Hygienické zvlhčování vzduchu Strategie proti biofilmům

Vlastnosti zvlhčovací vody

Obecně jsou požadavky na Pitnou vodu tak vysoké, že ji lze v zásadě použít ke zvlhčování. Je však třeba mít na paměti, že ačkoli Pitná voda nesmí obsahovat patogenní mikroorganismy ve významném množství, není přesto ani zdaleka sterilní. Kromě toho minerály přítomné v neupravené pitné vodě dříve či později vedou k usazování solí a vodního kamene, ať už na kontaktních plochách samotných systémů zvlhčování vzduchu, na stěnách potrubí, nebo na součástech vzduchotechnického systému.

Ve vlhkých a mokrých prostorech poskytují tato usazenina mimořádně dobré životní podmínky, zejména pro mikroorganismy přinesené s pitnou vodou. Ty se tam usazují a mohou během velmi krátké doby vyrůst v rozsáhlou kolonie ve formě biofilmu.

Aby se takovým usazeninám zabránilo, je voda pro zvlhčování zpravidla změkčována a/nebo odsolována. Zařízení na úpravu vody používaná k tomuto účelu však nezřídka nabízejí stejně příznivé podmínky pro mikrobiální růst. Tomuto tématu se budeme podrobněji věnovat v následující části.

Biofilmy ve vodovodních systémech

Mikroorganismy se ve vodovodních systémech vyskytují buď volně ve vodě, nebo vázané v takzvaných biofilmech. Biofilmy se skládají z mikroorganismů, které jsou zapuštěny do slizovité matrice tvořené extracelulárními polymerními látkami (EPS). Tato struktura jim umožňuje osídlit téměř všechny vlhké povrchy.

Biofilm se usazuje v iontoměničových jednotkách zařízení pro Změkčování nebo úplné odsolování, může osídlit moduly reverzní osmózy a v závislosti na konstrukci dokonce proniknout jejich membránami a dostat se tak na stranu permeátu. Následně osídluje stěny navazujících potrubí a meziskladů. U otevřených meziskladů může tvorbu biofilmu dále podporovat dodatečný vnos mikroorganismů z okolního vzduchu.

Dokud se biofilm nachází ve fázi růstu, zůstává často bez povšimnutí. Teprve když dosáhne své stacionární fáze, dochází k neustálému uvolňování mikroorganismů. V této fázi dramaticky stoupá koncentrace mikroorganismů ve vodě. Pouhá dezinfekce zvlhčovací vody pak většinou již nestačí, protože ta má na již vytvořený biofilm jen omezený vliv.

Biofilmy v systémech vzduchotechnických zařízení

Jakmile se biofilm v systémech vedoucích vodu jednou usadí, neustále se z něj uvolňují kousky biofilmu (tzv. bio-envelopes), které se usazují ve všech vlhkých oblastech vzduchotechnických zařízení. K tomu může docházet na kontaktních plochách samotného zvlhčovacího systému, ale také na stěnách potrubí nebo na všech součástech vzduchotechnického systému. Všude tam, kde se ve vzduchotechnickém systému vyskytuje vlhkost, mokro nebo stojatá voda a nejsou přijata vhodná protiopatření, se nevyhnutelně tvoří nové biofilmy a množení mikroorganismů pokračuje nekontrolovaně.

Strategie pro prevenci vzniku biofilmů

Z hygienického hlediska je výrazně účinnější zabránit tvorbě biofilmů již v zárodku. Technicky účinná řešení pro úplné zabránění vzniku biofilmů jsou však v současné době k dispozici pouze v omezené míře. Potrubní systémy s nepřetržitým a stínovým UV ozářením dosud neexistují, jiné přístupy jsou částečně omezeny patentovými nebo uživatelskými právy. V praxi se proto využívá látek snižujících počet mikroorganismů.

Podle normy VDI 6022 list 1 (4.3.7) smí být přívodní a cirkulační voda zvlhčovače dezinfikována pouze postupy, jejichž účinnost je prokázána, které jsou zdravotně nezávadné a nezanechávají žádné zbytky v přiváděném vzduchu. Tyto přísné požadavky značně omezují počet vhodných postupů.

Použitý prostředek musí účinně redukovat mikroorganismy a tvorbu biofilmu, aniž by byl jako biocid přítomen v přiváděném vzduchu. V praxi proto v současné době přichází v úvahu pouze několik účinných látek:

● Peroxid vodíku

● Oxid chloričitý

● Stříbro

● Ozon

Metody s oxidačním účinkem, jako je ozon, peroxid vodíku nebo oxid chloričitý, reagují s mikroorganismy i s organickými znečišťujícími látkami ve vzduchu. Podmínkou pro jejich bezpečné použití je však přesné dávkování a spolehlivá měřicí a regulační technika, aby ve vzduchu v místnosti nezůstaly žádné zbytkové koncentrace, které by mohly ohrozit zdraví.

Stříbro má široké antimikrobiální spektrum účinku. Zvláště účinné jsou ionty stříbra nebo nanočástice stříbra. Na rozdíl od oxidačních procesů spočívá účinek stříbra v cíleném ovlivňování enzymatických procesů v mikroorganismech. Již nízké koncentrace iontů stříbra mohou inhibovat růst bakterií a tím zabránit tvorbě biofilmů.

V systémech zvlhčování vzduchu lze ionty stříbra například vyrábět elektrolyticky a dávkovat je podle průtoku vody. Pomocí vhodných adsorpčních ploch, například keramických materiálů, lze následně zbytky stříbra opět odstranit ze vzduchu a vody. Tím lze dosáhnout hygienického zvlhčování vzduchu při současném zajištění přiváděného vzduchu s nízkým obsahem zbytků.

Shrnutí

Biofilmy představují v adiabatických zvlhčovačích vzduchu významné hygienické riziko. Vznikají především v komponentách vedoucích vodu a mohou přetrvávat i přes dezinfekční opatření.

Požadavky normy VDI 6022 se proto zaměřují na minimalizaci mikrobiálního růstu již na konstrukční a provozní úrovni. Vzhledem k tomu, že odstranění existujících biofilmů je velmi náročné, má prevence rozhodující význam. Vhodné postupy pro snížení počtu mikroorganismů ve vodě zvlhčovačů – například postupy s oxidačním účinkem nebo použití iontů stříbra – mohou přispět k účinnému omezení tvorby biofilmů a zajistit hygienicky bezpečný provoz zařízení pro zvlhčování vzduchu.