den eingesetzten Biozidmengen.The present invention thus enables economical and sustainable handling of the amounts of biocide used.

Die vorliegende Erfindung bietet unter Anderem die folgenden Vorteile:

Die (dringend notwendige) Desinfektion der Tropfenabscheider wird ermöglicht.

The present invention offers the following advantages, among others:

The (urgently needed) disinfection of the droplet eliminators is made possible.

Zudem erfolgt eine effektive (Biofilm-)Desinfektion des Füllkörpers (also ca. 90% der besiedelbaren Oberflächen einer Verdunstungskühlanlage) durch den Einsatz von Biozid mit einer entsprechend hohen Biozid-Konzentration (bis zu 500-facher Konzentration) bei gleicher Biozid-Einsatzmenge im Vergleich zu konventioneller Bioziddosierung ins Kühlwasser. Erfindungsgemäß wird das Biozid somit mit einer gegenüber der herkömmlichen Biozidverabreichung bis zu 500-fach erhöhten Konzentration zielgerichtet und lokal eingesetzt.In addition, an effective (biofilm) disinfection of the packing (i.e. approx. 90% of the colonizable surfaces of an evaporative cooling system) takes place through the use of biocide with a correspondingly high biocide concentration (up to 500 times the concentration) with the same amount of biocide in comparison to conventional biocide dosing into the cooling water. According to the invention, the biocide is thus used in a targeted and local manner with a concentration that is up to 500 times higher than that of conventional biocide administration.

Weiterhin kann der pH- Wert der Flüssigkeit, in welcher das Biozid zum Einsatz kommt, auf einen für eine maximale Biozidwirksamkeit optimalen pH-Wert eingestellt werden. Dies ermöglicht eine weitere, bis zu 14-fache, Leistungserhöhung der Biozidwirkung im Vergleich zum herkömmlichen Biozideinsatz, bei dem dem Biozid der pH-Wert des Kühlwassers aufoktroyiert wird.Furthermore, the pH value of the liquid in which the biocide is used can be adjusted to an optimal pH value for maximum biocide effectiveness. This enables a further, up to 14-fold increase in the performance of the biocidal effect compared to conventional biocide use, in which the pH value of the cooling water is imposed on the biocide.

Insgesamt kann die durch die vorliegende Erfindung ermöglichte Leistungserhöhung der Biozidwirksamkeit berechnet als Produkt aus der höheren eingesetzten Konzentration (bis zu 500-fach) und der durch die pH-Wert-Optimierung bewirkten biozidalen Leistungserhöhung gegenüber dem herkömmlichen Biozideinsatz bis zu 5.000-fach (500 x 10) betragen.Overall, the increase in biocide effectiveness made possible by the present invention can be calculated as the product of the higher concentration used (up to 500 times) and the biocidal increase in performance brought about by the pH value optimization compared to conventional biocide use up to 5,000 times (500 x 10).

Zudem kann durch die vorliegende Erfindung stets ein optimales Sprühbild zur Benetzung aller Flächen des Tropfenabscheiders und / oder des Füllkörpers gewährleistet werden, indem die Menge des Verdünnungswassers, in dem das eingesetzte Biozid gelöst und anschließend in / an dem Tropfenabscheider und / oder dem Füllkörper zum Einsatz kommt, variiert / angepasst bzw. gesteuert oder geregelt wird.In addition, the present invention can always ensure an optimal spray pattern for wetting all surfaces of the droplet separator and / or the filling body by using the amount of dilution water in which the biocide used is dissolved and then used in / on the droplet separator and / or the filling body comes, varied / adapted or controlled or regulated.

Die zu dosierende Biozidmenge kann dabei so eingestellt werden, dass nach Benetzung und Durchlauf durch den Tropfenabscheider und / oder den Füllkörper noch genügend aktives Biozid vom Tropfenabscheider und / oder Füllkörper in ein Auffangbehältnis, wie z.B. in die Kühlwasserwanne oder das Kühlwasserbecken tropft, so dass nach einer Wiederinbetriebnahme der Verdunstungskühlanlage, wie bei einer konventionellen Dosierung, entsprechend Biozid für die Reduktion der planktonischen Kulturen sowie zur Desinfektion der Oberflächen der restlichen Anlagenkomponenten (Leitungen, Wärmetauscher, etc.) der Verdunstungskühlanlage zur Verfügung steht.The amount of biocide to be dosed can be set so that, after wetting and passing through the droplet separator and / or the packing, there is still enough active biocide from the droplet separator and / or packing into a collecting container, e.g. drips into the cooling water trough or the cooling water basin, so that after restarting the evaporative cooling system, as with conventional dosing, the appropriate biocide is available for the reduction of planktonic cultures and for disinfecting the surfaces of the remaining system components (pipes, heat exchangers, etc.) of the evaporative cooling system stands.

Weiterhin wird durch die vorliegende Erfindung die Möglichkeit der Resistenzbildung durch Biozidkonzentrationen deutlich unterhalb der MHK bzw. MMK, insbesondere bei einer Unterdosierung von organischen Bioziden aber z.B. auch oxidativen Bioziden wie Wasserstoffperoxid, unterbunden.Furthermore, the present invention makes it possible to develop resistance through biocide concentrations well below the MIC or MMK, in particular in the case of an underdosage of organic biocides but e.g. also oxidative biocides such as hydrogen peroxide.

Zudem kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Beeinträchtigung der biozidalen Wirkung eingesetzter Biozide durch die hohen pH-Werte des Kühlwassers vermieden bzw. unterbunden werden. In anderen Worten kann der pH-Wert der zu versprühenden Biozid- / Desinfektionslösung derart eingestellt werden, dass er für die Biozid- / Desinfektionsleistung optimal ist. In der Desinfektionslösung wird somit ein der biozidalen Wirkung der eingesetzten Biozide zuträgliches chemisches Klima geschaffen. Dies ist insbesondere beim Einsatz von unter entsprechenden pH-Wert-Bedingungen äußerst leistungsfähigen sowie ökonomisch und ökologisch vorteilhaften Bioziden wie hypochloriger und hypobromiger Säure und organischen Bioziden, wie z.B. DBNPA, relevant.In addition, in a method according to the invention, the impairment of the biocidal effect of the biocides used by the high pH values of the cooling water can be avoided or prevented. In other words, the pH of the biocide / disinfectant solution to be sprayed can be adjusted so that it is optimal for the biocide / disinfectant performance. A chemical climate that is beneficial to the biocidal effect of the biocides used is thus created in the disinfectant solution. This is particularly important when using biocides that are extremely powerful and that are economically and ecologically advantageous under appropriate pH conditions, such as hypochlorous and hypobromous acids and organic biocides, e.g. DBNPA, relevant.

Weiterhin können der zu versprühenden Biozid- / Desinfektionslösung weitere leistungssteigernde Additive, wie z.B. oberflächenaktive Tenside zur Verbesserung der Benetzung, zugesetzt werden.Furthermore, the biocide / disinfectant solution to be sprayed can contain other performance-enhancing additives, such as Surface-active surfactants to improve wetting, can be added.

Auch eine saure Reinigung der Tropfenabscheider und / oder Füllkörper ist bei Bedarf ohne großen Aufwand möglich, hierfür wird der pH-Wert der zu versprühenden Entkalkungslösung (z.B. Schwefelsäure oder Ameisensäure) und/ oder der zu versprühenden Biozid- / Desinfektionslösung auf einen pH- Wert im vorzugsweise deutlich sauren Bereich eingestellt. Ein Hauptanwendungsgebiet dieser Variante ist die Entkalkung der Tropfenabscheider und / oder Füllkörper.Acid cleaning of the droplet eliminators and / or filler bodies is also possible without great effort, if necessary, the pH value of the decalcifying solution to be sprayed (e.g. sulfuric acid or formic acid) and / or the biocide / disinfecting solution to be sprayed is adjusted to a pH value of approx preferably set in a clearly acidic range. A main area of application of this variant is the decalcification of the droplet separators and / or fillers.

Weiterhin muss der Betrieb einer zu desinfizierenden Verdunstungskühlanlage / Kühlzelle zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich kurzzeitig (ca. 20 Minuten) unterbrochen werden (keine Verrieselung von Kühlwasser, kein Ventilatorbetrieb). Da Kühlzellen meist redundant zur Verfügung stehen (da ansonsten bei einem Ausfall des Ventilators einer Kühlzelle keine ausreichende Kühlleistung mehr gewährleistet wäre, was zu etwaigen Produktionsstillständen führen könnte) und/oder die meisten zu kühlenden Systeme eine kurzzeitige Unterbrechung der Wärmeabgabe über die Kühlzelle durchaus tolerieren können, stellt dies in der Regel kein Problem dar.Furthermore, the operation of an evaporative cooling system / cooling cell to be disinfected only has to be interrupted briefly (approx. 20 minutes) to carry out a method according to the invention (no trickling of cooling water, no fan operation). Since cooling cells are usually available redundantly (otherwise sufficient cooling capacity would no longer be guaranteed in the event of a failure of the cooling cell fan, which could lead to possible production stoppages) and / or most of the systems to be cooled can tolerate a brief interruption of the heat output via the cooling cell , this is usually not a problem.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus dem in der Folge anhand der Figur beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigt:

1: eine erfindungsgemäße Verdunstungskühlanlage, welche eine erfindungsgemäße Desinfektionsvorrichtung aufweist.

Further details, advantages and features emerge from the exemplary embodiment described below with reference to the figure. It shows:

1 : an evaporative cooling system according to the invention, which has a disinfection device according to the invention.

Die in 1 gezeigte Kühlanlage 1 weist zwei erfindungsgemäße Sprüheinrichtungen 2 auf, welche jeweils oberhalb eines Tropfenabscheiders 3 und oberhalb eines Füllkörpers 4 der Kühlanlage 1 angeordnet sind, und dazu ausgelegt sind, Biozidlösung auf den Tropfenabscheider 3 bzw. Füllköper 4 der Kühlanlage 1 zu sprühen.In the 1 shown cooling system 1 has two spray devices according to the invention 2 each above a droplet separator 3 and above a filler body 4th the cooling system 1 are arranged, and are designed to apply biocide solution to the mist eliminator 3 or filler 4th the cooling system 1 to spray.

In der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Sprüheinrichtungen 2 als perforierte Sprühschläuche ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich können auch Sprühdüsen vorgesehen sein.In the in 1 The embodiment shown are the spray devices 2 designed as perforated spray hoses. Alternatively or additionally, spray nozzles can also be provided.

Die Kühlanlage 1 weist zudem ein separates Sprühsystem 5 für Kühlwasser auf, welches Sprühdüsen 6 umfasst, mittels denen Kühlwasser auf den Füllkörper 4 aufgebracht wird. Dem Sprühsystem 5 wird Kühlwasser über eine Kühlwasserleitung 7 zugeführt.The cooling system 1 also has a separate spray system 5 for cooling water on which spray nozzles 6 includes, by means of which cooling water on the packing 4th is applied. The spray system 5 is cooling water via a cooling water pipe 7th fed.

Von dem Tropfenabscheider 3 bzw. Füllköper 4 abtropfende Biozidlösung und / oder Kühlwasser wird in einer Auffangwanne 8 oder in einem (nicht im Plan dargestellten) Kaltwasserbecken unterhalb der Verdunstungskühlzelle(n) gesammelt.From the mist eliminator 3 or filler 4th Dripping biocide solution and / or cooling water is in a collecting pan 8th or in a cold water basin (not shown in the plan) below the evaporative cooling cell (s).

Die Kühlanlage 1 weist weiterhin einen Tank 9 für Biozidkonzentrat auf. Der Tank 9 ist mittels einer Leitung 10 fluidisch sowohl mit der Kühlwasserleitung 7 (für eine herkömmliche Dosierung und / oder Verabreichung des Biozids im Kühlwasser) als auch mit einer Leitung für Verdünnungswasser (Verdünnungswasserleitung) 11 verbunden. Die Zufuhr an Biozidkonzentrat aus dem Tank 9 zu den Leitungen 7 und 11 erfolgt mittels einer Membrandosierpumpe P1 und kann mittels zwei regelbaren Stellventilen 12, 13 eingestellt werden.The cooling system 1 still has a tank 9 for biocide concentrate. The Tank 9 is by means of a line 10 fluidically with both the cooling water line 7th (for conventional dosing and / or administration of the biocide in the cooling water) as well as with a line for dilution water (dilution water line) 11 connected. The supply of biocide concentrate from the tank 9 to the lines 7th and 11 takes place by means of a diaphragm metering pump P1 and can by means of two controllable control valves 12th , 13th can be set.

Die zu verwendende Biozidlösung wird dadurch erzeugt, dass das Biozidkonzentrat aus dem Tank 9 mit dem Wasser aus der Verdünnungswasserleitung 11 verdünnt wird. Die Verdünnungswasserleitung 11 bezieht Wasser aus einer Hauptleitung 14 der Kühlanlage 1 oder einem Verdünnungswasserspeicherbehälter und führt die erzeugte Biozidlösung den jeweiligen Sprüheinrichtungen 2 zu. Mittels eines Regelventils 15, welches zudem auch ein Systemtrennventil der Klasse 4 umfasst, um einen etwaigen Rückfluss von mit Biozid konditioniertem Wasser in die Hauptleitung 14 zu verhindern, kann der Fluss von Wasser aus der Hauptleitung 14 in die Verdünnungswasserleitung 11 eingestellt werden. Mittels Regelventilen 16,17 kann der Fluss von Biozidlösung aus der Verdünnungswasserleitung 11 zu den jeweiligen Sprüheinrichtungen 2 eingestellt werdenThe biocide solution to be used is generated by removing the biocide concentrate from the tank 9 with the water from the dilution water line 11 is diluted. The dilution water pipe 11 draws water from a main line 14th the cooling system 1 or a dilution water storage tank and leads the generated biocide solution to the respective spray devices 2 to. By means of a control valve 15th , which is also a system isolation valve of the class 4th includes to prevent any backflow of biocide conditioned water into the main line 14th can prevent the flow of water from the main line 14th into the dilution water line 11 can be set. By means of control valves 16 , 17th can the flow of biocide solution from the dilution water pipe 11 to the respective spray devices 2 can be set

In der Verdünnungswasserleitung 11 ist weiterhin ein pH-Wert-Sensor 18 vorgesehen, welcher den pH-Wert des Wassers bzw. der Biozidlösung in der Verdünnungswasserleitung 11 misst. Aus einem Tank 19 kann entsprechend dem Messergebnis des pH-Wert-Sensors 18 mittels einer Membrandosierpumpe P2 über eine Leitung 20 der Verdünnungswasserleitung 11 Säure und / oder Base zugeführt werden, um so den pH-Wert des Wassers bzw. der Biozidlösung in der Verdünnungswasserleitung 11 zu steuern oder zu regeln.In the dilution water line 11 a pH value sensor 18 is also provided, which measures the pH value of the water or the biocide solution in the dilution water line 11 measures. From a tank 19th can according to the measurement result of the pH value sensor 18 by means of a diaphragm metering pump P2 over a line 20th the dilution water pipe 11 Acid and / or base are fed to the pH value of the water or the biocide solution in the dilution water line 11 to control or regulate.

Luft tritt in die Kühlanlage 1 über einen Lufteinlass 21 ein und verlässt die Kühlanlage 1 über Luftauslässe angetrieben über einen Ventilator 22 als Fortluft. Der Ventilator 22 kann ein saugender Axialventilator oder ein drückender Radial- oder Axialventilator sein. Es können auch mehrere Ventilatoren vorgesehen sein.Air enters the cooling system 1 via an air inlet 21st and exits the cooling system 1 driven by a fan via air outlets 22nd as exhaust air. The ventilator 22nd can be a suction axial fan or a pushing centrifugal or axial fan. Several fans can also be provided.

Die Umsetzung eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer bestehenden Verdunstungskühlanlage bzw. die Umrüstung / Nachrüstung einer bestehenden Verdunstungskühlanlage ist unproblematisch. Selbstverständlich kann auch eine neue Anlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet sein.The implementation of a method according to the invention in an existing evaporative cooling system or the conversion / retrofitting of an existing evaporative cooling system is unproblematic. Of course, a new system can also be equipped with a device according to the invention.

Die Ausrüstung für eine bestehende, konventionelle Bioziddosierung ins Kühlwasser kann bestehen bleiben. Zusätzlich zur bestehenden Biozid-Dosierpumpe ist lediglich eine weitere Pumpe für Biozid-Verdünnungswasser notwendig, wie nachfolgend erläutert. Die zusätzliche Pumpe für das Verdünnungswasser kann auch entfallen, wenn das Verdünnungswasser bereits aus einem System mit entsprechenden Vordruck (ggf. unter Systemtrennung der Klasse 4) zur Verfügung steht.The equipment for an existing, conventional biocide metering into the cooling water can remain. In addition to the existing biocide dosing pump, only another pump for biocide dilution water is required, as explained below. The additional pump for the dilution water can also be omitted if the dilution water already comes from a system with a corresponding pre-pressure (possibly with system separation of the class 4th ) is available.

Die bestehende Biozid-Dosierpumpe fördert für die Biozid-Stoßdosierungen wie bisher, allerdings nicht in die Steigleitung zum Kühlturm (in der bei einer Umwälzleistung von beispielsweise 200.000 Liter/h sofort eine äußerst hohe Verdünnung stattfinden würde) sondern in die Biozidsprühleitung.The existing biocide dosing pump delivers for the biocide shock dosing as before, but not in the riser to the cooling tower (in which an extremely high dilution would take place immediately with a circulation rate of 200,000 liters / h, for example) but in the biocide spray line.

Der Vordruck in der Verdünnungswasserleitung oder eine weitere Pumpe fördert für ein günstiges Biozid-Sprühbild notwendiges Verdünnungswasser in die Biozid-Sprühleitung. Die Biozid-Sprühleitung führt der erfindungsgemäßen Sprüheinrichtung Biozidlösung zu. Durch eine weitere Pumpe oder durch den Vordruck des Verdünnungswassers wird die Biozidlösung bzw. der Druck der Biozidlösung derart eingestellt, dass die Sprühmenge über die ganze Fläche des Tropfenabscheiders und/oder Füllkörpers und / oder des Wärmetauschers hinweg ein günstiges Biozid-Sprühbild ermöglicht.The pre-pressure in the dilution water line or another pump conveys the necessary dilution water into the biocide spray line for a favorable biocide spray pattern. The biocide spray line supplies biocide solution to the spray device according to the invention. The biocide solution or the pressure of the biocide solution is adjusted by another pump or by the pre-pressure of the dilution water in such a way that the spray quantity over the entire surface of the droplet separator and / or Filling body and / or the heat exchanger away enables a favorable biocide spray pattern.

Je nach Kühlturm-Grundfläche bzw. der Grundfläche der Kühlanlage sollte der Regelbereich dieser Pumpe oder der Regelbereich des Stellventils in der Druckleitung für Verdünnungswasser ca. 20 Liter/h (kleine Verdunstungskühler) bis ca. 500 Liter/h (große bis sehr große Verdunstungskühler) betragen. Die Notwendigkeit des Verdünnungswassers ergibt sich, weil bei einer Versprühung des Biozids in der vom Hersteller gelieferten Produktkonzentration die Menge der Biozidlösung in der Regel zu gering wäre, um über die Fläche des Kühlturms hinweg ein ausreichendes Sprühbild zur optimalen Benetzung der Tropfenabscheider und / oder Füllkörper und / oder Wärmetauscher zu erreichen..Depending on the surface area of the cooling tower or the area of the cooling system, the control range of this pump or the control range of the control valve in the pressure line for dilution water should be approx. 20 liters / h (small evaporative coolers) to approx. 500 liters / h (large to very large evaporative coolers) be. The need for the dilution water arises because if the biocide were sprayed in the product concentration supplied by the manufacturer, the amount of the biocide solution would generally be too small to provide a sufficient spray pattern over the surface of the cooling tower for optimal wetting of the droplet eliminators and / or fillers and / or to achieve heat exchangers ..

Die Sprüheinrichtung bzw. das Biozid-Sprühsystem (oder die Biozid-Sprühsysteme (falls neben dem Biozid-Sprühsystem für den Tropfenabscheider noch zusätzlich ein weiteres Biozid-Sprühsystem für den Füllkörper eingebaut wird) sind derart ausgestaltet, dass sie für eine gute Biozidverteilung ein feines Sprühbild liefern und den Luftstrom durch die Verdunstungskühlzellen nicht behindern (kein nennenswerter Druckverlust durch Einbringen der Biozid-Sprüheinrichtungen).The spray device or the biocide spray system (or the biocide spray system (if, in addition to the biocide spray system for the droplet separator, a further biocide spray system for the packing is also installed) are designed in such a way that they create a fine spray pattern for good biocide distribution and do not obstruct the air flow through the evaporative cooling cells (no significant pressure loss due to the introduction of the biocide spray devices).

Die bestehende Kühlwasser-Sprüheinrichtung kann nicht genutzt werden, weil diese für viel höhere Durchflüsse ausgelegt ist und nur bei Wassermengen ein gutes Sprühbild liefert, die z.B. um ca. das 4.000-fache über der Wassermenge liegen, welche für die Desinfektion notwendig ist. Zudem und vor allen Dingen wird über die Kühlwasser-Sprühdüsen der Tropfenabscheider nicht erreicht.The existing cooling water spraying device cannot be used because it is designed for much higher flow rates and only delivers a good spray pattern with water quantities that e.g. 4,000 times the amount of water required for disinfection. In addition, and above all, the droplet separator is not reached via the cooling water spray nozzles.

Das Biozid-Sprühsystem (Sprüheinrichtung) (oder die Biozid-Sprühsysteme) oberhalb der Tropfenabscheider bzw. oberhalb der Füllkörper kann erfindungsgemäß unterschiedlich ausgestaltet sein und von einfachen perforierten Sprühschläuchen, bis hin zur über die Kühlturmfläche hinweg bewegbaren, insbesondere fahrbaren Sprühdüsen, beispielsweise in Edelstahlausführung, reichen.The biocide spray system (spray device) (or the biocide spray systems) above the droplet separator or above the packing can be designed differently according to the invention and from simple perforated spray hoses to spray nozzles that can be moved, in particular mobile, over the cooling tower surface, for example in stainless steel, pass.

Die ausgebrachte Biozidlösungsmenge ist von der Fläche der Verdunstungskühlanlage abhängig und würde bei einer Verdunstungskühlanlage mit einer Grundfläche von ca. 20 m² in etwa bei 20 Liter liegen, d.h. die relative Benetzung läge damit in etwa bei mindestens 0, 5 Liter, pro Quadratmeter, vorzugsweise bei 1 Liter pro Quadratmeter Kühlanlagen-Grundfläche. Die relative Benetzung kann aber auch bis 10 Liter pro Quadratmeter Kühlanlagen-Grundfläche betragen.The amount of biocide solution applied depends on the area of the evaporative cooling system and would be around 20 liters for an evaporative cooling system with a base area of approx. 20 m ² , ie the relative wetting would be around at least 0.5 liters per square meter, preferably at 1 liter per square meter of cooling system floor space. However, the relative wetting can also be up to 10 liters per square meter of the cooling system base area.

Optional kann oder muss zur Wirkungssteigerung (je nach verwendetem Biozid) eine Einstellung des pH-Wertes erfolgen. Der pH-Wert kann dabei derart eingestellt werden, dass er genau im Optimum der Biozidwirkung des verwendeten Biozids liegt. Damit kann eine zusätzliche und erhebliche Leistungssteigerung der Biozidwirkung erreicht werden.Optionally, the pH value can or must be adjusted to increase the effectiveness (depending on the biocide used). The pH can be adjusted in such a way that it is exactly at the optimum of the biocidal effect of the biocide used. An additional and considerable increase in the performance of the biocidal action can thus be achieved.

Bei oxidativen Bioziden kann eine Leistungssteigerung der Biozidwirkung um das bis zu 14-fache erreicht werden. Auch die Wirkung organischer Biozide kann entsprechend gesteigert werden, wenn der pH-Wert auf ihr Wirkungsoptimum eingestellt wird.With oxidative biocides, the biocidal action can be increased by up to 14 times. The effect of organic biocides can also be increased accordingly if the pH value is adjusted to its optimum effect.

Die pH-Wert-Korrektur liefert neben der deutlich optimierten Biozidwirkung auch eine Kompensation der durch viele stark alkalisch eingestellte oxidativ wirkende Biozide ständig eingebrachten Alkalität ins Kühlwasser, welche neben der Abschwächung der Biozidwirkung auch Nachteile für die Härtestabilisierung bringt.In addition to the clearly optimized biocidal effect, the pH value correction also compensates for the alkalinity constantly introduced into the cooling water by many strongly alkaline, oxidative biocides, which, in addition to weakening the biocidal effect, also has disadvantages for hardness stabilization.

Zur Einstellung (Korrektur) des pH-Wertes muss in die Verdünnungswasserleitung oder in die Biozid-Sprühleitung, in welche die Verdünnungswasserleitung mündet, eine pH-Sonde für ein pH-Wert Mess- und Steuer- oder Regelgerät eingebracht werden, welches eine Dosierpumpe ansteuert oder regelt, über die z.B. durch Dosierung von Säure oder Base, insbesondere von verdünnter Schwefelsäure, der gewünschte pH-Wert des Sprühwassers eingestellt werden kann.To adjust (correct) the pH value, a pH probe for a pH value measuring and control device must be inserted into the dilution water line or the biocide spray line into which the dilution water line opens, which controls or controls a dosing pump regulates over the e.g. by adding acid or base, in particular dilute sulfuric acid, the desired pH value of the spray water can be set.

BeispieleExamples

Example 1: Use of a combination product made from sodium hypochlorite / bromide (oxidative biocide) or DBNPA
Example 2: Use of quaternary ammonium compounds (QAC) (no pH adjustment necessary)
Example 3: Use of in-situ produced chlorine dioxide or of stabilized chlorine dioxide
Example 4: acid cleaning of the packing and / or the droplet separator

Für die Beispiele 1 bis 4 gilt gleichermaßen:

Bei der zur Desinfektion anstehende Verdunstungskühlanlage / Kühlzelle werden Kühlwasserumwälzung und Ventilator kurzzeitig abgeschaltet - in der Regel über einen Zeitraum von minimal 10 Minuten bis maximal 60 Minuten, bevorzugt für ca. 20 Minuten. Bevor über die Sprüheinrichtung(en) der Biozidstoß einsetzt, wird vorzugsweise eine mehrminütige Wartezeit (von insbesondere ca. 2-5 Minuten) eingehalten, in der etwaiges an den Füllkörpern anhaftendes Kühlwasser von den Füllkörpern abgelaufen ist. Danach beginnt die Bioziddosierung.

The same applies to examples 1 to 4:

In the evaporative cooling system / cooling cell to be disinfected, the cooling water circulation and fan are briefly switched off - usually over a period of a minimum of 10 minutes to a maximum of 60 minutes, preferably for approx. 20 minutes. Before the biocide surge occurs via the spray device (s), a waiting time of several minutes (in particular approx. 2-5 minutes) is observed, in which any cooling water adhering to the packing has run off from the packing. Then the biocide metering begins.

Beispiel 1 example 1

Einsatz eines Kombinationsprodukts aus Natriumhypochlorit/Bromid (oxidatives Biozid) oder DBNPAUse of a combination product made from sodium hypochlorite / bromide (oxidative biocide) or DBNPA

Die Membrandosierpumpe für das Biozid fördert eine definierte Biozidmenge in einem Zeitraum von z.B. 20 Minuten in die Biozid-Sprühleitung. Das notwendige Verdünnungswasser (ca. 20 bis 300 Liter/h) zur Erlangung eines einwandfreien Sprühbildes wird in ebenfalls definierter Menge über eine Sprühpumpe oder durch den bestehenden Vordruck des Verdünnungswassers zugeführt (Regelventil 15 nebst Systemtrennventil der Klasse 4). Zur Optimierung der Biozidwirkung kann das Sprühwasser noch eine Einstellung des pH-Wertes erfahren, z.B. auf pH-Werte um 6,5-7,5. Damit liegen die Dissoziationsgleichgewichte z.B. oxidativ wirksamer Biozide wie Natriumhypochlorit oder Natriumhypochlorit/Bromid-Kombinationen im optimalen Bereich für die höchste Desinfektionsleistung. Auch das häufig eingesetzte und an sich leistungsfähige organische Biozid DBNPA hydrolisiert bei pH-Werten von 9 oder darüber und bei hohen Kühlwassertemperaturen >30 Grad (also insbesondere im Sommer zu Zeiten der i.d.R. höchsten bakteriellen Belastung der Systeme) sehr rasch (Halbwertszeit im Bereich von Minuten). Durch die pH-Wert-Einstellung kann diese Zeit deutlich erhöht werden, z.B. auf > 2 Stunden.The diaphragm metering pump for the biocide delivers a defined amount of biocide into the biocide spray line over a period of 20 minutes, for example. The necessary dilution water (approx. 20 to 300 liters / h) to achieve a perfect spray pattern is also supplied in a defined quantity via a spray pump or through the existing pre-pressure of the dilution water (control valve 15th plus class 4 system isolation valve). To optimize the biocidal effect, the water spray can also be adjusted to the pH value, for example to pH values around 6.5-7.5. This means that the dissociation equilibria of, for example, oxidatively effective biocides such as sodium hypochlorite or sodium hypochlorite / bromide combinations are in the optimum range for the highest disinfection performance. The frequently used and effective organic biocide DBNPA hydrolyzes very quickly at pH values of 9 or above and at high cooling water temperatures> 30 degrees (especially in summer when the system is usually exposed to the highest bacterial load) (half-life in the range of minutes ). This time can be increased significantly by adjusting the pH value, for example to> 2 hours.

Zur Verbesserung der Benetzung kann das Sprühwasser zusätzlich mit oberflächenaktiven Substanzen (z.B. nichtionischen, anionischen oder auch kationischen Tensiden versetzt werden (Herabsetzung der Oberflächenspannung und Schaumwirkung).To improve wetting, the spray water can also be mixed with surface-active substances (e.g. nonionic, anionic or also cationic surfactants (reduction of surface tension and foam effect).

Das derart konditionierte Sprühwasser gelangt über die Sprühleitung zu den Biozid-Sprühdüsen oder Sprühschläuchen oberhalb der Tropfenabscheider und/oder der Füllkörper. Durch die Biozidbesprühung erfolgt eine Desinfektion dieser Einbauten und wegen der hohen Füllkörperoberfläche damit eine Desinfektion von ca. 90% der Oberfläche der Verdunstungskühlanlage unter optimalen Bedingungen (hohe Biozidkonzentration, optimaler pH-Wert).The spray water conditioned in this way arrives via the spray line to the biocide spray nozzles or spray hoses above the droplet separators and / or the packing. The biocide spray disinfects these internals and, because of the high packing surface, disinfects approx. 90% of the surface of the evaporative cooling system under optimal conditions (high biocide concentration, optimal pH value).

Unten von den Füllkörpern in die Kühlturmwanne oder in das Kühlwasserbecken tropfende Desinfektionslösung steht zur Desinfektion der restlichen kühlwasserbenetzten Oberflächen sowie zur Eliminierung der planktonischen Kulturen zur Verfügung.Disinfectant solution that drips from the filler into the cooling tower tub or into the cooling water basin is available for disinfecting the remaining surfaces wetted with cooling water and for eliminating planktonic cultures.

Die Dosierung der Additive (Säure, und/oder oberflächenaktive Substanzen) kann direkt über weitere Dosierpumpen in die Verdünnungswasserleitung erfolgen oder ein entsprechend konditioniertes Verdünnungswasser wird aus einem Verdünnungswasser-Ansatzbehälter zugeführt bzw. dosiert.The additives (acid and / or surface-active substances) can be metered directly into the dilution water line via further metering pumps, or an appropriately conditioned dilution water is supplied or dosed from a dilution water batch tank.

Beispiel 2Example 2

Einsatz von quaternären Ammoniumverbindungen (QAV) (keine pH-Einstellung notwendig)Use of quaternary ammonium compounds (QAV) (no pH adjustment necessary)

Bei Einsatz von Bioziden, deren Wirkungsoptimum in pH-Bereichen liegt welche denen des Kühlwassers entsprechen (z.B. quaternäre Ammoniumverbindungen (QAV oder auch Quats), kann die pH-Wert-Einstellung entfallen. Da QAV bereits oberflächenaktiv sind, entfällt auch die weitere Zugabe von oberflächenaktiven Substanzen.When using biocides whose effectiveness lies in the pH ranges that correspond to those of the cooling water (e.g. quaternary ammonium compounds (QAC or quats)), the pH value setting can be omitted. Since QAC are already surface-active, no further addition of surface-active ones is required Substances.

Beispiel 3Example 3

Einsatz von in-situ produziertem Chlordioxid oder von stabilisiertem ChlordioxidUse of in-situ produced chlorine dioxide or of stabilized chlorine dioxide

Chlordioxid wird i.d.R. in situ (z.B. aus Natriumchlorit und Salzsäure) hergestellt. Chlordioxid ist sehr gut wasserlöslich. Bei bestehenden Anlagen kann die Dosierung wie gewohnt erfolgen, lediglich der Dosierort verlagert sich in die Biozid-Sprühleitung oder vorzugsweise in die Verdünnungswasserleitung (längere Durchmischungsstrecke und mehr verbleibende Zeit für das in-Lösung-gehen des Chlordioxids).Chlorine dioxide is usually produced in situ (e.g. from sodium chlorite and hydrochloric acid). Chlorine dioxide is very soluble in water. In existing systems, dosing can be carried out as usual, only the dosing location is shifted to the biocide spray line or, preferably, to the dilution water line (longer mixing distance and more time remaining for the chlorine dioxide to dissolve).

Am Markt erhältlich sind auch Produkte von sogenanntem stabilisiertem Chlordioxid. Diese Produkte sind hochalkalisch eingestellt (bis pH 13). Bei Dosierung dieser Produkte ins Kühlwasser kommt es zur Absenkung des pH-Werts der Produkte auf den Kühlwasser-pH-Wert, verbunden mit der Neueinstellung chemischer Gleichgewichte, was zur pH-Wert-abhängigen Entstehung/Freisetzung von Chlordioxid führt. Bei konventioneller Dosierung ins Kühlwasser ist davon auszugehen, dass die Reaktion zum Chlordioxid und somit die Freisetzung von Chlordioxid bei den relativ hohen Kühlwasser-pH-Werten nicht optimal sein wird. Durch die erfindungsgemäße Dosiertechnik mit pH-Wert-Einstellung verläuft diese Reaktion deutlich quantitativer, was auch dazu führt, dass die Konzentration von toxischem Chlorit im Kühlwasser deutlich minimiert wirdProducts made from so-called stabilized chlorine dioxide are also available on the market. These products are highly alkaline (up to pH 13). When these products are dosed into the cooling water, the pH value of the products is lowered to the cooling water pH value, combined with the readjustment of chemical equilibria, which leads to the pH value-dependent formation / release of chlorine dioxide. With conventional dosing into the cooling water, it can be assumed that the reaction to chlorine dioxide and thus the release of chlorine dioxide will not be optimal at the relatively high cooling water pH values. Due to the metering technique according to the invention with pH adjustment, this reaction is significantly more quantitative, which also means that the concentration of toxic chlorite in the cooling water is significantly minimized

Erfindungsgemäß können die stabilisierten Produkte ganz normal über eine Dosierpumpe ins Verdünnungswasser dosiert werden. Bei den stabilisierten Produkten kann dann jedoch, nach dem Eintritt des Wirkstoffs in die Verdünnungswasserleitung, durch Dosierung von Schwefelsäure der pH-Wert exakt für die optimale Chlordioxid- Freisetzung aus diesen Produkten eingestellt werden.According to the invention, the stabilized products can be metered into the dilution water quite normally via a metering pump. In the case of the stabilized products, however, after the active ingredient has entered the dilution water line, the pH value can be set exactly for the optimal chlorine dioxide release from these products by metering in sulfuric acid.

Das Chlordioxid erreicht bei erfindungsgemäßer Dosiertechnik nach der Desinfektion des Tropfenabscheiders in immer noch wesentlich höherer Konzentration als bei konventioneller Dosierung (nachteilige Verdünnung auf das gesamte Kühlwasservolumen) die Füllkörper.With the dosing technology according to the invention, the chlorine dioxide still reaches the packing in a significantly higher concentration after disinfection of the droplet separator than with conventional dosing (disadvantageous dilution to the entire cooling water volume).

Chlordioxid ist bekannt für sein gutes Eindringvermögen in Biofilme. Nach Abtropfen des chlordioxidhaltigen Wassers steht das verbleibende Chlordioxid als Biozid wie bei gewohnter Dosierung in den Kühlwasserkörper nach Wiederinbetriebnahme der Kühlzelle zur Verfügung.Chlorine dioxide is known for its ability to penetrate biofilms. After the chlorine dioxide-containing water has dripped off, the remaining chlorine dioxide is available as a biocide as with the usual dosage in the cooling water body after the cold room is started up again.

Beispiel 4Example 4

Saure Reinigung des Füllkörpers und / TropfenabscheidersAcid cleaning of the packing and / or droplet separator

Es kommt immer wieder vor, dass aufgrund unzureichender Härtestabilisierung oder eines temporären Ausfalls der Enthärtungsanlage eine Verkalkung der Füllkörper auftritt. Die bestehende Biozid-Sprüheinrichtung kann in diesem Falle auch zur Entkalkung des Füllkörpers genutzt werden. Dazu ist es lediglich notwendig über die zur pH-Wert Einstellung bestehende Dosiereinrichtung eine deutlich höhere Säuremenge zu Erlangung einer deutlich höheren Säurekonzentration im Sprühwasser zu erreichen. Da die saure Reinigung gleichzeitig auch eine Desinfektionsmaßnahme darstellt, kann die Dosierung über die Biozid-Sprüheinrichtung auch oberhalb der Tropfenabscheider erfolgen.It happens again and again that due to insufficient hardness stabilization or a temporary failure of the water softener, calcification of the filler material occurs. In this case, the existing biocide spray device can also be used to decalcify the filler. For this purpose, it is only necessary to use the existing dosing device for pH adjustment to achieve a significantly higher amount of acid in order to achieve a significantly higher acid concentration in the spray water. Since acid cleaning is also a disinfection measure, the dosage can also be carried out above the mist eliminator via the biocide spray device.

Claims

Process for disinfecting a cooling system (1), with the step: - Targeted application, preferably by spraying, of a biocide solution to at least one droplet separator (3) and / or at least one packing (4) and / or at least one heat exchanger of the cooling system (1), the application of the biocide solution being separate from any application of cooling water he follows.

Procedure according to Claim 1 , with the additional step: adding surface-active surfactants to the biocide solution.

Method according to one of the Claims 1 or 2 , with the further step: adjusting a pH value of the biocide solution to a pH value at which the biocidal effect of the biocide contained in the biocide solution is optimal or maximal.

Method according to one of the preceding claims, further comprising the step: - Adjustment of the concentration of the biocide in the biocide solution to a range in which a sustainable reduction of a biofilm in the cooling system is achieved.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of biocide solution applied is set depending on a base area of the cooling system (1) and preferably at least 0.5 liters per square meter of base area of the cooling system (1) and up to 10 liters per square meter of base area the cooling system (1).

Method according to one of the preceding claims, further comprising the steps: - Shutting down the cooling system (1), preferably a cooling water circulation and / or a fan or several fans of the cooling system, - Adherence to a waiting time of 1 to 10 minutes, preferably 2 to 8 minutes, in particular 2 to 7 minutes, particularly preferably 2 to 5 minutes or 1 to 3 minutes, with the steps of turning off the cooling system (1) and keeping a waiting time before the step of targeted, preferably intermittent, application of a biocide solution.

Cooling system (1) with at least one disinfection device, which is designed to apply a biocide solution, preferably by spraying, to at least one droplet separator (3) and / or at least one filler (4) and / or at least one heat exchanger of the cooling system (1), wherein the at least one disinfection device is designed separately from a cooling water dispensing device and is preferably arranged above the at least one droplet separator (3) and / or above the at least one filling body (4) and / or above the at least one heat exchanger of the cooling system (1) in the cooling system (1) is.

Cooling system (1) Claim 7 , characterized in that the at least one disinfection device has a spray device (2), in particular in the form of at least one perforated spray hose and / or at least one preferably movable nozzle, by means of which a biocide solution is targeted at the at least one droplet separator (3) and / or the at least one filler body (4) and / or the at least one heat exchanger of the cooling system (1) can be removed.

Cooling system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling system (1) furthermore has a pH value measuring device (18) and / or a pH value control or regulating device by means of which the pH value of the Biocide solution can be measured and / or controlled or regulated.

Cooling system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling system also has a line (11) for Has dilution water, which is used when metering the biocide solution in a metering station of the cooling system (1).

Cooling system (1) Claim 10 , characterized in that a flow measuring device and a control valve for controlling or regulating the flow in the line for dilution water are present in the line (1) for dilution water and the control valve can be controlled or regulated depending on a measurement result of the flow measuring device.