invloed water- temperatuur op gedrag van legionella in proefleiding

KS09 50-52
28-08-2007
13:06
Pagina 50
sanitaire techniek
INVLOED WATERTEMPERATUUR
OP GEDRAG VAN
LEGIONELLA IN
PROEFLEIDINGINSTALLATIE (1)
1. Proefleidinginstallatie van het vervolgonderzoek.
Factoren die de vermeerdering van Legionella pneumophila in leidingwatersystemen bevorderen zijn de
watertemperatuur, de aanwezigheid van biofilm en
sediment, en onvoldoende doorstroming (stagnatie)
van het water. Biofilmvorming is het gevolg van de
aanvoer van afbreekbare stoffen met het water en kan
worden versterkt door leidingmaterialen die afbreekbare verbindingen afgeven.
In 2002 is in opdracht van Uneto-VNI door Kiwa
WR
in
een proefleidinginstallatie de invloed van leidingmateriaal op de groei van legionellabacteriën onderzocht.
Hierbij zijn leidingen van koper, roestvast staal (rvs) en
cross-linked polyethyleen (PE-Xa) via een bepaald tappatroon doorstroomd met water van 37 °C uit een boiler. Bij deze temperatuur treedt groei op in de boilers,
Heeft het leidingmateriaal invloed op de vorming van
ondanks een verblijftijd van het water van een halve
dag. Legionellabacteriën vermeerderen zich ook in de 5
biofilm en het gedrag van legionella bij doorstroming
m lange uittapleidingen bij doorstroming met warm
(37 °C) leidingwater uit de boiler en bij simulatie van
van water met verschillende temperaturen? Kiwa
huishoudelijk verbruik. Na desinfectie van de boilers
met water van 70 °C blijkt dat legionellabacteriën zich
Water Research heeft in opdracht van Uneto-VNI onder-
langdurig kunnen handhaven in de leidingen die met
water van 37 °C worden doorstroomd. Stagnatie ver-
zocht of de hypothese stand houdt dat het materiaal
oorzaakte zelfs bij deze relatief korte leidingen in het
in een leidingwaterinstallatie niet uitmaakt, zolang
meest. Het aantal legionellabacteriën in het water uit
water een duidelijke toename, bij
PE-Xa
verreweg het
de koperen leidingen was een factor 10 lager dan in het
men zich houdt aan het thermisch beheersconcept.
water uit de leidingen van rvs en PE-Xa. Legionella-aantallen in de biofilm waren het hoogst op
PE-Xa
en het
laagst op koper.
Het onderzoek in 2002 is uitgevoerd bij een optimale
groeitemperatuur voor de legionellabacterie van 37 °C,
zodat ‘worst case’ condities zijn gecreëerd. Onder praktijkomstandigheden wordt deze temperatuur vrijwel
uitsluitend bereikt in mengwatersystemen. Na dit
onderzoek was de hypothese dat het materiaal dat
wordt toegepast in een leidingwaterinstallatie niet
uitmaakt, zolang men zich houdt aan het thermisch
beheersconcept. Dit thermisch beheersconcept houdt
in dat de temperatuur van koudwater op het tappunt
niet hoger is dan 25 °C, terwijl voor warmwater op het
tappunt een temperatuur van ten minste 55 °C in
woninginstallaties en ten minste 60 °C in collectieve
leidinginstallaties moet worden bereikt. In dat opzicht
TEKST EN FOTOGRAFIE: WILL SCHEFFER
50
Intech K&S
September ’07
werd het relevant gevonden de verschillen die kunnen
KS09 50-52
28-08-2007
boiler
13:06
Pagina 51
mengventiel
4 leidingmaterialen
o
70 C
70 oC
25 oC
37 oC
55 oC
60 oC
positie uitneembare
leidingstukjes
70 oC
positie dode leidingstukjes bij aansluiting
70 oC
3. In de laatste anderhalve meter van elke onderzoeksleiding is een aantal uitneembare leidingsegmenten aange15 m
bracht die voor onderzoek aan de biofilm kunnen worden
uitgenomen.
2. Schematische weergave van de proefleidinginstallatie.
- bepalen van de verschillen in biofilmvorming, groei
optreden tussen de genoemde materialen, ook te
onderzoeken bij de temperaturen in koud- en warmwateruittapleidingen.
en handhaving van legionella tussen de materialen bij
doorstroming van de leidingen met water van 37 °C;
- bepalen van de verschillen in effect van doorstroming met heet water van 55 °C en eventueel 60 °C
Doel vervolgonderzoek
Het vervolgonderzoek is, nadat een nieuwe proefin-
op het aantal legionellabacteriën in de biofilm en in
de waterfase.
stallatie was gebouwd, gestart in 2004. Uneto-VNI,
Voor dat zo’n onderzoek kan worden gestart, moet
Arnomij Leidingsystemen en Copper Benelux waren de
eerst het proces van biofilmvorming in de onderzoeks-
opdrachtgevers. Onderzocht is de invloed van door-
leidingen op gang worden gebracht en de groei van le-
stromen van uittapleidingen van verschillende materi-
gionella worden bevorderd door enten (eerste op-
alen op het gedrag van legionella. Voor de nu 15 m
kweekfase) toe te passen.
lange uittapleidingen zijn de gebruikte leidingmaterialen dezelfde als toegepast in het onderzoek van 2002,
Proefleidinginstallatie
doch
is toegevoegd als vierde materiaal. In de
Voor het vervolgonderzoek is een proefleidinginstalla-
proefleidinginstallatie is het huishoudelijk water-
PVC-C
tie gebouwd (figuur 1 en 2). De aanvoer van het drink-
gebruik gesimuleerd door tappingen volgens het tap-
water tot aan de vier boilers heeft plaats door een wa-
schema uit NEN 5128 klasse 1 (basis tappatroon + 1 douche-
terleiding van hard PVC met een diameter van 20 mm.
tapping in de avond van 46,7 l) met een tapdebiet van
Voor dit materiaal is volgens onderzoeker ir. Frank
3,5 l/min. De getapte waterhoeveelheid per onder-
Oesterholt gekozen, omdat het vrijwel niet bijdraagt
zoeksleiding komt daarmee op 128 l/dag.
aan biofilmvorming. De boilers hebben een inhoud van
De doelstellingen van het onderzoek zijn:
elk 80 l en een binnenwerk van staal met emaillen co-
- bepalen van de verschillen in biofilmvorming, groei
ating. Gedurende het hele onderzoek is een boiler-
en handhaving van legionella tussen de materialen bij
temperatuur van 70 °C gehandhaafd. Het leidingwerk
doorstroming van de leidingen met water van 25 °C;
rond de boiler is uitgevoerd in hetzelfde leidingmateriaal als de onderzoeksleidingen in de nageschakelde
installatie. Voor elk leidingmateriaal zijn hulpstukken
en appendages gebruikt die ook in de praktijk bij dat
materiaal worden toegepast. Achter de boilers bevinden zich de thermostatische mengventielen met een
instelbereik van 20 tot 70 °C en een instelnauwkeurigheid van ± 1 °C. Het mengventiel wordt gevoed met
koud drinkwater en met water van 70 °C uit de boiler.
Direct na het mengventiel splitst de mengleiding in
twee parallelle onderzoeksleidingen met elk een lengte van 15 m. Aan het einde van elke onderzoeksleiding
bevindt zich een monsternamepunt, een luchtgestuurde klep en een flowmeter. De luchtgestuurde klep is
normaal gesloten en opent zich voor een tapping. De
klep wordt aangestuurd door een computerprogramma op basis van een daarin opgenomen tappatroon. In
4. In koppelleidingen zijn pompen aangebracht, waarmee tijdens de opstart
de laatste anderhalve meter van elke onderzoekslei-
voor het kweken van biofilm water continu wordt gecirculeerd in de
ding is een aantal uitneembare leidingsegmenten
onderzoeksleidingen, zodat de opbouw en verdeling van de biofilm gelijk-
aangebracht (figuur 3) die voor onderzoek aan de bio-
matig verloopt.
film kunnen worden uitgenomen. Voorbij deze lei-
Intech K&S
September ’07
51
>
28-08-2007
13:06
Pagina 52
INVLOED WATERTEMPERATUUR OP GEDRAG VAN LEGIONELLA IN PROEFLEIDINGINSTALLATIE (1)
materiaal
specificatie
diameter (mm)
buiten
binnen
roestvast staal (rsv)
RSV
316, naadloos
18,0
16,0
koper
halfhard, geoxideerd
15,0
13,0
polyethyleen, crosslinked (PEX)
peroxide crosslinkage, externe coating
16,4
12,0
PVC-C
nagechloreerd PVC (gehard PVC)
16,0
14,2
Tabel 1. In het onderzoek toegepaste leidingmaterialen.
dingsegmenten bevindt zich een korte koppelleiding
van vermeerdering van legionellabacteriën. Mogelijk
met afsluiter, waarmee de twee parallelle leidingen
dat dit effect is veroorzaakt door de hogere kopercon-
van hetzelfde materiaal (tijdelijk) aan elkaar kunnen
centraties (factor 100 ten opzichte van rvs/PVC-C en fac-
worden verbonden. In de koppelleiding is een circula-
tor 35-60 bij PE-X) die in de biofilm van de koperen lei-
tiepomp aangebracht (figuur 4).
dingen zijn aangetroffen en die de groei van legionella
Frank Oesterholt licht toe dat met deze pomp tijdens de
hebben geremd. In het koperen leidingensysteem
opstart en opkweekperioden water continu wordt gecir-
moest tijdens een opkweekfase meerdere malen een
culeerd over beide onderzoeksleidingen, zodat de op-
ent worden uitgevoerd om de groei op gang te bren-
bouw en verdeling van de biofilm gelijkmatig verloopt.
gen. Een kortstondige thermische desinfectie van 5
Er wordt dus niet gecirculeerd over de boiler en/of
min met water van 70 °C in de derde opkweekfase
mengventiel. De circulatie kan dus de temperatuurval
bleek een gunstig effect te hebben op de snelheid van
niet beperken. Om de temperatuur zo lang mogelijk vast
groei van legionellabacteriën in de daaropvolgende
te houden zijn de onderzoeksleidingen zo goed mogelijk
periode, waarin de opkweekcondities waren hersteld.
geïsoleerd. Om de ideale kweektemperatuur (37 °C)
Dit wijst erop dat de samenstelling van de biofilm een
weer te herstellen is in de opstartperiode en tussentijd-
belangrijke rol speelt bij de groei van legionella. Er is
se opkweekperioden, waarbij biofilm en legionella zijn
ook een duidelijke installatietechnische oorzaak aan-
gekweekt, het water in de onderzoeksleiding eens per
wijsbaar, waardoor de opkweek zo traag is verlopen.
uur (gedeeltelijk) ververst. Toch bleek de temperatuur-
Zoals eerder aangegeven was het in deze installatie
daling in de opkweekfase een probleem, daarom kostte
niet mogelijk water te circuleren over het boiler-
het veel moeite en tijd om legionellabacteriën te kwe-
systeem en daarmee het hele systeem op temperatuur
ken, vooral in de koperen onderzoeksleidingen.
te houden. Dat betekent dat een temperatuur voor optimale groei –namelijk een mengwatertemperatuur
Opkweekfase
van 37 à 40 °C– alleen wordt bereikt tijdens de kort-
De eerste opkweekfase duurde 113 dagen, de tweede
stondige tapping. Na de tapping neemt de tempera-
opkweek 99 dagen en de laatste opkweek maar liefst
tuur weer langzaam af tot kamertemperatuur. Het
262 dagen. De lengte van die opkweekperioden is uit-
verhogen van de tapfrequentie lijkt dan voor de hand
sluitend bepaald door de langzame vermeerdering en
liggend, maar dit leidt tot een (te) grote uitspoeling
soms zelfs sterfte van legionella in de koperen leidin-
van legionellabacteriën. Het aantal legionellabacte-
gen tijdens opkweekcondities. In de leidingen van de
riën in het water tijdens recirculatie en verversing van
andere materialen was er aanzienlijk sneller sprake
1 l/leiding per uur in de eerste opkweekfase bereikte
maximumwaarden van 4.000 (koper), 60.000 (rvs) tot
PVC-C
PEX
RVS
1.000.000 (PE-X, Pvc-C) per l.
Cu
1,E+07
Legionella-gehalte in kve/l
KS09 50-52
Intech tv
1,E+06
In de komende uitgaven van Intech K&S worden de
resultaten besproken van de verschillende onderzoeks-
1,E+05
fasen. Een video over de proefleidinginstallatie door ir.
1,E+04
Frank Oesterholt van Kiwa
WR
is te zien op
www.intechks.nl, bij achtergrondinformatie.
1,E+03
<
1,E+02
1,E+01
1,E+00
Cu
BRON:
0
20
40
60
80
100
120
Tijd (dagen)
Invloed van de watertemperatuur op de groei van
Legionella in een proefleidinginstallatie met verschillen-
5. Verloop van de legionellaconcentratie tijdens de eerste opstartfase met
de leidingmateriaal, Frank Oesterholt en Harm
recirculatie (een pijltje geeft het moment van een enting aan).
Veenendaal, Rapport KWR 06.110, juni 2007.
52
Intech K&S
September ’07