Sie lassen die Leitungen desinfizieren, die anschließende Probe ist in Ordnung, und zwei Wochen später sind die Bakterien zurück. Oft sogar in größerer Zahl als vorher. Es ist eine der frustrierendsten Situationen in der Wasseraufbereitung, und es liegt selten am Desinfektionsmittel. Die Ursache liegt in dem, was nach der Desinfektion in der Leitung zurückbleibt: dem Biofilm.
Das gilt für Sanitärleitungen in einem Gebäude genauso wie für Prozesswasser in der Lebensmittelindustrie oder die Tränkwasserleitungen in einem Stall.
Was ist ein Biofilm?
Ein Biofilm ist eine Schleimschicht an der Innenwand von Leitungen, Puffertanks und Armaturen. Bakterien heften sich an die Oberfläche und bilden eine schützende Matrix aus Zuckern, Proteinen und anderen Stoffen, die sogenannten EPS (extrazelluläre polymere Substanzen). Darin leben sie zusammen, geschützt vor Strömung, Temperaturschwankungen und Desinfektionsmitteln. Krankheitserreger wie Legionellen und Pseudomonas finden dort ein ideales Versteck.
Oft unterschätzt wird, wie viel diese Schicht enthält. Schätzungsweise 95 % aller Mikroorganismen in einem Wasserverteilungsnetz leben im Biofilm, und nur ein kleiner Teil frei im Wasser selbst (Wingender und Flemming, 2004). Eine Wasserprobe zeigt also nur die Spitze des Eisbergs.
Warum eine Desinfektion den Biofilm nicht erreicht
Ein Desinfektionsmittel muss zuerst durch diese schützende Matrix, bevor es die Bakterien erreichen kann. Unterwegs reagiert es mit den organischen Stoffen in der Schleimschicht und wird verbraucht. In den tieferen Schichten des Biofilms kommt daher oft nur noch ein Bruchteil der ursprünglichen Konzentration an.
Das erklärt, warum Bakterien im Biofilm so viel schwerer abzutöten sind als Bakterien, die frei im Wasser schweben. In der Literatur werden Unterschiede von bis zu 1.500-mal höherer Widerstandsfähigkeit gegen Biozide berichtet (Sauer et al., 2007). Chlor ist dafür ein typisches Beispiel: ein starkes, aber wenig selektives Oxidationsmittel, das mit fast allem reagiert, was es antrifft, und so schon an der Außenseite des Biofilms verbraucht wird.
Abtöten ist nicht dasselbe wie Entfernen
Das ist der Kern des Problems. Eine Desinfektion, die die Bakterien an der Oberfläche abtötet, lässt den Biofilm selbst oft einfach zurück. Die abgestorbenen Zellen und die Matrix bleiben an der Leitungswand haften.
Diese zurückbleibende Biomasse ist kein harmloser Rest: Sie ist Nahrung. In Laboruntersuchungen mit Trinkwasser stellten Nocker et al. (2021) fest, dass Bakterien nach einer thermischen oder chemischen Desinfektion innerhalb von fünf bis sieben Tagen wieder ihr ursprüngliches Niveau erreichten. Nach vierzehn Tagen lagen die Zahlen sogar 59 bis 77 % höher als in Wasser, das überhaupt nicht desinfiziert worden war. Die überlebenden Bakterien ernähren sich von den abgestorbenen Zellen. Die Forscher folgern, dass es beim Desinfizieren nicht nur ums Abtöten geht, sondern ebenso um das Entfernen dieser toten Biomasse.
Anders gesagt: Eine Desinfektion, die nicht reinigt, kann eine Verkeimung kurzfristig sogar verschlimmern.
Fünf Gründe, warum die Verkeimung zurückkehrt
- Zurückbleibende Biomasse. Tote Zellen und Matrix bleiben zurück und dienen den Überlebenden als Nährboden.
- Überlebende Bakterien tief im Biofilm. Was die Desinfektion nicht erreicht, beginnt sofort wieder zu wachsen.
- Totleitungen und Stagnation. In Leitungsabschnitten, in denen das Wasser kaum oder gar nicht fließt, kommt das Desinfektionsmittel nie an, während der Biofilm ungestört weiterwächst.
- Eine zu niedrige oder unterbrochene Dosierung. Eine Konzentration, die Bakterien knapp nicht abtötet, selektiert die tolerantesten Arten. Pseudomonas aeruginosa ist für diese erhöhte Toleranz in Biofilmen bekannt.
- Sich lösende Biofilmstücke. Bei Druckschwankungen oder einem plötzlich höheren Durchfluss lösen sich Fragmente, die an anderer Stelle im Leitungsnetz eine neue Kolonie bilden (Choi und Morgenroth, 2003).
Wie verhindern Sie, dass der Biofilm zurückkehrt?
Ein dauerhaftes Ergebnis erfordert zwei Schritte, in dieser Reihenfolge.
Zuerst den Biofilm entfernen, nicht nur desinfizieren
Eine gründliche Reinigung oder Stoßdesinfektion muss den Biofilm tatsächlich von der Leitungswand lösen, damit auch die tote Biomasse aus dem System gespült wird. Hier geht es am häufigsten schief: Es wird desinfiziert, aber nicht gereinigt.
Danach kontinuierlich mit niedriger Dosierung schützen
Sind die Leitungen sauber, verhindert eine kontinuierliche, niedrige Dosierung, dass sich der Biofilm erneut aufbaut. Das Desinfektionsmittel muss dann allerdings bis zur letzten Zapfstelle wirksam bleiben, nicht nur direkt nach der Dosierstelle.
Chlordioxid eignet sich für beide Schritte besonders gut. Es ist ein selektives Oxidationsmittel, das nicht mit jedem organischen Stoff reagiert, und wird daher weniger schnell verbraucht als Chlor. Da es als gelöstes Gas im Wasser vorhanden bleibt, dringt es durch den Biofilm und löst ihn ab. Mehr dazu lesen Sie in unserem Artikel Wie funktioniert Chlordioxid?
Praktische Maßnahmen
Darüber hinaus machen einige einfache Maßnahmen einen großen Unterschied:
- Beseitigen Sie Totleitungen und vermeiden Sie Stagnation durch regelmäßiges Spülen.
- Messen Sie die Wasserqualität an den Zapfstellen, nicht nur an der Einspeisung.
- Überwachen Sie den Restgehalt des Desinfektionsmittels, damit Sie wissen, dass es bis zum Ende der Leitung wirkt.
Bei Konax® arbeiten wir immer in dieser Reihenfolge: zuerst den Biofilm entfernen, danach die Anlage kontinuierlich schützen und online überwachen, damit eine Abweichung gemeldet wird, bevor sie zum Problem wird.
Häufig gestellte Fragen
Wie schnell kehrt ein Biofilm nach einer Desinfektion zurück?
Oft innerhalb weniger Tage. In Untersuchungen erreichten Bakterien nach einer thermischen oder chemischen Desinfektion innerhalb von fünf bis sieben Tagen wieder ihr ursprüngliches Niveau, wenn die tote Biomasse nicht entfernt wurde.
Warum wirkt Chlor schlecht gegen Biofilm?
Chlor reagiert mit fast allen organischen Stoffen, auf die es trifft, und wird daher schon an der Außenseite des Biofilms verbraucht. Die Bakterien in den tieferen Schichten werden kaum erreicht.
Ist eine gute Probe nach einer Desinfektion eine Garantie?
Nein. Eine Probe misst vor allem die Bakterien, die frei im Wasser schweben, während die überwiegende Mehrheit im Biofilm an der Leitungswand lebt. Ein gutes Ergebnis kurz nach einer Desinfektion sagt wenig über die Situation zwei Wochen später aus.
Wie entferne ich einen Biofilm dauerhaft?
Indem der Biofilm zuerst wirksam abgelöst und ausgespült wird und die Leitungen danach kontinuierlich mit einer niedrigen Dosierung eines Mittels geschützt werden, das bis zur Zapfstelle wirksam bleibt. Eine einmalige Desinfektion reicht selten aus.
Hilft Spülen gegen Biofilm?
Spülen verhindert Stagnation und verlangsamt den Aufbau, entfernt aber keinen bestehenden Biofilm. Dafür ist eine reinigende Behandlung nötig.
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