Die stetig zunehmenden Anforderungen an die Wasserqualität machen diese Technologie zu einer nahezu unumgänglichen Notwendigkeit. Die UV-Behandlung verändert nicht die physikalischen Eigenschaften des Wassers. Sie zeichnet sich aus durch Betriebssicherheit und auf ein Minimum reduzierte Betriebs- und Wartungskosten. Sie erfordert keinerlei Handhabung von toxischen Stoffen und verändert weder die Farbe noch den Geschmack des zu behandelnden Wassers.

Somit ist die UV-Behandlung eine effiziente Alternative bzw. Ergänzung zu dem konventionellen Einsatz von Erhitzung, Oxidation, wirksamen Giften und Sterilfiltration.

Die UV-Behandlung ist bei verschiedenen Anwendungen im Einsatz:

• Wasserindustrie: Trinkwasseraufbereitung, Wasserwerke, Städte und Gemeinden, Krankenhäuser, Restaurants, Schulen
• Lebensmittelindustrie: Prozesswasser, Mineralwasser, Getränkezubereitung
• Pharma-, Kosmetik- und chemische Industrie: Reinstwasser und Prozesswasser.
• Elektronikindustrie: Prozesswasser, Spülwasser
• Klimatechnik: Luftwäscher, Klimaanlagen, Kühltürme
• Brunnen- und Quellwasserdesinfektion in Kombination mit vorgeschalteter Ultrafiltration

BWT AQUA nutzt die UV-Behandlung für die Desinfektion von Rein- und Reinstwasser, den Ozonabbau und die Verringerung des TOC.

Die UV-Behandlung ist eine Technologie, welche keinerlei chemische Substanzen verwendet, sondern ausschliesslich eine elektromagnetische Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge. Es findet keinerlei physischer Kontakt mit dem zu behandelnden Wasser statt.

Was ist UV-Strahlung?

Natürliches Licht ist elektromagnetische Strahlung. Gegenstände, die von natürlichem Licht angestrahlt werden, absorbieren einen Teil der Strahlung (Licht) und reflektieren den Rest. Der reflektierte Teil bestimmt die Farbe des Gegenstandes. Das menschliche Auge nimmt elektromagnetische Strahlungen mit einer Wellenlänge von 400 bis 750 Nanometern (nm) wahr. Dieser Strahlungsbereich enthält alle Farben des Regenbogens! Wellenlängen unterhalb von 400 nm entsprechen dem ultravioletten Licht und Wellenlängen über 750 nm entsprechen dem Infrarotlicht.

Innerhalb des UV-Spektrums wiederum unterscheidet man zwischen dem UV-nahen Bereich (200 bis 400 nm), der im Sonnenlicht enthalten ist und die Atmosphäre teilweise durchquert, und dem UV-fernen Bereich (< 100 nm), der von der Materie derart absorbiert wird, dass eine Untersuchung dieses Bereiches sehr schwierig ist. Der sehr UV-nahe Bereich (> 300 nm) durchquert die Atmosphäre, besitzt aber nur eine geringfügig zerstörerische Wirkung auf biologisches Gewebe, was für die kürzeren Wellenlängen nicht mehr zutrifft, die besonders von lebendigen biologischen Molekülen (DNA, Proteine) absorbiert werden.

UV-Strahlung im Bereich der Wasserbehandlung

UV-Strahlung zur Wasserdesinfektion
Ziel der Desinfektion ist die Reduzierung der Mikroorganismen auf ein Niveau, dass keine pathologischen Erscheinungen hervorgerufen werden können. Jeder lebende Körper enthält DNA. Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist ausschlaggebend für die lebenserhaltenden, vitalen Funktionen. UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 254 nm besitzt die Besonderheit, die genetische Funktion der DNA zu verändern. Mikroorganismen können sich nicht mehr reproduzieren und werden als zerstört angesehen. Die Dosierung der für die Zerstörung der Mikroorganismen erforderlichen UV-Strahlung ist variabel.

Projektierung von Anlagen zur Wasserdesinfektion
Die Projektierung von UV-Anlagen im Bereich des Trinkwassers wird durch die ÖNORM M 5873-1 geregelt. Diese Norm ist in den wichtigsten europäischen Ländern und der Schweiz anerkannt.

Der Normentwurf empfiehlt eine UV-Dosis von 400 J/m2 (40 mJ/cm2 oder 40 mWs/cm2) mit einer Wellenlänge von 253.7 nm. Eine UV-Bestrahlung in dieser Stärke ermöglicht laut den heutigen wissenschaftlichen Kenntnissen eine Reduzierung in der Grössenordnung von 99.99 % bei den meisten humanpathogenen Bakterien und Viren, die im Wasser enthalten sind.

UV-Strahlung zum Ozonabbau
In manchen Wasseraufbereitungsanlagen wird Ozon für die Desinfektion des Wassers und der dazugehörigen Verteilerund Umlaufsysteme verwendet. Ozon ist ein sehr starkes Oxidationsmittel, das entfernt werden muss, bevor das Wasser verwendet wird. UV-Behandlung mit einer Wellenlänge von 254 nm ist eine elegante technische Lösung, bei der das Ozon in unschädlichen Sauerstoff umgewandelt wird.

UV-Strahlung zur Reduzierung des TOC
In Systemen mit Reinstwasser muss der Gehalt an TOC (total organic carbon) reduziert werden. Auch hier ist die UV-Behandlung einsetzbar. Die UV-Bestrahlung erfolgt in diesem Fall mit einer exakten Wellenlänge von 185 nm. Die UV-Energie unterstützt die unterschiedlichen Grade der fotochemischen Anregung der freien Radikale. Diese freien Radikale zerstören die chemischen Bindungen der kohlenwasserstoffhaltigen Verbindungen. Es folgt eine Kettenreaktion, bei der die chemischen Verbindungen zu CO2 und H2O oxidiert werden können.

PROJEKTIERUNG EINER ANLAGE

Die Projektierung einer Anlage erfolgt anhand der folgenden Daten:

• ▪ Wassertemperatur
• ▪ UV-Transmissionswert im Wasser (SAK Spektraler Absorptionskoeffizient)
• ▪ Durchfluss
• ▪ Rohwasserhärte

Der Transmissionswert ist neben dem maximalen Volumenstrom der entscheidende Wasserparameter für die Auslegung einer UV-Anlage.

Typische Werte für die UV-Transmission bei einer Wellenlänge von 254 nm bei unterschiedlichen Wasserarten:

• ▪ Reinstwasser: 0.01
• ▪ Trinkwasser: 0.06
• ▪ Salzwasser: 0.15
• ▪ Flüssiger Zucker: 0.6

Möglicherweise ist eine Vorbehandlung des Wassers erforderlich, z. B. Enteisenung oder Entmanganung, Mikrofiltration, Aktivkohlefilterung usw. Je nach Betriebsbedingungen und Wasserqualität kann eine Teilenthärtung des Wassers ratsam sein, um Kalkablagerungen an den Schutzrohren der UV-Strahler zu verhindern.