Die kurze Antwort:

Bei den meisten Trinkwassersystemen, in denen die UV-Desinfektion als letzte mikrobielle Barriere dient, installieren Sie den Haupt-UV-Reaktor nach dem Speichertank und der letzten Partikelentfernungsstufe, so nah wie möglich am Verteilungspunkt.

Warum UV nach dem Lagertank normalerweise besser ist

UV hat keinen Restschutz

Chemische Desinfektionsmittel können Mikroorganismen auch nach der ersten Behandlung weiterhin unterdrücken, sofern eine ausreichende Restmenge vorhanden ist. UV funktioniert so nicht. Die US-Umweltschutzbehörde gibt an, dass UV keine Rückstände hinterlässt und dass die abgegebene UV-Dosis von der UV-Intensität, der Durchflussrate und der Ultraviolettdurchlässigkeit (UVT) abhängt.[1]Auch die Trinkwasserinspektion des Vereinigten Königreichs identifiziert das Fehlen einer Restwirkung als Hauptbeschränkung der UV-Strahlung, die eine sorgfältige Hygiene bei Lagerung und Verteilung erfordert.

Wenn UV nur vor einem atmosphärischen Lagertank installiert wird, ist die Behandlungssequenz:

UV-Behandlung → Lagertank → Pumpe und Verteilung → Verbrauchsstelle

Jegliche Kontamination oder Neubildung im Tank oder in den nachgeschalteten Rohrleitungen umgeht die UV-Barriere. Wenn Sie die letzte UV-Stufe nach unten verschieben, ändert sich die Reihenfolge wie folgt:

Lagertank → Pumpe → Endfiltration → UV-Behandlung → Verwendungsort

Die zweite Anordnung desinfiziert Wasser, nachdem es durch die Komponente geflossen ist, die höchstwahrscheinlich die Alterung des Wassers erhöht, Sedimente sammelt, Luft austauscht und das Wasser Zugangsöffnungen und benetzten Oberflächen aussetzt.

Abbildung 1. Vor-nur UV-Strahlung hinterlässt nachgelagerte Speicherereignisse außerhalb der Endbehandlungsbarriere.

Durch die Lagerung kann sich die mikrobiologische Wasserqualität verändern

Die Lagerung ist mikrobiologisch nicht neutral. Das Ergebnis wird durch Temperatur, Verweilzeit, verfügbare Nährstoffe, Sediment, Tankumschlag, Oberflächenzustand und Hygiene beeinflusst.

In einer von Experten überprüften Studie über Haushaltsspeichertanks in Amman, Jordanien, berichteten Evison und Sunna, dass die Anzahl heterotropher Bakterien um etwa1,7 log KBE/mlZu5,2 log KBE/ml nach vier TagenUnd5,7 log KBE/ml nach sieben Tagender Lagerung.[3]In ungefähren Zahlen ausgedrückt ist das ein Anstieg von etwa 50 KBE/ml auf etwa 160.000 KBE/ml und dann 500.000 KBE/ml. Die Studie identifizierte die Temperatur als den Faktor mit dem größten Einfluss auf das Nachwachsen.

Abbildung 2. Von Experten überprüfte Daten zeigen ein erhebliches Nachwachsen heterotropher Bakterien während der Lagerung.

Quelle: Evison & Sunna (2001). Heterotrophe Zählungen sind kein direktes Risikomaß für Krankheitserreger-.

Diese heterotrophen Zählungen bedeuten nicht, dass jeder nachgewiesene Organismus ein Krankheitserreger war, und sie sollten nicht als direkte Berechnung des Krankheitsrisikos betrachtet werden. Sie zeigen jedoch, dass sich biologisch aktives Wasser während der Lagerung erheblich verändern kann. Eine nur vorgeschaltete UV-Einheit kann das nachträglich auftretende Wachstum nicht kontrollieren.

Eine kontrollierte Feldstudie in Ecuador kam zu einem ähnlichen Ergebnis. Die Forscher verfolgten das Wasser von seiner Quelle bis zur Haushaltsspeicherung und verglichen es mit passenden Behältern, die unter kontrollierten Bedingungen aufbewahrt wurden. Es wurde eine zunehmende Kontamination beobachtet46,4 % der Behälter für EnterokokkenUnd32,8 % für E. coli. In den Haushalten, in denen es zu einer erneuten Kontamination kam, betrug der durchschnittliche Anstieg0,5–1,3 log für EnterokokkenUnd0,6–1,2 log für E. coli.

Was die Beweise beweisen-und was nicht-

Die oben genannten Studien beweisen nicht, dass jedes Becken mikrobielles Wachstum verursacht. Tankdesign, Umsatz, Temperatur, Reinigung, Restdesinfektionsmittel und Quellwasserqualität variieren stark. Ein versiegelter, hygienisch gestalteter Tank mit häufigem Wechsel kann eine hervorragende Wasserqualität aufrechterhalten.

Stattdessen stützen die Beweise ein Prinzip der Risikokontrolle:

Wenn UV das einzige Enddesinfektionsmittel ist, wird durch die Platzierung nach der Lagerung ein großer unkontrollierter Abschnitt aus der Behandlungskette entfernt.

Nach-Tank-UV macht die Tankhygiene nicht optional. Ein stark verschmutzter Tank kann die Vorbehandlung überlasten, Filter verstopfen, Geschmacks- und Geruchsprobleme verursachen, Biofilmfragmente freisetzen und das UV-System ständig belasten. Der Tank erfordert weiterhin eine hygienische Gestaltung, sichere Entlüftungsöffnungen und Luken, einen geplanten Umschlag, eine Inspektion, Reinigung und eine entsprechende mikrobiologische Überprüfung.

Vor dem Panzer, nach dem Panzer oder beides?

Abbildung 3. Empfohlene Standard- und Multibarriere-UV-Layouts rund um einen Lagertank.

Option 1: UV nur vor dem Tank

Durch diese Anordnung kann die Anzahl lebensfähiger Organismen, die eingelagert werden, verringert werden. Dies kann nützlich sein, wenn der Tank vor einer eindringenden mikrobiellen Belastung geschützt werden muss oder wenn ein nachgeschaltetes chemisches Desinfektionsmittel eine nachgewiesene Restmenge aufrechterhält.

Allerdings schützt die UV-Strahlung vor dem Tank allein nicht vor:

• Verschmutzung durch die Tankentlüftung, -luke oder den Überlauf;
• Biofilm oder Sediment bereits im Tank vorhanden;
• mikrobielles Nachwachsen während langer Verweilzeiten;
• durch die Auslasspumpe oder nachgeschaltete Rohrleitungen verursachte Verunreinigungen;
• Verlust der mikrobiologischen Qualität nach der Wartung.

Bei einem Trinkwassersystem ohne nachgeschaltetes Restdesinfektionsmittel ist dies im Allgemeinen nicht der stärkste Ort für die einzige UV-Barriere.

Option 2: UV nach dem Tank

Für die meisten kleinen Trinkwasser-{0}, Regenwasser-, Brunnen--- und Brauchwassersysteme-ist die UV-Strahlung nach-den Tanks die bevorzugte Standardeinstellung. Wasser wird aus dem Speicher gepumpt, aufbereitet, um die Wasserqualitätsanforderungen des UV-Reaktors zu erfüllen, desinfiziert und dann an den Benutzer geliefert.

Ein typischer Ablauf ist:

Lagertank → Booster oder Druckpumpe → Sedimentfiltration → andere erforderliche Behandlung → UV-Reaktor → kurze hygienische Verteilungsleitung

Die University of Arizona Cooperative Extension empfiehlt eine Regenwasseraufbereitungsanlage bestehend aus Partikelfiltration, Aktivkohle und UV-Desinfektion, die nach dem Drucktank oder einer bedarfsgesteuerten Pumpe angebracht wird.

Der UV-Reaktor sollte entsprechend dimensioniert seinmaximaler momentaner Auslassdurchfluss, nicht der durchschnittliche Tagesbedarf oder die Rate, mit der sich der Tank füllt. Wenn eine Druckerhöhungspumpe startet, kann der UV-Reaktor kurzzeitig einen viel höheren Durchfluss als im Tagesdurchschnitt erfahren. Da die UV-Dosis teilweise von der Verweilzeit abhängt, kann eine Überschreitung des validierten maximalen Durchflusses zu einer Reduzierung der Dosis führen.

Option 3: UV sowohl vor als auch nach dem Tank

Zweistufige UV-Strahlung kann gerechtfertigt sein, wenn:

• Der Tank speichert RO-Permeat oder hochreines Prozesswasser.
• mikrobiologische Anforderungen sind streng;
• der Tank weist lange Verweilzeiten oder erhöhte Temperaturen auf;
• Zuströmendes Wasser erzeugt eine hohe biologische Belastung;
• Ein Lebensmittel-, Getränke-, Pharma- oder Laborprozess benötigt eine zusätzliche Barriere
• Kontinuierlicher Betrieb und Redundanz sind wichtiger als minimale Kapitalkosten.

Die erste UV-Stufe reduziert die in die Lagerung gelangende lebensfähige Fracht. Die zweite Stufe behandelt das aus dem Tank austretende Wasser. Eine UV-Umwälzschleife kann ebenfalls zur Kontrolle des mikrobiellen Zustands des gespeicherten Wassers beitragen, ihre Wirksamkeit hängt jedoch von der überprüften Zirkulation, der Tankmischung, dem Umsatz und dem Sanitärdesign ab. Es sollte nicht davon ausgegangen werden, dass bei einem Rezirkulationskreislauf alle Teile eines schlecht durchmischten Tanks gleichermaßen freigelegt werden.

Abschließende Empfehlung

Bei den meisten Trinkwassersystemen besteht die bevorzugte Anordnung darin, den letzten UV-Wassersterilisator sowohl nach dem Speichertank als auch nach der letzten Filterstufe zu installieren. Dadurch wird die mikrobielle Barriere näher an den Verwendungsort gebracht und das System kann Kontaminationen oder erneutes Wachstum behandeln, die während der Lagerung auftreten können.

Die UV-Strahlung vor dem Tank bleibt als zusätzliche Kontrolle nützlich, während die zweistufige UV-Strahlung für hochreine oder mikrobiologisch empfindliche Anwendungen geeignet sein kann. Allerdings ist die Einbaulage allein keine Garantie für eine wirksame Desinfektion. Bei der Systemkonstruktion müssen auch Spitzenfluss, UVT, Trübung, Ziel-UV-Dosis, Tankhygiene und nachgeschaltete Rohrleitungsbedingungen berücksichtigt werden.

Die praktische Regel ist einfach: Wenn Wasser nach dem Durchgang durch den UV-Reaktor mikrobiologische Veränderungen erfahren kann, installieren Sie eine endgültige validierte Desinfektionsbarriere näher am Verwendungsort.