Bakterien sind ein natürlicher Bestandteil des Wassers: Aufbereitetes Trinkwasser enthält etwa 20‘000 bis 300‘000 Bakterienzellen pro Milliliter. Zunehmender Wasserbedarf und sich verschlechternde Rohwasserqualität machen vor allem den Wasseraufbereitern zu schaffen. Punktuelle Messungen im Labor sind zu lückenhaft und genügen nicht mehr, die heutigen Qualitätsstandards zu garantieren. Eine ständige Wasserüberwachung wurde zur Notwendigkeit.

 Messsysteme und Sensoren zur permanenten Überwachung vor Ort gewinnen immer mehr an Bedeutung und sind bei einigen Wasserversorgern bereits Stand der Technik. Online können physikalische, optische und chemische Grössen gemessen werden, etwa Temperatur, Durchfluss, Druck, Leitfähigkeit, Trübung (NTU), pH-Wert, Monochloramine, Fluorverbindungen, Nitrate. Was bis heute fehlte, war ein zuverlässiges Vor-Ort-Messsystem, das in kurzzeitlichen Abständen den allgemeinen und hygienischen, mikrobiologischen Zustand sowie die Bakterienaktivität des Wassers erfasst.

Online Bacteria Analyzer

Der Online Bacteria Analyzer ist das erste autonome Messgerät, das den komplexen Anforderungen für den Einsatz in der gesamten Wassergewinnungs- und Distributionskette entspricht. Alle erforderlichen Arbeitsschritte wurden in ein prozesstaugliches Gerät integriert, das die Messdaten online übermittelt.

OBA misst mittels Durchflusszytometrie und ist für einen Dauerbetrieb rund um die Uhr an 7 Tagen ausgelegt (24/7). Das Gerät läuft mindestens zwei Wochen ohne personelle Intervention, danach müssen die Verbrauchsmaterialen (Sheath Fluid, Pure Water und Stain) ersetzt werden. OBAs Fail-Safe-Betrieb fängt mögliche Störeinflüsse ab beziehungsweise kompensiert sie.

Durchflusszytometrie

Durch Einfärben der Wasserprobe mit DNA-Farbstoffen unterscheidet die Durchflusszytometrie organische Zellen von DNA-freien, anorganischen Partikeln. SYBR Green erzeugt eine Grünfluoreszenz der DNA oder RNA. Propidiumiodid (PI) kann die beschädigte Membran von toten Zellen durchdringen, jedoch nicht die intakte von lebenden Zellen. So wird eine Unterscheidung zwischen “toten“ und „lebenden“ Zellen möglich.

Angefärbte Zellen und Partikel werden einzeln durch eine Glaskapillare geschleust und mit einem fokussierten Laserstrahl beleuchtet. Das durch Zelle/Partikel gestreute Licht wird im Streulichtkanal erfasst, die emittierende Fluoreszenz über Fluoreszenzkanäle gemessen. Die OBA-Detektion zeichnet sich aus durch ihr Optik-Design, die hohe Abtastrate der Lichtimpulse (2 MS/s oder 4 MS/s) und die grosse Dynamik des Signalwandlers von 24 Bit. Dank eines Detektionsalgorithmus (OBA SmartDetect™) muss keine klassische Signalschwelle festgelegt werden, OBA ist gegen optische Offsets durch variierende Proben immun.

Messresultate

Wasserproben unterscheiden sich in ihrer mikrobiologischen Struktur. Werden nach dem Erfassen der einzelnen Zellen/Partikel die Signale zweier Messkanäle anhand ihrer Signalstärke dargestellt, erhält man je nach Kombination entsprechende Fluoreszenz- und Streulichtbilder, so genannte Dotplots, auf denen nun Bereiche (Gates) definiert werden können.

Das Auswerten der Gates ergibt zum Beispiel Auskunft über die Gesamtzellzahl (GZZ), über die Mengen der LNA (low nucleic acid) und HNA (high nucleic acid) enthaltenden Bakterien oder über aktive und beschädigte Zellen.

Traditionelle Bakterienmessung im Labor misst die koloniebildenden Einheiten der aeroben, mesophilen Keime (AMK) und dauert 48 bis 72 Stunden. OBA reduziert die Messdauer signifikant: Bereits nach wenigen Minuten stehen dem Anwender präzise, reale und hochaufgelöste Resultate über den Zustand der mikrobiellen Flora im Wasser zur Verfügung.

Überwachung

OBA Online-Überwachung funktioniert durch Vergleichen der Messdat¬en von zwei oder mehreren Wasserproben. Messungen gleicher Proben im Zeitverlauf, zum Beispiel alle 30 Minuten, ergeben bei konstanten Bedingungen nur geringfügige Änderungen.

Tritt ein Ereignis ein - etwa Infiltration von Regenwasser, Kontamination durch Jauche oder eine funktionelle Störung im Aufbereitungsprozess - verändern sich die Fluoreszenz- und Streulicht-Plots innerhalb kurzer Zeit.

Werden dadurch vordefinierte Grenzwerte überschritten, wird automatisch eine Warnung oder ein Alarm ausgelöst: akustisch, optisch, über E-Mail, durch Signale an eine programmierbare Steuerung (PLC) oder via Ethernet (Modbus/TCP). Auf mikrobiologisch kritische Ver¬änderungen kann so unverzüglich reagiert werden.

 

Software

Der Online Bacteria Analyzer verfügt über eine leistungsstarke und um¬fassende Geräte- und Analysesoftware. Das Gerät soll so einfach als möglich zu bedienen sein, ohne den Benutzer dabei einzuschränken; dem Thema Flexibilität wurde grosse Beachtung beigemessen. Über vordefinierte Templates lässt sich innerhalb kurzer Zeit mit dem OBA arbeiten. Die Anwendungssoftware bietet ein breites Spektrum; vom einfachen User, der Messungen oder Sequenzen starten kann bis zum Power-User, der die Möglichkeit hat, Probenvorbereitung und -messung zu parametrisieren oder detaillierte Prozesse und Sequenzen selbst zu erstellen.

Die OBA-Software beinhaltet auch ein umfangreiches Analysetool, um die Daten nach jeder Messung nach vordefinierten Kriterien auszuwerten.

Die integrierte Datenbank garantiert eine sichere Datenverwaltung und –archivierung. Über Fernzugriff können die Messdaten mit dem OBA Data Analyzer abgerufen und detailliert weiter verarbeitet werden.

Facts

  • Messresultate binnen 15 Minuten
  • schliesst die Lücke in der Online-Überwachung
  • Online-Einsatz vor Ort, direkt an den zu überwachenden Stellen
  • läuft mindestens zwei Wochen ohne Intervention
  • Nachweis auch von nicht kultivierbaren Organismen ist möglich
  • automatische Erkennung von lebenden und beschädigten (toten) Zellen
  • Früherkennung bei Betriebsstörungen, Defekten oder äusseren Einwirkungen
  • grösstmögliche Sicherheit über 24 Stunden, 7 Tage die Woche
  • für den Einsatz in Prozess- und Industrieumgebung konzipiert
  • zwei Proben-Ports und ein Single-Port für Einzelmessungen
  • präzise Detektion mittels robustem OBA SmartDetect™ Algorithmus

Einsatzorte

Trinkwasser
 

  • Wasserversorgung
  • Labors für Qualitätskontrolle
  • Forschung
  • Getränke- und Lebensmittelindustrie
  • Krankenhäuser

Prozesswasser:
Reinst- und ultrahochfeines Wasser

  • Pharmazie und Chemie
  • Nahrungsmittel
  • Kosmetik
  • Galvanik
  • Halbleiterindustrie

 

 

Biologische Verunreinigung
Trinkwasser durch Sabotageakte

  • Flughäfen, Wasser in den Tanks von Passagierflugzeugen
  • Regierungsgebäude
  • Kongresszentren
  • Messegelände
  • Grossanlässe, Staatstreffen
  • potentiell gefährdete Objekte
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