UV-fertőtlenítés

Az alábbiakban néhány alapvető, az UV-fertőtlenítéssel kapcsolatos tudnivalóval, valamint a "PUV" típusú fertőtlenítők kiválasztásával ismerkedhetnek meg.
Bevezetés

 

Az UV (magyarul ultraibolya) sugárzás elektromágneses sugárzás, mely a természetes napfény spektrumában megtalálható. A rövid hullámhossz-tartományba tartozik, jellemző hullámhossza 100 - 400 nm (1 nm = 10e-9 m).

Az UV sugárzásokat három részre osztják:
- UV - A: 315 - 400 nm
- UV - B: 280 - 315 nm
- UV - C: 100 - 280 nm

A 200 nm alatti hullámhossz-tartományba eső sugárzást ózonképző- vagy kemény UV-sugárzásnak nevezik. Az ebbe a tartományba eső UV-sugárzást általában nem engedélyezik ivóvízkezelési célra, ezért jellemzően a vízkezelésben sem alkalmazzák.

Úgy találták, hogy a 254 nm-es UV-sugárzás igen hatékonyan fertőtlenít. Ennek magyarázata aban rejlik, hogy a DNS (dezoxiribonukleinsav) abszorpciós spektrumának maximuma 260 és 280 nm közé esik. Ez látható a következő ábrán:

A fertőtlenítésre használt kisnyomású higanygőzlámpák teljesítményének maximuma 254 nm-en van, teljesítménygörbéjük igen hasonó a DNS abszorpciós görbéjéhez. Az UV-sugárzás olyan fotokémiai reakciókat indít meg, melynek eredményeképpen a DNS-ben lévő adeninbázisok blokkolva lesznek, így a sejt sem növekedésre, sem metabolizmusra nem képes.
Tehát a mikroorganizmus inaktív állapotba kerül, majd elpusztul, mindenféle melléktermék nélkül, melyek megváltoztathatnák a vízösszetételt vagy káros hatással lennének a fogyasztóra.

Az alábbi táblázatban a különböző mikroorganizmusok elpusztításához szükséges UV-sugárzás dózisának D(10) és D(0,1) értékeit közöljük. Ezek az értékek azt fejezik ki, hogy az adott mikroorganizmus adott mennyiségének 90, illetve 99,9%-os elpusztításához mekkora dózisra van szükség.

Mikroorganizmus neve
D(10)
mWsec/cm
D(0,1)
mWsec/cm
Bacterium coli (levegőben)
0,7
2,1
Bacterium coli (vízben)
5,4
16,2
Bacillus anthracis
4,5
13,7
S. enteritidis
4,0
12,0
B. megatherium (spora)
2,8
8,0
B. paratyphosus
3,2
9,6
B. pyocyaneus
4,4
13,2
B. subtilis (spora)
12,0
36,6
Cornynebacterium dyphteria
3,4
10,0
Eberthella typphosa
2,1
6,3
Escherichia coli
3,0
9,0
Vibrio colera
4,0
10,0
Legioneila pneumophila
0,9
2,8
Micrococcus candidus
6,3
19,0
Micrococcus piltonensis
8,1
24,0
Micrococcus sphaeroides
10,0
30,0
Neisseria catarrhalis
4,4
13,0
Phytomonas tumefaciens
4,4
13,0
Proteus vulgaris
2,0
7,8
Pseudomonas aeruginosa
5,5
16,5
Pseudomonas fluorescens
3,5
10,5
S.typhimurium
8,0
24,0
Saracina lutea
19,8
59,8
Serratia marcescens
2,5
7,2
Dysentery bacilli
2,2
6,6
Shigella paradysenteriae
1,7
5,2
Spirillum rubrum
4,4
13,0
Staphylococcus albus
1,8 - 3,3
5,4 - 10,0
Staphylococcus aureus
2,2 - 4,9
4,6 - 14,8
Streptococcus hermolyticus
2,2
6,6
Streptococcus lactis
6,1
18,0
Streptococcus viridans
2,0
6,0
Bacillus taberculi
10,0
30,0
Trichomonas
100,0
300,0
Poliovirus
3,2
9,6
Infectus hepatitis
5,8
17,4
Influenza
3,4
10,2

A mesterséges UV-sugárzást kisnyomású higanygőz-lámpákkal generálják. Ezek a lámpák egy darab hermetikusan lezárt kisülési csőből állnak, melyet higanygőzzel töltenek meg.
A kisülési csőre feszültséget kapcsolnak, így az elektródák között elektromos tér jön létre. Ha a feszültség elég nagy, az elektródából elektronok lépnek ki és felgyorsulnak az elektromos térben. Az elektronok a higanyatomokkal ütközve átadják kinetikus energiájukat, így a higanyatomok magasabb energiaszintre kerülnek. Amikor ezek gerjesztett atomok visszakerülnek egy alacsonyabb vagy a kiindulási energiaszintre, az energiakülönbözetet elektromágneses sugárzás formájában adják le. Higany esetében ez éppen UV-sugárzás.
A higanygőz-lámpákat nyomás szerint három csoportba sorolják: kis-, közepes-, valamint magasnyomású lámpák.

A kisnyomású lámpák kisebb teljesítményűek, azonban kb. 45%-kal jobb a hatásfokuk, mint a közepes- és magasnyomású lámpáknak. Ebből következően ez utóbbiak üzemeltetési költsége jóval nagyobb, mint az elterjedt kisnyomású lámpáké.

 
A "PUV" típusú UV-fertőtlenítő berendezések kiválasztása

 

Az összes "PUV" típusú UV-berendezés hengeres felépítésű és rozsdamentes acélból készül. A beépített UV-lámpákat kvarcüveg cső védi, amely elválasztja az áramló közegtől. A kvarcüveg cső áteresztőképessége UV-C sugárzásra 98%.

A PUVrendszereket úgy tervezték, hogy az adott maximális térfogatáram mellett a minimális sugárzás dózis elérje a 40 mWsec/cm-t.

A beépített UV-források kisnyomású higanygőz-lámpák, melyek névleges élettartama 8.000 óra. A kvarcüveg csöveket egyenként el lehet távolítani, így a tisztítás és karbantartás igen egyszerűen elvégezhető.

PUV-rendszerek üzemi paraméterei
Zavarosság max. 5 NTU
Oldott anyag max. 10 mg/l
Szín színtelen
Fe - tartalom max. 0,3 mg/l
Mn - tartalom max. 0,05 mg/l
pH - tartomány 6,5 - 9,5
Üzemi nyomás max. 8 bar
A felsorolt működési paraméterek üzem közben felülvizsgálandók.
 
A "PUV" típusú UV-fertőtlenítő berendezések áttekintése

 

Típus
Kapacitás
[l/h]
UV-lámpa
Elektromos igény
Csatlakozás
PUV - 01
300
1 x 11 W
220V, 50Hz, 50W
1/4" BSP
PUV - 1 S
2.000
1 x 40 W
220V, 50Hz, 100W
1" BSP
PUV - 2 S
4.000
2 x 40 W
220V, 50Hz, 150W
1" BSP
PUV - 4 S
9.000
4 x 40 W
220V, 50Hz, 250W
1 1/2 " BSP
PUV - 6 S
13.000
6 x 40 W
220V, 50Hz, 300W
2 " BSP
PUV - 4 L
18.000
4 x 65 W
220V, 50Hz, 400W
DN50 karima
PUV - 6 L
27.000
6 x 65 W
220V, 50Hz, 500W
DN80 karima
PUV - 8 L
37.000
8 x 65 W
220V, 50Hz, 700W
DN80 karima
PUV - 10 L
49.000
10 x 65 W
220V, 50Hz, 1000W
DN100 karima
PUV - 12 L
57.000
12 x 65 W
220V, 50Hz, 1100W
DN100 karima
PUV - 16 L
75.000
16 x 65 W
220V, 50Hz, 1300W
DN100 karima
PUV - 20 XL
98.000
20 x 65 W
220V, 50Hz, 1700W
DN125 karima
PUV - 24 XL
114.000
24 x 65 W
220V, 50Hz, 2000W
DN125 karima
PUV - 32 XL
150.000
32 x 65 W
220V, 50Hz, 2500W
DN150 karima
PUV - 40 XL
196.000
40 x 65 W
220V, 50Hz, 3300W
DN150 karima
PUV - 48 XL
230.000
48 x 65 W
220V, 50Hz, 4000W
DN150 karima