Biochemische Korrosion

Die biogene Schwefelsäure-Korrosion sind in Abwasseranlagen seit Jahrzehnten bekannt. Da durch den stark rückläufigen Wasserverbrauch und dem damit verbundenen Schmutzwasserabfluss wird dieses Thema immer brisanter. Aber auch in Heizung-, Solar-, Kühl- und Trinkwasseranlagen ist die Biokorosion schon immer ein Problem gewesen, nur wurde sie vernachlässigt bzw. nicht beachtet und wurde als "gottgegeben" bzw. normal hingenommen. Hier spricht man auch von "Biofouling".

Bei der Rohrmaterialentscheidung in Abwassersystemen sind die Kenntnisse und Erfahrungen über Fließ- und Transportvorgänge und über Wechselwirkungen von Abfluss und Rohrmaterial von Bedeutung. Hier hilft nur eine regelmäßige Wartung der Kanäle und das Beseitigen von Ablagerungen, die biologische und biochemische Prozesse einleiten, durch Hochdruckreinigungen.

Die biogene Schwefelsäure-Korrosion greift zementgebundene Werkstoffe und solche mit Zementauskleidungen an. Notwendige Voraussetzung für die biogene Schwefelsäurekorrosion ist die Sulfidentwicklung. Einen entscheidenden Einfluss haben organische Verschmutzungen des Abwassers. Unterstützt wird die Sulfidentwicklung durch die Abwassertemperatur, die Abflussverhältnisse und durch Ablagerungen im Kanalnetz.

Bakterien sind durchaus auch in der Lage, in Heizungs-, Trinkwasser-, Solar- und Kühlsystemen zu existieren, denn in jedem Wasser ist Leben. Alles Biologische in einer Anlage wird als Bakterium bezeichnet, auch wenn es Pilze oder Algen sein können.

Bakterien benötigen eine Energiequelle. Das kann Wärme oder (was von ihnen bevorzugt wird) eine bestimmte chemische Reaktion sein. Sie nisten sich in Unebenheiten oder Poren ein, um dort Kolonien zu bilden. Sie bevorzugen vor allem ölige Oberflächen, Kunststoffe und Härtebeläge. Bakterien benötigen eine gewisse Konstanz der Lebensbedingungen, vor allem zu Beginn der Ansiedlung.

Sulfatreduzierende Bakterien Das früher häufig zur Sauerstoffbindung im Heizungs- und Kühlwasser eingesetzte Natriumsulfit verbindet sich mit Sauerstoff zu Natriumsulfat. Da ständig mit einem gewissen Eintrag an Sauerstoff zu rechnen ist, muss das Sauerstoffbindemittel ständig zugesetzt werden. Das hat drei Folgen
• Die elektrische Leitfähigkeit des Heizungswassers steigt, was den Fluss des Korrosionsstroms begünstigt
• Die Sulfatkonzentration steigt, was zur Bildung von Gipskristallen führen kann, wenn Härte im Wasser vorhanden ist
• Unter Umständen kann das Wasser umkippen. Darunter versteht man in diesem Zusammenhang die Bildung von Schwefelwasserstoff. Das Wasser versäuert, stinkt und ist giftig

Die Verursacher sind sulfatreduzierende Bakterien, die Sulfat zu Sulfid umwandeln. Dabei entsteht Sauerstoff, der zur Oxidation von Metallen führt. Temperatur und Druck spielen für die Bakterien fast keine Rolle.  Aus diesem Grunde verwendet man heute nur noch dann Sulfit als Sauerstoffbindemittel, wenn es unter ständiger Beobachtung ist.

Eine Bakterienansiedlung (Schichtenbildung) ist in der Lage, ihr chemisches Milieu weitgehend selbst zu bestimmen. Auch wenn der pH-Wert des Wassers z. B. 9 ist, kann an der Oberfläche des Metalls oder Kunststoffs ein pH-Wert von 4,5 (Essigsäure) vorliegen. Die In diesen gallertartigen Schichten entstehen biologischen Prozesse, die so vielfältig sein können, dass sie praktisch nicht zu beherrschen sind. Auch eine Behandlung mit giftigen Chemikalien und anderen Bioziden ist in den meisten Fällen nicht erfolgreich, weil sie nur an der Oberfläche wirken. Die in der darunter liegenden Bakterien bilden Resistenzen und können die durch die Mittel entstehenden Produkte aufnehmen und verarbeiten.

Die Legionellen und Kolibakterien (Colibakterien) sind nur in Trinkwasserinstallationen relevant.