Industrielle UV-Wasseraufbereitung

Spartan Environmental Technologies liefert unter anderem UV-Systeme zur Wasseraufbereitung und -desinfektion von AGUA TOPONE. Diese Seite und die zugehörigen Links bieten Informationen zu UV-Grundlagen, -Anwendungen und -Systemen.

UV-Licht-Sterilisator für Wasserflaschen umfasst die Wellenlängen zwischen sichtbarem Licht und Röntgenstrahlen im elektromagnetischen Spektrum. UV kann in vier Bereiche unterteilt werden: Vakuum-UV (VUV), kurzwelliges UV (UV-C), mittelwelliges UV (UV-B) und langwelliges UV (UV-A).

Arten von UV-Lampen

UV-Lampen sind typischerweise röhrenförmig mit einem Außengehäuse oder einer „Hülle“, die aus Quarz besteht. Im Inneren der Quarzhülle emittieren Elektroden Elektronen, die ein Inertgas ionisieren. Es entsteht ein Plasma und das Inertgas wird erhitzt. Dadurch verdampfen Quecksilberatome und kollidieren mit den hochenergetischen Plasmaelektronen. Die Quecksilberatome schwanken dann zwischen vielen angeregten Zuständen und einem Grundzustand. Bei dieser Fluktuation geben die Quecksilberatome Energie in Form von UV-Licht ab.

Die am häufigsten verwendeten UV-Lampen zur Wasserreinigung sind Niederdruck (LP) und Mitteldruck (MP). MP-Lampen erzeugen mehr UV-Energie über einen breiteren Wellenlängenbereich, benötigen jedoch deutlich mehr Energie für den Betrieb. Niederdruck-UV-Lampen gelten als monochromatisch, wobei etwa 82 % des ultravioletten Lichts bei 253,7 nm und etwa 7 % bei 184,9 nm emittiert werden. Diese Spitzenwellenlängen werden oft als 254 nm bzw. 185 nm bezeichnet.

Im Allgemeinen benötigen Niederdrucklampen weniger Energie, um eine bestimmte UV-Leistung zu erzeugen. Daher sind sie effizienter als Mitteldrucklampen. Darüber hinaus halten LP-Lampen länger, erzeugen viel weniger Wärme und sind kostengünstiger in der Anschaffung und im Betrieb als MP-Lampen.

Medium pressure lamps, with broad spectrum UV and greater UV intensity, are often used for large volume applications (>300 gpm), wie z. B. kommunale Wasseraufbereitungssysteme, bei denen Wärme weniger ein Problem darstellt.

UV-Wasserdesinfektion

Es funktioniert, indem es die Fähigkeit eines Organismus zerstört, sich zu vermehren und seinen Wirt zu infizieren. Die Desinfektion mittels UV-Strahlung wird häufiger in der Abwasseraufbereitung eingesetzt, findet aber zunehmend auch in der Trinkwasseraufbereitung Anwendung. Früher ging man davon aus, dass die UV-Desinfektion bei Bakterien und Viren, die über mehr exponiertes genetisches Material verfügen, wirksamer ist als bei größeren Krankheitserregern, die äußere Hüllen haben oder Zystenstadien bilden (z. B. Giardien), die ihre DNA vor dem UV-Licht schützen. Kürzlich wurde jedoch entdeckt, dass ultraviolette Strahlung zur Behandlung des Mikroorganismus Cryptosporidium wirksam ist. Giardien wiederum erwiesen sich als sehr anfällig für UV-C, wenn die Tests eher auf Infektiosität als auf Exzystation basierten.

UV zur Ozonerzeugung

Ultraviolettes Licht kann zur Erzeugung von Ozon in der Luft verwendet werden, was für Luftreinigungsanwendungen wünschenswert sein kann. Die Erzeugung von Ozon erfordert die Verwendung einer Lampe, die dafür ausgelegt ist, 185 nm durch die Lampenhülle hindurchzulassen. 185-nm-Lampen erzeugen und zerstören gleichzeitig Ozon. Allerdings erfolgt die Ozonbildung schneller und das Endergebnis ist eine Ausbreitung von Ozon in der Luft. UV-Lampen werden auch zur Erzeugung von Ozon im Wasser verwendet, allerdings mit sehr geringen Produktionsraten.

Ozonzerstörung durch UV

Keimtötender UV-Licht-Wasserflaschensterilisator in Wasser sehr schnell. Daher ist die von keimtötenden UV-Niederdrucklampen erzeugte Wellenlänge von 254 nm sehr effektiv für die Ozonentfernung aus Wasser. Der Mechanismus zur Entfernung von Ozon ist die Dissoziation, die auftritt, wenn 254-nm-UV-Energie eine der Sauerstoffbindungen in einem Ozonmolekül „aufbricht“. Durch diese Reaktion wird jedes Ozonmolekül in ein Sauerstoffatom und ein Sauerstoffmolekül umgewandelt. Freie Sauerstoffatome verbinden sich miteinander und bilden Sauerstoffmoleküle.

Obwohl Ozon durch UV-Strahlung leicht zerstört wird, erfordert es mehr UV-Energie als die Inaktivierung von Mikroorganismen (ca. 90 mJ/cm² gegenüber 30 mJ/cm²). Um eine wirksame Ozonzerstörung zu gewährleisten, werden UV-Systeme daher häufig mit einer „Durchflussanpassung“ von 40 % der Durchflussrate eines Desinfektionssystems dimensioniert. Beispielsweise wäre ein System, das für eine Desinfektionsdurchflussrate von 100 gpm ausgelegt ist, erforderlich, um eine Ozonzerstörung von 40 gpm zu erreichen.

UV zur Entchlorung

Eine zunehmend beliebte Entchlorungstechnologie mit begrenzten Nachteilen ist die Ultraviolett-(UV-)Behandlung. Erfolgreiche UV-Entchlorungsanwendungen reichen von der Pharma-, Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung bis hin zur Halbleiterfertigung und Stromerzeugung. In all diesen Branchen hat die Unzufriedenheit mit herkömmlichen Entchlorungsmethoden die Suche nach alternativen Methoden gefördert. Der folgende Link diskutiert die wirtschaftliche Betrachtung.

SPEZIFIKATION

ARBEITSPRINZIP

TYPISCHE INSTALLATION EMPFOHLEN

PRODUKTANWENDUNG

Leitungswasser	Desinfektion von Sanitärwasser	Kaffeemaschine	Trinkwassermaschine

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