Kako deluje UV dezinfekcija

UV dezinfekcija je fizikalni proces dezinfekcije vode in se odvije izjemno hitro. Ultravijolična svetloba prodre v celico in mutira oziroma uniči DNK sestavo ter tako onemogoči nadaljnjo reprodukcijo. DNK ali deoksiribonukleinska kislina je molekula, ki je nosilka genetske informacije v vseh živih organizmih. UV svetlobni spekter, ki je namenjen za deaktiviranje mikroorganizmov, za človeško oko ni viden.

Med procesom UV dezinfekcije se voda prečisti tako, da teče skozi reakcijsko komoro, ki je narejena iz nerjavečega jekla. V reakcijski komori se nahaja UV žarnica, ki jo obdaja kvarčno steklo (kvarčno steklo za razliko od navadnega prepušča UV žarke). Ko voda teče skozi reakcijsko komoro, UV svetloba prodira v DNK mikroorganizmov in jih sproti uničuje.  Vsak mikroorganizem zahteva drugačen nivo UV energije za uničenje DNK sestave. To zahtevo imenujemo UV doza in jo določamo na način prikazan levo.

UV tehnologija je bistveno bolj učinkovita kot kemikalije pri uničevanju vodnih parazitov, kot sta Giardia in Cryptosporidium. UV dezinfekcija ne spreminjanja okusa vode in ne povzroča škodljivih stranskih produktov. Zato je ekonomičen in praktičen postopek za čiščenje in dezinfekcijo vode, ki se uporablja za pitje in pripravo hrane.

 Zgodovina UV svetlobe

Raziskovanje UV svetlobe se je začelo že leta 1801, ko je Johann Ritter iz Poljske prvič odkril UV svetlobo. Konec 19.stoletja Downes in Blunt odkrijeta, da se tekočina, ki vsebuje bakterije in ostale mikroorganizme dezinficira, če jo izpostavimo sončnemu sevanju in posledično UV svetlobi. Na začetku 20. stoletja Hertel odkrije, da lahko spekter elektromagnetnega valovanja, ki obsega UV svetlobo, razdelimo na 4 dele:

• Vakuum UV (ozon- valovna dolžina 185 nm)
• UV-C (kratkovalovno sevanje, najbolj učinkovito za deaktivacijo patogenih mikroorganizmov pri valovni dolžini 253.7 nm)
• UV-B (srednjevalovno sevanje)
• UV-A (dolgovalovno sevanje, najbližje vidni svetlobi)

Leta 1904 je steklopihač Richard Kuch prvi na svetu izdelal kvarčno steklo, kar je omogočilo razvoj UV žarnic. 6 let kasneje je bil postavljen prvi UV dezinfekcijski obrat za pripravo pitne vode v Marseillu, ki je predstavljal temelj za nadaljnje raziskave in postavitve UV dezinfekcijskih sistemov za vodo. Od leta 1950 naprej so se začeli postavljati UV dezinfekcijski sistemi za vodo po vsem svetu.

Danes je UV dezinfekcija vode znanstveno dokazano varna, učinkovita in ekološka metoda odstranjevanja patogenih mikroorganizmov in počasi nadomešča uveljavljeno kloriranje vode zaradi svojih mnogih prednosti.

 Komponente VIQUA UV sistemov

UV sistem za dezinfekcijo vode je več kot le seštevek vseh komponent, ki nam zagotavljajo mikrobiološko neoporečnost. Vsaka od komponent sistema ima pomembno vlogo in mora biti visoke kakovosti, da uspešno služi svojemu namenu.

Komponente sistema razdelimo v dve kategoriji in sicer v glavne in dodatne komponente.

4 osnovne komponente UV sistema so:

• reakcijska komora
• UV žarnica
• Kvarčno steklo
• Kontrolna enota

Reakcijska komora

Reakcijska komora je pravzaprav ohišje v katerem se nahaja UV žarnica in kjer se odvije celoten proces UV dezinfekcije.

Običajno je izdelana iz nerjavečega jekla, vendar nekateri proizvajalci uporabljajo tudi druge materiale. Posebno pozornost je potrebno posvetiti zvarom na reakcijski komori, saj kvalitetni zvari pomenijo kvaliteten proces dezinfekcije.

Poznamo različne oblike reakcijskih komor, vendar vse odlikujejo enake lastnosti, ki zagotavljajo najbolj optimalen pretok vode skozi reaktor za čim bolj uspešno dezinfekcijo.

UV žarnica

Večina UV žarnic deluje na prvi pogled enako, vendar pa obstajajo razlike, ki ločijo žarnice na dobre in slabe. Naloga UV žarnice je, da oddaja svetlobo valovne dolžine v UV-C spektru, s katerim uniči mikroorganizme v vodi. V vseh UV žarnicah se nahaja živo srebro v majhnih količinah, saj je ključnega pomena za proizvajanje UV svetlobe. Verjetno se vsakemu ob tem dejstvu poraja vprašanje, ali ni živo srebro nevarno? V velikih količinah je živo srebro vsekakor element, ki predstavlja nevarnost za človeka in okolje, vendar se v UV žarnicah nahajajo izredno majhne količine živega srebra. Vse žarnice so namenjene reciklaži in če z njimi pravilno ravnamo, do onesnaženja okolja ne more priti.

V vsaki žarnici se tako kot v običajnih žarnicah nahaja svetilna nitka, ki ustvari električni tok. Slednji segreje živo srebro v žarnici, ki se nato sprosti v obliki plina in na tak način se vzpostavi UV-C svetlobni spekter.

Poznamo tri vrste VIQUA UV žarnic, ki jih najdemo v UV sistemih za hišno in industrijsko rabo:

• LP žarnice (ang. low pressure): nizkotlačne žarnice, ki se uporabljajo za majhne pretoke (npr. vikendi) in imajo nižjo vrednost od ostalih
• LPHO (ang. Low pressure high output): nizkotlačne žarnice z visokim izdatkom. Uporabljajo se za večje pretoke in večje temperaturne razpone vode.
• LP amalgamske žarnice (Amalgam je zlitina živega srebra z natrijem, cinkom, bakrom, srebrom in zlatom) : delujejo malo drugače od klasičnih LP žarnic in so do 3x bolj učinkovite. Večinoma se uporabljajo v industriji.

Za kakovostno dezinfekcijo vode z UV sistemi je potrebno:

• Delovanje UV žarnice na pravi valovni dolžini (254nm)
• Delovanje UV žarnice mora biti neprekinjeno (da se ne vklaplja in izklaplja) in
• Pravilno menjanje žarnice vsako leto oz. vsaki dve leti (v primeru amalgamskih žarnic)

Zakaj je menjava žarnice pomembna?

Kvarčno steklo je v obliki podolgovatega valja in ima sposobnost prepuščanja UV žarkov. Vanj je vstavljena žarnica, ki oddaja UV svetlobo. Kvarčno steklo se med uporabo lahko umaže zaradi prisotnosti mineralov in neželenih spojin v vodi. Ker le čisto steklo prepušča zadostno količino UV svetlobe za deaktivacijo vseh mikroorganizmov, ga je potrebno očistiti ob menjavi žarnice. Gre za preprost sestavni del sistema, ki pa ima pomembno vlogo za ustrezno delovanje UV dezinfekcije

Kontrolna enota predstavlja »možgane« celotnega UV sistema. S kontrolno enoto nadziramo svetilno moč UV žarnice in vzdržujemo UV-C sevanje. Kontrolne enote so različne in so lahko zelo enostavne (kot vidimo na sliki), z le dvema svetlobnima signaloma ali pa so bolj kompleksne in imamo svetlobne signale za vsako komponento celotnega sistema.

Potrebno je upoštevati vsa navodila proizvajalca UV sistema in ob opozorilnih signalih preveriti delovanje sistema. Zavedati se moramo, da je za uspešno dezinfekcijo vode potrebno delovanje vseh komponent in da moramo za to uporabljati certificirane sestavne dele proizvajalca UV sistema.

Poleg osnovnih komponent imamo na voljo tudi opcijske elemente kot so senzorji, elektromagnetni ventili, omejevalnik pretoka, COMM center in ostali. Vse osnovne sisteme in dodatno ponudbo si lahko ogledate tukaj (link do produktov).

Izvedba UV sistema

UV dezinfekcija je izredno učinkovit sistem uničevanja patoloških mikroorganizmov v vodi, vendar moramo zagotavljati predpisanim zahtevam po zadostni količini UV sevanja, da bi deaktivirali vse škodljive mikroorganizme.

Zelo pomembno vlogo pri uspešni UV dezinfekciji vode ima ustrezna kakovost vode. Voda, preden vstopi v reakcijsko komoro, mora ustrezati predpisanim kriterijem glede vsebnosti primesi. Koliko UV svetlobe bo prišlo skozi vodo izražamo z UVT enoto (ang. UV Trasmission) in jo  prikažemo v procentih. Nizek UVT dobimo, ko je v vodi veliko mineralov in organskih delcev, ki absorbirajo ali odbijejo UV svetlobo in tako UV svetloba ne pride do nekaterih mikroorganizmov in jih posledično ne uniči, zato dezinfekcija vode ni popolnoma učinkovita. Priporočljivo je, da se vsa voda filtrira preko 5 micronskega filtra preden vstopi v UV reakcijsko komoro, saj tako zagotovimo uspešno delovanje UV sistema in se hkrati znebimo tudi neželenega okusa in vonja vode.

Pitna voda, ki običajno v stanovanjskih objektih priteče iz pipe, ima UVT vrednost okoli 85-95%. Za dezinfekcijo vode v UV sistemih pa je potrebno zagotavljati UVT vrednost enako ali višjo 95%. To lahko dosežemo z ustreznimipostopki obdelave vode preden jo speljemo v UV reakcijsko komoro.

Idealna kakovost vode za UV dezinfekcijo ustreza naslednjim omejitvam:

Železo < 0.3 mg/L

Motnost < 1 NTU

Mangan < 0.05 mg/L

pH vrednost <7

Tanini < 0.1 mg/L

Vse opisane parametre je mogoče iz vode odstraniti s pomočjo različnih filtrov in mehčalcev vode, ki vam jih nudimo v našem podjetju. Za manj zahtevne sistemske rešitve si lahko ogledate našo ponudbo hišnih vodnih postaj MESEC HVP- UV, kjer vam nudimo že izdelano rešitev za filtracijo in UV dezinfekcijo vode z VIQUA UV sistemi. Za bolj zahtevne sistemske rešitve so vam na voljo naši strokovnjaki na področju priprave in čiščenja voda, ki vam bodo nudili strokovno svetovanje, inženiring in izvedbo sistema.

Vzdrževanje UV sistema

Vzdrževanje UV sistema je izjemno preprosto in od uporabnika zahteva le vsakoletno menjavo žarnice in kontroliranje delovanja sistema s pomočjo VIQUA kontrolnik enot.

DVE GLAVNI KOMPONENTI SISTEMA- ŽARNICA IN KVARČNO STEKLO

Samo dve komponenti UV sistema zahteva vsakoletno pozornost uporabnika- žarnica in kvarčno steklo. Če se UV sistem ne uporablja neprestano celo leto (npr. v primeru vikendov in počitniških hiš, ko se UV sistem izklopi v času odsotnosti) je uporabnikom prihranjeno še več časa v zvezi z vzdrževanjem sistema.

UV ŽARNICA

Če se UV sistem uporablja kontinuirano brez prekinitev, je potrebno UV žarnico zamenjati vsako leto. UV žarnice namreč s časom izgubljajo moč in so sposobne proizvesti vedno manj UV svetlobe ustrezne valovne dolžine, ki deaktivira patogene mikroorganizme. S tem ko zamenjate žarnico vsako leto, ste lahko brez skrbi, da bo do vas pritekla mikrobiološko neoporečna pitna voda. Potrebno se je zavedati, da moramo za nemoteno delovanje UV sistema vedno uporabljati žarnice, ki so od proizvajalca sistema.

KVARČNO STEKLO

Drugi sestavni del UV sistema, ki zahteva pozornost pri vzdrževanje je kvarčno steklo. Kvarčno steklo je element, ki obdaja UV žarnico in jo ščiti pred vdorom vode hkrati pa prepušča UV svetlobo, da lahko nemoteno uničuje v vodi prisotne mikroorganizme. S časom se kvarčno steklo lahko umaže zaradi prisotnosti mineralnih delcev v vodi.

Če pride do zamazanosti kvarčnega stekla, se zmanjša prepustnost UV svetlobe skozi steklo in stopnja dezinfekcije vode se bo zmanjšala. Čiščenje stekla opravimo hitro in preprosto z uporabo sredstva za odstranjevanje mineralnih delcev. V primeru, da se stekla ne da očistiti in bi se uporabniku zdelo, da ne bo prepuščalo dovolj UV svetlobe, je potrebno razmisliti o menjavi kvarčnega stekla.

Poleg osnovnih dveh komponent, ki zahtevajo le malo vloženega truda za nemoteno delovanje UV sistema, je možnost, da bi prišlo do napak na ostalih komponentah izjemno nizka. Vsi VIQUA UV sistemi so opremljeni s kontrolnimi enotami, ki nas opozorijo na morebitno napako v sistemu. Več si lahko preberete v naši ponudbi VIQUA UV sistemov.

VIQUA je leta 2016 razvila novo tehnologijo imenovano LightWise, kjer elektronski sistemski nadzor avtomatsko regulira (zmanjša) moč delovanja žarnice v obdobjih z manjšim dotokom vode. S pomočjo omenjene tehnologije zmanjšamo potrebno vzdrževanje sistema do 60%, saj se kvarčno steklo ne umaže tako hitro kot bi se sicer.