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ECOPATENT Deutsch

Zellstoff Einweg Verbrauchsmaterial & Zerkleinerer

Verbrauchsdaten und Abwasserbelastung des ÖKO-finisher

Bericht zum Probelauf des ÖKO-finisher

im Universitäts – Klinikum Benjamin Franklin,
Berlin

Bearbeitet für BOSK Aktiengesellschaft
Altwiese 10    7250 Netphen

 

Erstellt von

ICUIngenieurconsulting



Umwelt und Bau

Dr. Wiegel, März und Partner Ingenieure

Wexstraße 21 10715 Berlin

Berlin, März 2001

Verbrauchsdaten und

Abwasserbelastung

des ÖKO-finisher



Inhaltsverzeichnis

1 Veranlassung

2 Aufbau

2.1 Standort

2.2 Aufbau

3 Durchführung

3.1 Verbrauchsermittlung

3.2 Untersuchung des Abwassers

4 Ergebnisse

4.1 Verbrauchswerte

4.1.1 Verbrauchswerte pro Bezugsgruppe

4.1.2 Verbrauchswerte je Arbeitszyklus

4.2 Abwasserbelastung

5 Diskussion / Hochrechnung

5.1 Verbrauch an Einwegmaterialien

5.2 Abwasserbelastung

5.2.1 Vorbetrachtung zur Abwasserbelastung

5.2.2 Zusatz-Belastung des Krankenhaus-Abwassers

5.2.3 Zusatz-Belastung des kommunalen Abwassers

5.2.4 Auswirkungen auf die Kläranlagen

5.2.5 Entsorgung von Rückständen aus Kläranlagen

5.2.6 Fazit zur Abwasserbelastung

5.3 Verbrauch von Strom und Wasser im Vergleich

6 Zusammenfassung

7 Literatur

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1:
Verbrauchswerte im Versuch

Tabelle 2: Belegung und Steckbeckennutzung in den bilanzierten Patienten-Zimmern

Tabelle 3: Tages-Verbrauchswerte in Stückzahlen nach Bezugsgruppen

Tabelle 4: Tages-Verbrauchswerte in Massen nach Bezugsgruppen

Tabelle 5: Zyklusspezifische Verbrauchsdaten des ÖKO-finisher

Tabelle 6: Abwasseranalysen und –frachten

Tabelle 7: Konzentrationserhöhungen des Krankenhaus-Abwassers durch maximalen ÖKO-finisher-Einsatz.

Tabelle 8: Ansätze zur Berechnung der Steckbecken-Fracht pro Einwohner im Siedlungsraum Berlin

Tabelle 9: Zunahme der einwohnerspezifischen Abwasserfracht an belastenden Stoffen durch Einweg-Steckbecken

Tabelle 10: Verbrauchsspannen der Alternativsysteme mit gewählten Ansätzen

Tabelle 11: Verbrauch der Alternativsysteme bei Varianten eines Tagesbedarfes

Abbildungsverzeichnis

Abbildung :
Verbrauchte Stückzahlen an Einwegmaterialien

Abbildung 2: Tages-Verbrauchswerte in Massen nach Bezugsgruppen

Abbildung 3: Abhängigkeit der mittleren CSB-Konzentration von Krankenhausabwasser vom Wasserverbrauch


Veranlassung

In Krankenhäusern und anderen medizinischen und sozialen Einrichtungen werden für Patienten, die das Bett nicht verlassen können, für die tägliche Toilette sogenannte Steckbecken und Urinflaschen verwendet. Diese bestehen bisher in der Regel aus Edelstahl, Kunststoff und gelegentlich Glas.

Diese Systeme werden mehrfach verwendet und über Spülgeräte unter Einsatz von aufgewärmtem Wasser bzw. Dampf (und der dazu erforderlichen Energie) sowie Chemikalien (insbesondere zur Entkalkung) gereinigt.

Die Fa. BOSK bietet mit dem ÖKO-finisher eine Alternative zu diesen Systemen an. Bei dem Produkt handelt es sich um ein Zerkleinerungsaggregat, das benutzte Einwegsysteme aus Altpapier wie Töpfe, Bettpfannen, Urinflaschen, Nierenschalen und Sputumbehälter als Einwegbehälter zerkleinert, dabei mit Wasser vermischt und abschließend in die Kanalisation
entläßt.

Grundsätzlich ist das Einspülen von zerkleinerten Abfällen – zu denen auch die verwendeten Einwegbehälter gehören – nicht zulässig, es sei denn, daß die Zusatzbelastung des Abwassers sehr gering ist, und die Grenzwerte bzw. Bestimmungen insbes. der Indirekteinleiterverordnung nicht berührt sind. Eine erste Abschätzung zur zusätzlichen Abwasserbelastung wurde im Gutachten der ICU vom 19.April 2000 geliefert. Dort mußte mit abgeschätzten Spannbreiten gearbeitet werden, da der tatsächliche Bedarf an Behältern im praktischen Stationseinsatz bislang nicht konkret bilanziert wurde.

Das Universitätsklinikum Benjamin Franklin (nachfolgend mit „UKBF“ abgekürzt) in Berlin erklärte sich bereit, den ÖKO-finisher im Stationseinsatz zu testen. Sämtliche Verbrauchsdaten des ÖKO-finisher in diesem Versuchsbetrieb wurden aufgenommen. Der vorliegende Bericht stellt Durchführung und Ergebnisse dar. Im Zuge dieses Versuchs wurden Abwasserproben gezogen und auf die wesentlichen abwassertechnischen Parameter untersucht. Aus den gewonnenen Ergebnissen sollte eine genauere Bewertung insbesondere der abwassertechnischen Auswirkungen des Betriebes ermöglicht werden.

Zweck der hier vorgestellten und diskutierten Ergebnisse ist es insbesondere, den Krankenhäusern, die an der Installation des ÖKO-finisher interessiert sind, für ihre abwasserrechtliche Mitteilungspflicht gegenüber den zuständigen Behörden und diesen selbst eine Beurteilungsgrundlage zu liefern.

Aufbau

2.1 Standort

Der ÖKO-finisher wurde am 19.Jan.2001 auf der Traumatologie – Station 30 B des UKBF installiert. Die Station wurde gewählt, da der Anteil an Steckbecken-bedürftigen Patienten hier besonders hoch ist. Die Station verfügt über 34 Betten, von denen 10 (aus vier Zimmern) an den ÖKO-finisher angeschlossen wurden. Die Verbrauchsmaterialien wurden in den sog. Vorzonen – dies sind kleine Lagerräume für Pflegematerialien direkt vor den Krankenzimmern – in ausreichender Stückzahl gelagert. In diesen Vorzonen befinden sich auch
die konventionellen Steckbecken-Spülgeräte, die mit Kalt- und Warmwasser sowie ggf. Dampf aus dem zentral versorgten Netz des UKBF gespeist werden.

Die Pflegedienstleitung und das Pflegepersonal erklärten sich interessiert und bereit, das Gerät über den Versuchszeitraum vom 19. Januar bis zum 7. Februar 01 zu benutzen.
Die Versuchszeit betrug also 18 ganze und 2 halbe, somit zusammen 19 Tage.

2.2
Aufbau

Für die Bilanzierung der Verbrauchsdaten wurde der ÖKO-finisher mit einem Strom-Zwischenzähler (Genauigkeit 0,1 kWh) und einer Wasseruhr (Genauigkeit 0,1 l) ausgestattet, um Energie- und  Wasserverbrauch ermitteln zu können. Von einem ursprünglich geplanten Taktzähler zur Laufhäufigkeit wurde aus praktischen Gründen Abstand genommen, da der
ÖKO-finisher pro Arbeitszyklus eine Wassermenge von sehr konstant 21,2 l verbraucht und somit vom Wasserbrauch auf die Anzahl der Betriebsabläufe geschlossen werden kann.

Um die Anzahl der im Versuch verbrauchten Behälter zu ermitteln, wurde oberhalb des ÖKO-finisher eine Reihe von „Zählgefäßen“ angebracht. Jedes der sechs Zählgefäße wurde mit dem Symbol des verbrauchten Behälters beschriftet (z.B. „Urinflasche“, „Bettpfanne“). In einem Vorratsgefäß daneben lagerte ein Vorrat an Holzperlen. Aus diesem nimmt die Pflegekraft nach Einwurf des Behälters in die Maschine eine Perle und wirft sie in das entsprechende Zählgefäß. Wenn die Maschine gestartet wird, wird eine weitere Perle in ein
extra Zählgefäß „Gerät gestartet“ eingeworfen.

Ein ebenfalls ausgehängtes Blatt über dem ÖKO-finisher ermöglichte den Pflegekräften, Besonderheiten und Störungen zu notieren.

3 Durchführung

3.1 Verbrauchsermittlung

Nach Einweisung in die Funktion des ÖKO-finisher durch den Hersteller wurde der Probebetrieb aufgenommen. Im Abstand von 1-2 Tagen wurden in vorbereitete Formblätter durch Frau Dr. Prangen, Umweltbeauftragte des UKBF, im Wechsel mit ICU am ÖKO-finisher aufgenommen:


Anzahl der Verbrauchsperlen je Behälter
(nachfolgend Rückfüllung in den Vorratsbehälter)

·
Zählerstände von Strom und Wasserzähler.

·
Zusätzlich wurde, um die Verbrauchszählung zu
überprüfen, der Bestand an Behältern in den Vorzonen regelmäßig nachgezählt.
Nachbestückungen (erforderlich insbesondere von Urinflaschen), wurden dabei
natürlich ebenfalls erfaßt.

3.2 Untersuchung des Abwassers

Da die Abwasserbelastung einen wesentlichen Untersuchungspunkt darstellt, wurde diese in Anwesenheit der Berliner Wasserbetriebe (BWB) am 5.2.01 wie folgt untersucht:

Das Ablaufrohr des ÖKO-finisher zur Kanalisation wurde abgezogen und durch ein gerades Rohrstück ersetzt, das in eine Auffangwanne mit 30 l Volumen führte.

2 Bettpfannen und 1 Nachttopf wurden auf einer elektronischen Küchenwaage (Anzeigeteilung 2 g) verwogen (Gesamtgewicht 172 g).
Auf die Verwendung benutzter Behälter wurde verzichtet, da die Ausscheidungen systemunabhängig ohnehin ins Abwasser gelangen.

Die gewogenen Behälter wurden in den ÖKO-finisher gegeben und dieser gestartet. Das gesamte Abwasser (lt. Zählerablesung 21,1 l) wurde in der Wanne aufgefangen. Nach kräftigen Umrühren zog der Vertreter der BWB zwei Proben in PE-Flaschen mit je 2 l Inhalt.

Zur Absicherung der Ergebnisse wurden vom Wasserlabor LSG/ELAB in Siegen ebenfalls Proben des nur mit dem zerkleinerten Einwegmaterial belasteten Wassers gezogen und analysiert.

4 Ergebnisse

4.1 Verbrauchswerte

Die Verbrauchsdaten sind in der nachstehenden Abbildung und Tabelle aufgeführt, angegeben sind in Tabelle 1 zunächst die Strom- und Wasserwerte und nachstehend die verbrauchten Einweg-Artikel nach „Perlen“-zählung am Gerät und nach Der Differenz im „Bestand“. Verbrauchte Einwegartikel für Testläufe der Maschine sind bei der Bestandszählung bereits abgezogen.

Die am häufigsten verwendeten Artikel sind Urinflaschen, Bettpfannen und Nierenschalen. Die Verbrauchsabweichungen nach den Bilanzierungsmethoden sind bei Nierenschalen erheblich. Ursache hierfür ist die bisher praktizierte und weitergeführte Entsorgungsmethode, kaum verunreinigte Nierenschalen in den Abfall zu geben und nicht in den Ökofinisher.

Insgesamt ist der Massenverbrauch nach Bestandszählung um 13,7 % höher als bei der Perlenzählung. Zieht man die Nierenschalen-Gewichtsdifferenz (1.716 ./. 550 = 1.166 g) vom Summengewicht der Bestandszählung ab, kommt man auf einen nur mehr geringfügig höheren Mengenbetrag der Bestandszählung von 165 g bzw. 1,7 % gegenüber der Perlenzählung.

Abbildung 1: Verbrauchte Stückzahlen an Einwegmaterialien

 

 

 

 

Medium

Einheit

Vor

Nach

Verbrauch

Strom

KWh

52.025,0

52.028,6

3,6

Wasser

Liter

853,5

2.490,6

1.637,1

Einweg-Artikel

Nach „Perlenzählung“ am Gerät

Stück

g/Stück

Gesamt g

Anteil Gewicht

Nierenschale

25

22

550

5,7%

Nachttopf flach

5

79

395

4,1%

Nachttopf tief

6

128

768

7,9%

Bettpfannen

71

50

3.550

36,6%

Urinflaschen

60

70

4.200

43,2%

Topfdeckel

4

62

248

2,6%

Summe

171

9.711

100,0%

Einweg-Artikel

Nach Bestandszählung

Stück

g/Stück

Gesamt g

Anteil Gewicht

Nierenschale

78

22

1.716

15,5%

Nachttopf flach

4

79

316

2,9%

Nachttopf tief

4

128

512

4,6%

Bettpfannen

74

50

3.700

33,5%

Urinflaschen

65

70

4.550

41,2%

Topfdeckel

4

62

248

2,2%

Summe

229

11.042

100,0%

Tabelle 1: Verbrauchswerte im Versuch

Trotz Zähldifferenzen der Einzelbehälter ergeben sich unter Berücksichtigung der Nierenschalen kaum Unterschiede in der Massenermittlung zwischen der Perlen- und der Bestandszählung.

Für die folgenden Berechnungen wird trotzdem der Maximum-Betrag nach Bestandszählung zu Grunde gelegt.

4.1.1 Verbrauchswerte pro Bezugsgruppe

Die oben genannten absoluten Beträge an Einwegmaterialien werden nachfolgend als Tagesverbrauchswerte aufgearbeitet. Sinnvolle Bezugsgrößen dafür sind


Planbetten,
d.h. die vorhandenen Betten ohne Rücksicht auf Belegung (hier: 10 Betten)

2.
Patienten
bzw. belegte Betten ( = Planbettanzahl x Belegungsgrad)

3. Steckbecken-Nutzer

Grundlage dafür ist die von der Stationsleitung der Traumatologie aufgenommene Belegungs- und Nutzungssituation der an den ÖKO-finisher angeschlossenen Räume, die in Tabelle 2 ausgewiesen ist.

Betten:

10

Tagessumme

Anteile

Patienten

Steckbecken-Nutzer (SN)

Belegungsgrad

SN von

Patienten

SN von

Planbetten

Mon

Tag

Frauen

Männer

Summe

Jan

19

8

3

2

5

80%

63%

50%

Jan

20

6

2

2

4

60%

67%

40%

Jan

21

5

2

2

4

50%

80%

40%

Jan

22

8

4

2

6

80%

75%

60%

Jan

23

7

0

1

1

70%

14%

10%

Jan

24

7

0

1

1

70%

14%

10%

Jan

25

8

1

1

2

80%

25%

20%

Jan

26

7

2

2

4

70%

57%

40%

Jan

27

6

1

1

2

60%

33%

20%

Jan

28

7

2

1

3

70%

43%

30%

Jan

29

8

2

1

3

80%

38%

30%

Jan

30

8

2

1

3

80%

38%

30%

Jan

31

8

3

1

4

80%

50%

40%

Feb

1

8

2

2

4

80%

50%

40%

Feb

2

8

3

0

3

80%

38%

30%

Feb

3

9

2

0

2

90%

22%

20%

Feb

4

8

1

2

3

80%

38%

30%

Feb

5

7

0

1

1

70%

14%

10%

Feb

6

8

2

1

3

80%

38%

30%

Feb

7

10

3

0

3

100%

30%

30%

Summe/ Mittel

151

37

24

61

79%

40%

32%

Tabelle 2: Belegung und
Steckbeckennutzung in den bilanzierten Patienten-Zimmern

Danach nutzen 40 % der Patienten Steckbecken bzw. Urinflaschen, bezogen auf den aktuellen Betten-Auslastungsgrad von 79 % sind dies 32 % der (Plan)Betten.

Die Verbrauchswerte errechnen sich damit für den Versuchszeitraum wie folgt:

Stück/Tag

Urinflasche

Bettpfanne

kl.Topf

Gr. Topf

Nierens.

Deckel

Summe

Pro Bett

0,34

0,39

0,02

0,02

0,41

0,02

1,21

Pro Patient

0,43

0,49

0,03

0,03

0,52

0,03

1,52

Pro Nutzer

1,07

1,21

0,07

0,07

1,28

0,07

3,75

Tabelle 3: Tages-Verbrauchswerte in Stückzahlen nach Bezugsgruppen

Massen in g/Tag

Urin- flasche

Bettpfanne

kl.Topf

Gr. Topf

Nierens.

Deckel

Summe

Pro Bett

23,9

19,5

1,7

2,7

9,2

1,3

58,3

Pro Patient

30,1

24,5

2,1

3,4

11,6

1,6

73,4

Pro Nutzer

74,6

60,7

5,2

8,4

28,7

4,1

181,6

Tabelle 4: Tages-Verbrauchswerte in Massen nach Bezugsgruppen



Die Massen-Werte sind in der nachstehenden Abbildung nochmals ausgewiesen.

Abbildung 2: Tages-Verbrauchswerte in Massen nach Bezugsgruppen

4.1.2 Verbrauchswerte je Arbeitszyklus

Aus der Gegenüberstellung von verbrauchten Einwegmaterialien und Arbeitszyklen des ÖKO-finisher resultieren folgende spezifischen Verbrauchswerte je Arbeitszyklus des ÖKO-finisher (Die für Versuche benötigten 5 Läufe wurden zur Ermittlung des klinischen Bedarfs abgezogen):

Arbeitszyklen
rechn. Gesamt bei 21,15 l/Zyklus

77,40

Arbeitszyklen
für klinischen Bedarf

72,40

Wasserverbrauch

Liter/Zyklus

21,15

Stromverbrauch

Wh/Zyklus

46,51

Einwegartikel

Stück/Zyklus

3,16

Einwegartikel

Gramm/Zyklus

152,5

Feststoff
o. Fäkalien

g/l

7,21

Tabelle 5: Zyklusspezifische Verbrauchsdaten des ÖKO-finisher

4.2 Abwasserbelastung

Neben der von den Berliner Wasserbetrieben gezogenen Probe wurde vom Labor LSG/ELAB eine Steckbeckenmenge von 165 g (Trockensubstanzanteil 95 %) im Ökofinisher zerkleinert und die erste Ablaufcharge (13 l) beprobt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 ausgewiesen, wobei in diese Tabelle aufgenommen sind:


Umrechnung der Analysewerte auf die Gesamt-Abwassermenge
des Ökofinishers von 21,1 Liter

·
Spezifische Abwasserfracht pro 100 g
Einwegmaterial


Spezifische Abwasserfracht pro Steckbeckennutzer
und Tag bei einem Tagesverbrauch von 190 g Einwegmaterial


Spezifisches Abwasserfracht pro Planbett und Tag
bei einer zugrunde gelegten Maximal-Nutzung von 30 % Steckbeckennutzer, davon
100 % auf Einwegbasis.

Lt. Analysebericht setzten sich nach 0,5 h aus der Probe 9 ml/l ab. Dieser abgesetzte Teil und auch die übrigen Partikel der Suspension schwammen jedoch nach 2 h sämtlich auf.

Eine Analyse des Feststoff-Anteils in den abgesetzten 9 ml fand nicht statt. In der Suspension liegt der Trockenstoffanteil bei 1,2 Gew-%. Sicherheitshalber wurde dieser Betrag für das abgesetzte Feststoff/Wassergemisch auf 2,4 Gew.-% verdoppelt – daraus resultieren die rechnerischen Konzentrationswerte in mg TS/l und die daraus folgenden Frachtbeträge.

abwasseramalysen-frachten

abwasseramalysen-frachten



5 Diskussion / Hochrechnung

5.1 Verbrauch an Einwegmaterialien

Der Verbrauch an Einwegmaterialien, insbesondere Urinflaschen und Bettpfannen, wirkt – betrachtet man die pro Nutzer verwendeten Stückzahlen – niedrig. Ein Grund hierfür sind die überwiegend durch die
verwendeten Urinflaschen teilweise verursachten Geräteblockaden, die an 3 Tagen auftraten und das Pflegepersonal veranlaßten, auf das konventionelle System umzusteigen (Die im Versuch zunächst verwendeten Urinflaschen wurden in der letzten Versuchswoche durch eine neue Serie ausgetauscht, bei der diese Probleme
nicht mehr auftraten). Nach dem Zeitverhältnis von 3:19 Tagen wäre also ein rechnerischer Zuschlag von 15,7% geboten.

Relativiert wird dieser Zuschlag durch die prinzipiell unnötige Entsorgung von Nierenschalen, deren Verbrauch nach Bestandsszählung in die Bilanz eingerechnet wurde und insgesamt 15,5 % ausmachte, von denen 2/3,
d.h. rd. 10 %-Punkte des Verbrauchs, nur rechnerisch im ÖKO-finisher verarbeitet wurde.

Nichtsdestoweniger wirkt ein Verbrauchswert von ca. 180 – 190 g/Tag für einen Steckbeckennutzer realistisch, da alternativ


3 Bettpfannen (= 150 g)


2 Bettpfannen und 1 Urinflasche ( = 170 g)


1 Bettpfanne und 2 Urinflaschen ( = 190 g)

diesen Massenrahmen nicht überschreiten.

5.2 Abwasserbelastung

5.2.1 Vorbetrachtung zur Abwasserbelastung

Abbildung 3 zeigt
Wasserverbrauch und CSB-Belastung des Abwassers verschiedener Krankenhäuser, die von rd. 300 bis 900 l pro Bett und Tag variieren. In den nachstehenden Berechnungen wird eine Abwassermenge von 500 l/Bett,Tag als Bezugswert herangezogen.

Abbildung 3: Abhängigkeit der mittleren
CSB-Konzentration von Krankenhausabwasser vom Wasserverbrauch

Quelle: Gartiser, L.Brinker, 1996.

Das UKBF verbrauchte im Jahr 1999 eine Frischwasser-Gesamtmenge nach Abzug von Kühlwässern von 291.170,77 m³. Sprengwassermengen für die Grünanlagen sind darin nicht enthalten, da diese aus
eigenen Brunnen gefördert werden. Der Frischwasser-Verbrauch kann also – wie auch sonst in der Abrechnung üblich – als abgegebene Abwassermenge gewertet werden. Bei 1.100 Betten liegt der Tagesverbrauch also bei 725 l/Bett,Tag bzw. bei 797,7 m³/d.

Um allen eventuellen Mindereinschätzungen des Verbrauchs vorzubeugen, wird für die Abwasserbelastung durch den ÖKO-finisher zunächst der hier ermittelte Verbrauchsbereich der Traumatologie als typisch für die Krankenhaussituation angesetzt und daher gerundet mit 30 % Steckbeckennutzern weitergerechnet. Da die Traumatologie resp. Chirurgie mit Sicherheit im Steckbeckenbedarf deutlich über dem Mittelwert eines „normalen“ Krankenhauses liegt, wird dieser Ansatz in der Hochrechnung konservativ zu Lasten des ÖKO-finisher ausfallen ( den ermittelten 32 % Einsatz pro Planbett der Traumatologie steht eine mittlere
Bevorratung von Steckbecken in „normalen“ Krankenhäusern von 20 % der Planbetten gegenüber).

Diskutiert
wird die Bedeutung eines ÖKO-finisher-Einsatzes für zwei Bereiche
:
Zusatzbelastung des Krankenhaus-Abwassers
Zusatzbelastung des kommunalen Abwassersystems

5.2.2 Zusatz-Belastung des Krankenhaus-Abwassers

Die nachstehende Tabelle 7 weist die entstehende Belastung des Abwassers aus, wenn die in Tabelle 6, letzte Spalte, aufgeführten Frachten pro Bett und Tag auf 500 l Abwasser pro Bett und Tag verteilt werden; auch
dieser Betrachtung liegt zunächst zugrunde, daß die gesamte Steckbeckenversorgung auf Einwegbasis erfolgt.

Erkennbar sind Erhöhungen für die Parameter CSB, BSB5 und abfiltrierbare Stoffe. Dies auch für die absetzbaren Stoffe, wenn das 0,5-h-Ergebnis zugrundegelegt wird, nach der 2-h-Analyse erfolgt keine
Zunahme.

Der Vergleich mit den Bereichswerten kommunalen Abwassers zeigt, daß auch ein Krankenhaus mit hohem Nutzungsgrad von Einweg-Steckbecken den Konzentrationsbereich kommunalen Abwassers gerade erreicht. Das Krankenhaus-Abwasser verliert also für die Parameter CSB, BSB5 und abfiltrierbare Stoffe einen Teil seiner Fähigkeit, die Belastung des kommunalen Abwassers zu verdünnen.

Parameter

Einheit

Zus. Gehalt im Abwasser aus Steckb.

Bereich Krankenhaus-Abwasser (bei ca. 500 l/Bett,Tag)

Krankenhaus-Abwasser mit Steckbecken

Bereich häusl. Abwasser

Absetzb. Stoffe (0,5h)

mg TS/l

1,9

5 – 15

7 – 17

200-400

Absetzb. Stoffe (2,0h)

mg TS/l

<
0,1

5 – 15

5
– 15

200-400

Abfiltrierbare Stoffe

mg/l

108,7

100-200

209 – 309

300-600

Sulfat

mg/l

0,8

20-35

21 – 36

Max. 600

CSB hom

mg/l

152,7

500-700

653 – 853

600-1200

BSB5 hom

mg/l

37,7

250-500

288 – 538

300-600

N-Gesamt

mg/l

0,13

20-60

20
– 60

60-120

Tabelle 7: Konzentrationserhöhungen des Krankenhaus-Abwassers durch maximalen ÖKO-finisher-Einsatz

Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß diese Zusatzbelastung den exemplarisch nahezu schlechtesten abwassertechnischen Fall eines e i n z e l n e n Krankenhauses beschreibt, dessen hoher Steckbeckenbedarf ausschließlich über den Einsatz des ÖKO-finisher bedient wird.

Als weitere Mengengröße seien hier auch die verbrauchten Chemikalien des Krankenhausbetriebes zum Vergleich aufgeführt:

Nach Gartiser/Brinker erreicht die Gesamtsumme aller verwendeten und ins Abwasser entlassenen Tenside, Komplexbildner und Lösemittel sowie Säuren, Salzen, Alkalien und Desinfektionsstoffe folgende Beträge:


Universitätsklinikum Freiburg 113,5 g/Bett, Tag


Kreiskrankenhaus Offenburg 85,9 g/Bett, Tag

demgegenüber ÖKO-finisher-Rückstände (TS) 54,3 g/Bett, Tag

Mit dieser Gegenüberstellung soll lediglich gezeigt werden, welchen Massen an „einleitungsbewilligten“ Chemikalien der potentielle Eintrag des ÖKO-finisher gegenübersteht.

5.2.3 Zusatz-Belastung des kommunalen Abwassers

Für die Bewertung ggfs. auftretender Komplikationen im kommunalen Abwassernetz und Klärwerken wird im folgenden die Zusatzbelastung des kommunalen Abwassers durch die Einspülung von Einweg-Steckbecken ermittelt.

Der Berechnung – hier am Beispiel Berlin durchgeführt – liegen folgende Annahmen zu Grunde, die sich
in Tabelle 8 niederschlagen:


Der Steckbecken-Nutzungsanteil von 30 % der
Planbetten wird beibehalten


Für ein Drittel der Steckbeckennutzer werden
Einwegbehälter eingesetzt.

Einwohner Berlin

3.400.000

Krankenhaus-Betten Berlin

22.000

Krankenhaus-Betten pro Einwohner

0,00647

Einwohner pro Krankenhaus-Bett

154,5

Steckbecken-Nutzungsgrad pro Bett

30 %

Anteil Einweg-Konzept an
Gesamt-Versorgung

33,3 %

Verbrauch Einwegmaterial pro Nutzer
und Tag

190 g

Einweg-Verbrauch pro Tag, Gesamt

627 kg

Einweg-Verbrauch pro Einwohner und Tag

0,184 g

Abwasser aus Krankenhäusern pro Tag

11.000 m³

Krankenhaus-Abwasser pro Einwohner
und Tag

(dies entspricht einem Anteil von
2,5 % bei 130 l/Ew, Tag)

3,26 l

Tabelle 8: Ansätze zur Berechnung der Steckbecken-Fracht pro Einwohner im Siedlungsraum Berlin

Ziel der Berechnung ist zunächst zu ermitteln, wieviel Einweg-Steckbeckenmaterial pro Einwohner verbraucht bzw. eingespült wird. Es sind dies 0,184 g/Ew,d. Die pro 100 g Steckbeckenmaterial ins Wasser eingeleiteten Belastungsfrachten sind bekannt (Tab. 6).

Es können also die einwohnerspezifischen Zusatzbeträge berechnet werden. Dies erfolgt in Tabelle 9.

Grundfracht
pro Einwohner und Tag

Richtwerte
(g/Ew,d)

Zus,
Eintrag aus Steckbecken (g/Ew,d)

Zunahme

Trockensubstanz

70

0,176

0,25%

Absetzbare
Stoffe 0,5 h

50

0,0031

0,006%

Nicht abs.
Schwebstoffe

15

0,176

1,172%

Gelöste
Stoffe

125

Sehr gering

<< 1
%

BSB5 hom

60

0,06

0,102%

CSBhom

120

0,25

0,21%

Gesamt –
Stickstoff

11

0,00022

0,002%

Tabelle 9: Zunahme der einwohnerspezifischen Abwasserfracht an belastenden Stoffen durch Einweg-Steckbecken (Einwohnerspez. Richtwerte nach ATV)

Die Zusatzbelastung rangiert für Trockensubstanz, BSB5 und CSB im Bereich von 1-2,5 Promille. Den Spitzenwert nehmen die nicht absetzbaren Schwebstoffe mit 1,172 % ein. Allerdings wird konstatiert – so z.B.
von den Berliner Wasserbetrieben (mündl. Mitteilung vom 31.1.2001) -, daß diese Belastungsparameter in der hier gefundenen Größenordnung für die Funktion von Kanalnetz und Kläranlagen nahezu ohne Bedeutung sind.

Befürchtet wird in erster Linie eine zusätzliche Belastung des Kanalsystems durch absetzbare Stoffe. Nach den Analysen der Abwasserproben wurde eine geringe Absetz-Neigung der Steckbeckenflocken festgestellt, der
größte Teil blieb in suspendierter Form in der wässrigen Phase oder schwamm auf, was nach 2 h auch die vorher sedimentierten Partikel taten. Geht man vom nach 0,5 h abgesetzten Partikelanteil aus, ohne den späteren Aufschwimm-Effekt zu berücksichtigen, folgt daraus ein Anstieg der abgesetzten Massen von 0,006
%. Auf eine derzeitige Gewichtstonne abgesetzter Stoffe kämen also zusätzlich 60 Gramm an Steckbecken-Flocken.

Die Sorge um einen spürbar höheren Reinigungsaufwand des Kanalsystems erscheint nach dieser Betrachtung also unbegründet.

Zur Feststoff-Belastung des Abwassers sei noch auf die mehrfach diskutierte (und von der ATV mehrfach abgelehnte) Ableitung von zerkleinerten Küchenabfällen aus Privat-Haushalten in die Kanalisation
vergleichend am Beispiel der eingespülten Trockensubstanz eingegangen:

Der Küchenabfall-Anfall pro Einwohner und Tag liegt bei rd. 0,15 kg/Ew,Tag bei einem Trockensubstanzgehalt von 25 %. Unterstellt man, daß ein Viertel des Anfalls in die Kanalisation gespült würde, bedeutete dies eine
Trockenstoff-Einspülung von (0,15 kg/Ew,d x 25 % TS x 25 % Einspülung) 9,38 g/Ew,Tag.

Die Trockenstoff-Einspülung aus Einweg-Steckbecken würde nach den oben ermittelten Werten mit 0,176 g/Ew,Tag knapp 2 % dieses Wertes erreichen.

Unberücksichtigt bleibt dabei, daß Küchenabfälle deutlich höhere Anteile absetzbarer Stoffe und BSB5 enthalten als die zerkleinerte Steckbeckenmassen.

5.2.4 Auswirkungen auf die Kläranlagen

Die Einweggebinde des ÖKO-finisher Systems (Töpfe, Steckbecken, Urinflaschen, Nierenschalen und Sputumbehälter) bestehen aus recyceltem Altpapier.

Durch die – unter Zugabe von Wasser – vollzogene intensive Zerkleinerung der benutzten Gebinde im ÖKO-finisher wird in das Kanalnetz Abwasser mit einem Papieranteil qualitativ ähnlich dem Toilettenpapier
abgegeben. Im Kanalnetz eines Krankenhauses wird diese Suspension – wie oben gezeigt – weiter verdünnt.

In der Kläranlage wird es durch die Verwendung von den Einweggebinden des ÖKO-finisher Systems nach obiger Berechnung zu einer Erhöhung des Papier-Anteils von rd. 1 % kommen.

Das Abwasser passiert in der Kläranlage das Einlaufbauwerk mit Grobrechen und/bzw. Feinrechen sowie den Sandfang,

Grobe oder ggf. agglomerierte zerfaserte Bestandteile werden über die Rechen abgeschieden. Die verbleibenden zerfaserten Bestandteile werden entweder in der Vorklärung der Kläranlage abgeschieden oder gelangen über die Flotation in den Klärschlamm. Hingewiesen sei in diesem Zusammenhang auf die positive Wirkung kohlenstoffhaltigen Organikmaterials bei der Nährsalz-Eliminierung.

Die Relation von BSB5 zur Trockensubstanz liegt bei dem Steckbeckenmaterial deutlich unter der entsprechenden Relation häuslichen Abwassers. Mit einer Frachtzunahme des BSB5 von 0,1 % aus der Steckbeckennutzung ist der Einfluß auf den biologischen Teil der Kläranlage vernachlässigbar gering.

Eine toxische Bedenklichkeit des Papierschlamms kann durch die Verwendung von im Lebensmittelbereich zugelassenen Bindemitteln und Zuschlagsstoffen ausgeschlossen werden.

5.2.5 Entsorgung von Rückständen aus Kläranlagen

Klärschlamm:

Je nach Kläranlage wird der in der Vor- und Nachklärung anfallende Klärschlamm entweder verbrannt oder der Landwirtschaft zugeführt. Bei Verbrennung des Klärschlamms bewirkt der marginal erhöhte Papieranteil lediglich eine Erhöhung des Brennwertes des abgepreßten Klärschlamms. Zudem werden die  Abpresseigenschaften des Klärschlamms durch den erhöhten Papieranteil verbessert.

Bei der landwirtschaftlichen Verwertung stellt der im Klärschlamm enthaltende Papieranteil ein zusätzliches, humusbildendes Potential dar.

Rechengut:

Rechengut kann im Sinne einer Verwertung entweder kompostiert oder (bei entsprechender Entwässerung) energetisch verwertet werden. Beides wird praktiziert.

Untersuchungen über den Grad der Auffaserung der „Steckbeckenflocken“ im Abwasserkanal bis zum Klärwerk liegen nicht vor. Geht man davon aus, daß sie wegen ihrer Materialstärke strukturstabiler als Toilettenpapier sind, dürften sie sich stärker im Rechengut als im Klärschlamm wiederfinden und damit den Weg in den am ehesten verwertbaren Rückstand einer Kläranlage finden. Die ATV/VKS-Arbeitsgruppe 3.11.2 weist als Richtwert 26 l/Ew,a an nicht entwässertem Rechengut > 2 mm aus, bei einem Trockensubstanzanteil
von genannten 8 % somit 2.080 g TS/Ew,a. Unterstellt man, das von der in der o.g. Hochrechnung genannten 0,176 g Steckbecken-Trockenmasse pro Einwohner und Tag (= 64,24 g/Ew,a) 70 % als Rechengut abgeschieden werden, würde sich der Rechengut-Betrag um etwa 2 % erhöhen.

5.2.6 Fazit zur Abwasserbelastung

Bei ausschließlicher Verwendung des ÖKO-finisher in einem Krankenhaus werden sich d o r t höhere
Beträge insbesondere im Bereich abfiltrierbarer Stoffe, BSB5 und CSB im Abwasser ergeben. Auch unter Einrechnung dieser Steigerung werden die Abwasserwerte des Krankenhauses die Konzentrationswerte häuslichen Abwassers erreichen, aber nicht überschreiten. Der (geringe) Beitrag der Krankenhausabwässer zur Verdünnung des kommunalen Abwassers würde also eingeschränkt.

Der Fracht-Anstieg pro Einwohner eines Siedlungsraumes ist – bei einem Spitzenwert im Anstieg nicht absetzbarer abfiltrierbarer Stoffe von ca. 1 % – sehr gering.

Angesichts der sehr niedrigen Sedimentationsneigung der Behälterflocken ist mit Beeinträchtigungen des Kanalnetzes nicht zu rechnen.

Probleme in der Kläranlage sind bei der Mitbehandlung des ÖKO-finisher-Ablaufes nicht zu erwarten. Absehbar wird der größere Teil der Steckbeckenflocken mit dem am ehesten stofflich oder energetisch verwertbaren Rechengut abgeschieden werden.



5.3 Verbrauch von Strom und Wasser im Vergleich

Statistisch gemittelt wurde im Versuch an Einwegmaterial 152,5 g je Arbeitszyklus verarbeitet. Damit wurde die potentielle Leistungsfähigkeit des Systems i.d.R. nicht ausgeschöpft.

Strom- und Wasserverbrauch liegen mit 47 Wh bzw. 21,2 l pro Zyklus nahe bei den Herstellerangaben (50 Wh und 24 l).

Zum Verbrauchs-Vergleich mit konventionellen Steckbeckenspülern ist für das UKBF zu konstatieren, daß die dort installierten Spüler auf in einem zentralen Ölkessel erzeugtes Warmwasser bzw. Dampf aus dem
Zentralnetz zugreifen und demzufolge einen geringen Strombedarf aufweisen – der Energiebedarf als solcher bleibt davon unberührt.

Zum Vergleich werden die in der nachstehenden Tabelle10 unter „Ansatz“ aufgeführten Verbrauchsdaten herangezogen

Vergleichsgröße

Mehrwegsystem mit Spülgerät

Einwegsystem mit
ÖKO-finisher

Anzahl der Gebinde je
Maschinenfüllung

1 Steckbecken oder

2 Urinflaschen oder

1 Eimer

Ansatz: Varianten s. Text

3 Steckbecken oder

bis zu 8 kleine Gebinde

Ansatz: Varianten s. Text

Zeit je Arbeitszyklus

5 bis < 10 min

3 min

Anschlußleistung

4,5 kW

1,1 kW

Wasser/Spülgang

14 bis 34 Liter

Ansatz: 24 l

24 Liter

Ansatz: 24 l

Chemikalienzugabe/
Spülgang

4-6 ml Klarspüler mit
Enthärter

Ansatz: 5 ml

Zum Ende eines Tages
Desinfektion des Gerätes

Ansatz: 5 ml

Energiebedarf

0,4 bis 0,8 kWh je Charge

Ansatz: 0,6
kWh

0,05 kWh je Charge

Ansatz: 0,05
kWh

Einwegbehälter

Keine

Ansatz:
Varianten s. Text

Tabelle 10: Verbrauchsspannen der Alternativsysteme mit gewählten Ansätzen

Betrachtet wird in der folgenden Tabelle 11 die Verbrauchssituation für die oben bereits geschilderten Varianten


3 Bettpfannen ( = 150 g)

·
2 Bettpfannen und 1 Urinflasche ( = 170 g)


1 Bettpfanne und 2 Urinflaschen ( = 190 g)

Mehrwegsystem
mit Spülgerät

Einwegsystem
mit ÖKO-finisher

Anzahl der
Gebinde je Maschinenfüllung

3 Bettpf.

2 Bettpf.

1 Urin-Fl.

1 Bettpf.

2 Urin-Fl.

3 Bettpf.

2 Bettpf.

1 Urin-Fl.

1 Bettpf.

2 Urin-Fl.

Arbeitszyklen

3

2,5

2

1

1

1

Wasserverbr. L

72

60

48

24

24

24

Energiebedarf
Wh

1.800

1.500

1.200

50

50

50

Chemikalien g

15

12,5

10

5

5

5

Einwegbehälter g

0

0

0

150

170

190

Tabelle 11: Verbrauch der Alternativsysteme bei Varianten eines Tagesbedarfes

Damit ergeben sich am Einsatzort Einsparungen durch den ÖKO-finisher von

Wasser: 50
– 66 %

Energie/Strom: 96
– 97 %

Chemikalien: 50
– 66 % (nach Masse, ohne ökotoxikologische Bewertung)

Erkauft ist dieser Vorteil mit dem deutlichen Verbrauch von Einwegmaterialien.

6 Zusammenfassung

Untersucht wurde der Einsatz des ÖKO-finisher im Versuchsbetrieb auf der Traumatologie-Station des Universitätsklinikums Benjamin Franklin über drei Wochen, um daraus konkrete Verbrauchswerte zu
ermittelt. Diese sind insbesondere für die Beurteilung der Abwasserbelastung von Bedeutung.

Festgestellt wurde ein Verbrauch von 180 – 190 g Einwegmaterialien pro Nutzer und Tag, bei einem Steckbecken-Nutzungsgrad von 32 %, bezogen auf die vorhandenen Betten. Für die weiteren Berechnungen wurde pauschal und konservativ von einem Nutzungsgrad von 30 % der Betten ausgegangen (erwartbar sind für ein „normales“ Krankenhaus 20 % Steckbeckennutzer).

Von der zerkleinerten Steckbeckenmasse wurden Proben gezogen und auf abwassertechnische Parameter analysiert. Nach den ermittelten Verbrauchsdaten an Einwegmaterial wurden folgende Situationen berechnet:

Mehrbelastung des
Krankenhaus-Abwassers

Eine Mehrbelastung ist erkennbar, jedoch werden die Werte häuslichen Abwassers für alle Parameter gerade erreicht. Das Krankenhaus-Abwasser verliert also in gewissem Umfang seine Fähigkeit, das häusliche Abwasser für die untersuchten Parameter zu verdünnen (der Abwasseranteil der Krankenhäuser am häuslichen Abwasser des Siedlungsgebietes beträgt zwischen 2 und 3 %).

Die zerkleinerten „Flocken“ des Einwegmaterials sind gut fließfähig und setzen sich kaum ab. Verstopfungen des Krankenhaus-Kanalnetzes sind also nicht zu befürchten.

Die bettspezifische Menge an eingespültem Steckbeckenmaterial bei Vollversorgung eines Krankenhauses liegt bei etwa 60 – 65 % der Masse an versorgungsnotwendigen Chemikalien.

Mehrbelastung des
kommunalen Abwassers

Die Frachten an Abwasserbelastungen durch das Einweg-Material des ÖKO-finisher wurden mit den einwohnerspezifischen Frachten im häuslichen Abwasser verglichen. Angesetzt wurde dabei, daß das Einweg-Konzept für ein Drittel aller Betten eingesetzt wird, was sicher sehr hoch angesetzt ist. Eine wahrnehmbare Konzentrationserhöhung können dabei die nicht absetzbaren, filtrierbaren Stoffe mit etwa 1 % Anstieg im kommunalen Abwasser erzeugen. Alle übrigen Parameter sind in ihrer Auswirkung mit Anstiegen im Bereich
von max. 0,25 % geringfügig. Dies gilt auch für die absetzbaren Stoffe, die ggf. einen erhöhten Reinigungsaufwand des Kanalnetzes hätten verursachen können. Angesichts der sehr geringen  Sedimentationsneigung der suspendierten Einwegmaterial-Flocken in der labortechnischen Untersuchung erscheint diese Besorgnis nicht begründet.

In der Kläranlage selbst wird die geringfügige Mehrbelastung kaum zu Problemen führen, da die Stoffqualität der Einwegmasse gute Abscheideleistungen erwarten läßt. Der größere Teil der Steckbeckenmasse dürfte
sich im Rechengut wiederfinden kann damit einer Verwertung zugeführt werden.

Für das Krankenhaus selbst ergeben sich durch den Einsatz des ÖKO-finisher folgende Konsequenzen:

Einsparung von


Frischwasser im Bereich von 50 – 66 %,

·
Energie/Strom im Bereich von 96 – 97 %

bei einem zusätzlichen Bedarf an Steckbecken-Material pro Tag und Nutzer im Bereich von 190 g.

Eine Zeiteinsparung für das Pflegepersonal ist im Versuch nicht untersucht worden, jedoch durch
die geringeren Arbeitszeiten und selteneren Arbeitseinsatz des ÖKO-finisher sowie durch entfallende Entnahme gespülter Becken wahrscheinlich.

Berlin, den 27. März 2001

ICU – Ingenieurconsulting Umwelt und Bau

Dr.-Ing. Ulrich Wiegel



7 Literatur


DIN 1986, Teil 1-3, Ausgabe Juni 1982, Entwässerungsanlage für Gebäude und Grundstücke


ATV Merkblatt 115, Anlage I


Gartiser, S. Brinker, L u.a.; Umweltbundesamt
Texte 74/95, Abwasserbelastende Stoffe und Abwassersituation in Kliniken,
Berlin 1996


Senatsverwaltung für Gesundheit und Soziales,
Berlin: „Krankenhausplan 1999“


Wiegel,U; Ebert,K: Abwassertechnische
Auswirkungen bei der Verwendung des ÖKO-finisher 19.4.00

·
ATV (1999) – Bemessung von einstufigen
Belebungsanlagen ab 5.000 Einwohnerwerten, Abwassertechnische Vereinigung,
Arbeitsblatt A13, 1999.


ATV (2000) – Bemessung von einstufigen
Belebungsanlagen, Abwassertechnische Vereinigung (ATV), Arbeitsmerkblatt
ATV-DVWK-A131, Neuauflage 05/2000.


ATV/VKS-Arbeitsgruppe 3.11.2: Abfälle aus
Abwasseranlagen; Korrespondenz Abwasser S. 2008, Ausgabe 11/1996

·
Bohn, T Wagner, M. (1995) – Behandlungskosten
beim Einsatz externer Kohlenstoffquellen zur Denitrifikation, Korrespondenz
Abwasser, 42. Jhg., Nr.8, S. 1334-1342, 1995.


Esch, B., Krüger, G. (1999) – Entsorgung von
Klärrückständen in Deutschland – Ergebnisse der ATV- Umfrage für 1996,
Korrespondenz Abwasser, 46 Jhg., Nr. 6, S. 943-952, 1999.


Schmelz, K.-G. (1999) – Co-Vergärung von
Klärschlamm und Bioabfällen, ATV – Schriftenreihe 17, anläßlich der ATV-Bundes-
Und Landesgruppentagung 1999 in Mainz, S. 109-128, 1999.

Anhang:


LSG-ELAB Bericht – Abwasseruntersuchung des
ÖKO-finisher


Musteranfrage an Hersteller von
Steckbeckenspülern


Artikel: Maria Thalmayr,
Steckbeckendesinfektionsautomaten – das unterschätzte Risiko, „Klinikmanagement
Aktuell“, Heft 46/4/2000 1999

 


 Den ausgewerteten Produktbeschreibungen von drei Anbietern von Steckbeckenspülgeräten sind nur im Einzelfall Angaben zum Wasserbrauch und in keinem Fall zum Energieverbrauch einschließlich Dampf- und Warmwasserbereitstellung zu entnehmen. Die Anfrage der ICU an zwei Hersteller, die im Anhang aufgeführte Verbrauchstabelle auszufüllen, blieb trotz Nachfrage unbeantwortet. Insofern wurde der Energiebedarf für 10 l Warmwasser (15 auf 50 °C = 0,4 kWh) und 0,4 kg Dampf (0,4 kg x 0,694 kWh/kg = 0,28 kWh) orientierend zugrunde gelegt.