Einführung in die UV-Desinfektion für Trinkwasser Fact Sheet

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Desinfektion mit UV Licht
Multibarrieren-Strategie
Einführung in die
UV-Desinfektion für Trinkwasser
Bakterien (z.B. E.coli, Salmonellen)
In vielen europäischen Ländern wird Trinkwasser aus Oberflächenwasser
oder Grundwasser, das von Oberflächenwasser beeinflusst wird, gewonnen. Dies bedeutet ein erhöhtes Risiko von Verunreinigungen durch Einzeller
(Kryptosporidien, Giardien), Bakterien (E.coli, Salmonellen) und Viren
(Hepatitis A, Hepatitis B, Poliovirus, Rotavirus). Unter Umständen sind diese
für den Ausbruch von Krankheiten verantwortlich.
Viren (z.B. Polio, Hepatitis A)
Mikrobiologische Verunreinigung
Die mikrobiologische Verunreinigung von Wasser ist ein Hauptindikator für
die nationale Gesundheit. Schlechte sanitäre Anlagen, mangelnde Hygiene,
vermehrte industrielle Anwendungen und intensivere Landwirtschaft haben
zu Krankheiten durch verunreinigtes Wasser geführt. In zahlreichen Ländern
wurde die erhöhte Sterblichkeit im frühen Kindesalter auf das verunreinigte
Wasser zurückgeführt.
Dies ist der Hauptgrund dafür, dass die Desinfektion von Wasser sich als
unverzichtbarer Bestandteil der Wasseraufbereitung etabliert hat.
Einzeller (z.B. Kryptosporidien)
Mikrobiologische
Verunreinigung
Tabelle 1: Typische durch Wasser übertragbare
pathogene Organismen.
Mikroorganismus
Krankheit
Bakterien
Übertragbare Mikroorganismen im Wasser
Tabelle 1 zeigt einige Mikroorganismen die
im Wasser vorkommen und die Infektion,
die diese verursachen können. Auch wenn
diese Mikroorganismen hauptsächlich in
Oberflächenwasser sind, stellen diese eine
Bedrohung für Grundwasser dar, da auch
dort ein Eindringen pathogener Organismen
möglich ist. In zahlreichen westeuropäischen
Ländern wurden bereits Epidemien gemeldet.
Im Jahr 2007 kam es zu einer Epidemie in
Irland, verursacht durch Kryptosporidien.
Die irische Regierung reagierte sofort mit
Abhilfemaßnahmen, wozu unter anderem
auch die Ausrüstung der Wasserversorgung
mit einem Multibarrierensystem gehörte.
Biotest Validierung für
UV-Systeme
UV-Systeme müssen vor ihrer Installation
eine Biotest-Validierung (bzw. Feldversuche)
durchlaufen. Da es nicht möglich ist, die Prüfungen an jedem Mikroorganismus durchzuführen, werden für die Biotest-Validierung
repräsentative Organismen verwendet. Die
EU-Trinkwasserrichtlinie legt die Mindestanforderungen für mikrobielle Verunreinigungen, wie in Tabelle 2 angegeben, fest. Das
Einhalten dieser Richtlinie in Verbindung
mit Ordnung und Sauberkeit (z.B. sanitären
Anlagen) hat das Ausbrechen von Epidemien
verringert und die öffentliche Gesundheit
verbessert. Viele Jahre lang wurde angenommen, dass die Trinkwasserqualität sicher sei,
wenn die Keimzahlen unterhalb der Angaben
in Tabelle 2 lagen.
Salmonella typhi
Typhus
Salmonella paratyphi A, B, C
Paratyphus
Shigella-Arten
Ruhr
Escherichia coli
Enteritiden, Enterotoxamien
Brucella-Arten
Bangsche Krankheit oder Maltafieber
Vibrio cholerae
Cholera
Leptospira-Arten
Weilsche Krankheit
Listeria monocytogenas
Listeriose
Bacillus anthracia
Milzbrand
Clostridium botulinum
Botulismus
Mycobacterium-Arten
Hautulzerationen, Tuberkulose
Chiamydia trachomatis
Konjunktivitis
VIREN
Polioviren
Meningitis, Polio
Coxsackievirus A, B
Meningitis, Ekzem
ECHO-Virus
Meningitis, Diarrhöen
Hepatitis A
Epidemische Hepatitis
EINZELLER
Entamoeba histolytica
Amöbenruhr
Giardia lamblia
Lamblienruhr
Cryptosporidium parvum
Kryptosporidiose
WÜRMER
Ascaris lumbricoides
Askariose
Taenia-Arten
Bandwurm
Tabelle 2: Mikrobiologische Parameter gemäß
EU-Richtlinie 89/83/EG
Mikrobiologische Parameter
Escherichia coli
0/100 ml
Enterokokken
0/100 ml
Mikrobiologische Indikatorparameter
Clostridia perfringens (einschl. Sporen)
0/100 ml
Koloniezahl bei 22°C
Ohne anormale Veränderung
Coliforme Bakterien
0/100 ml
Trotz der Einhaltung der mikrobiologischen
Anforderungen an das Trinkwasser, gemäß
den in Tabelle 2 angegebenen EUVorschriften, kam es in manchen Ländern zu
Epidemien, verursacht durch Kryptosporidien
und Giardien, bei denen sogar Todesfälle
zu beklagen waren. Diese Gefahr einer
Epidemie erhöht sich durch chlorresistente
Einzeller wie Kryptosporidien und Giardien.
2
EU-Richtlinie 98/83/EG
Giardia
Giardien sind eine Gattung anaerober,
begeißelter, einzelliger Parasiten vom Stamm
der Metamonaden in der Übergruppe der
“Excavaten” (benannt nach der freigelegten
Furche auf einer Seite des Zellkörpers), die
sich im Dünndarm mancher Wirbeltiere
ansiedeln, vermehren und Giardiasis hervorrufen. Ihr Lebenszyklus wechselt zwischen
einem aktiv schwimmenden Trophozoit und
einer infektiösen, resistenten Zyste. Die Gattung wurde nach dem französischen Zoologen
Alfred Mathieu Giard benannt.
Die EU-Richtlinie 98/83/EG vom 3. November
1998 fordert in Artikel 5, dass die Mitglieds­
staaten Standards für Wasser aufstellen, das
für den menschlichen Gebrauch bestimmt ist.
Diese mikrobiologischen Standardparameter
sind in Tabelle 2 aufgeführt.
en haben die Richtlinie durch noch strengere
Vorschriften für Oberflächenwasser und
Grundwasser unter direktem Einfluss von
Oberflächenwasser verschärft. Hierzu gehört
eine Anforderung bezüglich Giardien und
Kryptosporidien, wie in Tabelle 3 aufgeführt.
Die angegebenen mikrobiologischen Indikator­
parameter sind Indikatoren für sicheres
Wasser. Sie werden gemäß Artikel 7 der EUTrinkwasserrichtlinie regelmäßig überwacht.
Desinfektion ist ein entscheidender Schritt
innerhalb des gesamten Trinkwasser-Aufbereitungsprozesses, um zu gewährleisten,
dass das behandelte Wasser keine mikrobiologischen Verunreinigungen aufweist,
welche die Gesundheit der Verbraucher
gefährden.
Jeder EU-Mitgliedsstaat wendet die Richtlinie
98/83/EC an. Die meisten EU-Mitgliedsstaat-
Tabelle 3: Vorgeschlagene maximal zulässige
Durchschnittskonzentration von Einzellern in Trinkwasser.
Organismus
Vorgeschlagene Anzahl
Nicht in m³ Trinkwasser
Kryptosporidien
2,6 x 10 -5 /l
38
Giardien
5,5 x 10 -6 /l
180
Kryptosporidiose
Kryptosporidiose ist eine parasitäre Krankheit,
die durch Kryptosporidien, einen einzelligen
Parasiten im Stamm der Apicomplexa
hervorgerufen wird. Sie befällt die Verdauungsorgane von Säugetieren und verläuft
normalerweise als akute Kurzzeitinfektion. Sie
wird fäkal-oral, häufig durch verunreinigtes
Wasser übertragen. Das Hauptsymptom ist bei
Menschen mit intaktem Immunsystem eine
selbstbegrenzende Diarrhoe. Bei Menschen
mit geschwächtem Immunsystem sind die
Symptome besonders schwerwiegend und
häufig tödlich. Obwohl sie erst seit 1976
bekannt ist, gehört sie zu den häufigsten,
durch Wasser übertragene Krankheiten und
tritt weltweit auf. Der Parasit wird durch
mikrobielle Zysten (Oozysten) übertragen, die
sich, sobald sie aufgenommen wurden, im
Dünndarm einnisten und zu einer Infektion des
Dünndarmgewebes führen.
Für Desinfektion und Entfernung stehen mehrere Technologien zur Verfügung.
Zu den am weitesten verbreiteten gehören:
Filtration (wie z.B. Membranfiltration)
Ozonisierung
Desinfektion durch UV-Strahlen
Desinfektion durch Chlor oder chlorbasierte Chemikalien
Lebenszyklus von Kryptosporidiose
3
CHLORINE
EFFECTIVENESS
Kombination anstelle
von Konkurrenz
Trotz der Bildung von Desinfektionsnebenprodukten besitzt die Desinfektion mit Chlor
einen Vorteil: Chlor wirkt als verbleibendes
Desinfektionsmittel im Wasser auch noch
im Verteilersystem. Das Restchlor kann die
Desinfektion im Verteilernetz vom Wasserwerk bis zum Verbraucher aufrechterhalten.
Dennoch ist Chlor nicht optimal für die
Desinfektion von Trinkwasser geeignet, da es
krebserregende Nebenprodukte (z.B. THM)
bildet und nur einen geringen bis gar keinen
Effekt auf chlorresistente Kryptosporidien und
Giardien hat.
Die oxidative Kraft von Ozon kann mehrere
organische Verbindungen aus dem Wasser
entfernen und ist ein gutes Desinfektionsmittel gegen Bakterien, Viren und GiardienZysten. Dennoch überleben die Oozysten der
Kryptosporidien die Ozonbehandlung. Aus
wirtschaftlicher Sicht ist die Amortisationszeit
erheblich, wenn Ozon einzig für Desinfektionszwecke eingesetzt wird.
Die herkömmliche schnelle und langsame
Sandfiltration entfernt zwar einen Teil der
Mikroorganismen, stellt aber dennoch eine
Gefahr für die öffentliche Gesundheit dar. Auf
der anderen Seite ist die Membranfiltration
bei der Beseitigung von Mikroorganismen
sehr wirksam. Dennoch gibt es Bedenken im
Hinblick auf Viren, die durch die Membranen
gelangen könnten sowie zu eventuellen
Membranbeschädigungen. Daher bieten
auch Mikro- und Ultrafiltration keinen ausreichenden Schutz.
Mit UV als hauptsächlichem Desinfektionsschritt fallen die Nachteile der chemischen
Desinfektion und der Filtration weg. UV kann
verwendet werden, um Bakterien, Viren und
Einzeller mit geringen UV-Dosen und Adenoviren mit hohen UV-Dosen zu inaktivieren.
Erfreulicherweise lassen sich Adenoviren
mit Chlor inaktivieren. Eine Kombination aus
UV und Chlor eliminiert praktisch sämtliche
mikrobiellen Verunreinigungen.
Adenovirus
COMBINED RANGE OF EFFECTIVENESS
Die Multibarrieren-Strategie
Die Multibarrieren-Strategie sorgt für eine Erhöhung der öffentlichen Sicherheit.
Die Kombination aus herkömmlicher Filtration, UV und Restchlor wurde als
effektivste Barriere für die Reduzierung von Pathogenen akzeptiert.
UV-Desinfektion
Anders als chemische Verfahren zur Wasserdesinfektion sorgt UV-Strahlung für eine schnelle und
effektive Inaktivierung von Mikroorganismen durch
einen physikalischen Prozess. Wenn Bakterien,
Viren und Einzeller der UVC-Strahlung ausgesetzt werden, verlieren diese ihre Fähigkeit zur
Fortpflanzung und Infektion. UV-Strahlung hat
ihre Wirksamkeit gegenüber pathogenen Organismen unter Beweis gestellt, einschließlich derer,
die Cholera, Polio, Typhus, Hepatitis, Giardien,
Kryptosporidien und andere bakterielle, virale und
parasitäre Krankheiten auslösen. Zudem hat Trojan
UV-Systeme (sei es einzeln oder in Verbindung mit
Wasserstoffperoxid) zum Abbau chemischer Schadstoffe, wie Pestizide, industrielle Lösungsmittel und
Pharmazeutika erfolgreich installiert.
UV-Validierung
Die Auslegung eines UV-Systems sollte durch einen Biotest (Feldversuche) bestimmt
und belegt werden. Diese Feldversuche gewährleisten, dass UV-Systeme, anhand
tatsächlicher Leistungsdaten und nicht aufgrund theoretischer Annahmen (z.B. veralteter
Software-Programme wie UVDIS) ausgelegt werden. Für die Validierung wurden verschiedene Verfahren und Vorgaben festgelegt:
1986 USEPA Design Manual: Municipal Wastewater Disinfection
(Auslegungshandbuch: Kommunale Abwasserdesinfektion)
2003 NWRI/AwwaRF Ultravoilet Disinfection Guidelines for Drinking Water and Re-use
(Richtlinien zur UV-Desinfektion für Trinkwasser und Wiederverwendung)
USEPA Ultraviolet Disinfection Guidance Manual for the Long Term 2 Enhanced Surface
Water Treatment Rule (2006) (Handbuch zur langfristigen UV-Desinfektion, Behandlungsregeln für aufbereitetes Oberflächenwasser)
Merkblatt W294 1-3 der Deutschen Vereinigung des Gas- und Wasserfaches (DVGW)
Merkblatt DIN 5873 Österreichisches Normungsinstitut (ÖNORM)
4
Nanometers (nm)
(nm)
UV light spectrum
UV Dosis
Mikroorganismen werden durch UV-Strahlung inaktiviert, da diese die Nukleinsäure
schädigen. Die mit kurzwelliger UV-Energie
in Verbindung stehende hohe Energie, bei
der Wellenlänge von 254 nm, wird von der
zellulären RNS und DNS absorbiert. Diese
Absorption von UV-Energie bildet neue
Bindungen zwischen benachbarten Nukleotiden und stellt Doppelbindungen oder Dimere
her. Die Dimerisation benachbarter Moleküle,
insbesondere von Thymin, ist die am weitesten
verbreitete fotochemische Beschädigung. Die
Bildung zahlreicher Thymin-Dimere in der DNS
von Bakterien und Viren verhindert die Fort­
pflanzung und deren Fähigkeit zu infizieren.
Die keimtötende Wirkung der UV-Strahlung
steht in direktem Zusammenhang mit der von
einem Mikroorganismus absorbierten Dosis
an UV-Energie. Die UV-Dosis ist ein Produkt
aus der UV-Intensität und der Zeit, die ein
Mikroorganismus der UV-Strahlung ausgesetzt ist (häufig auch Einwirkzeit benannt).
Die erforderliche Desinfektionsgrenze oder
Log-Reduktion bestimmt die erforderliche
UV-Dosis. Die UV-Dosis wird normalerweise
in mJ/cm², J/m² oder μWs/cm² angegeben.
Die Einwirkzeit des UV-Systems wird von
der Reaktorkonstruktion und der Durchflussmenge des Wassers bestimmt. Die
Intensität wird von den Ausrüstungsparam-
etern (wie Strahlertyp, Strahleranordnung
usw.) und den Parametern der Wasserqualität
(wie UV-Durchlässigkeit, Gesamtschwebstoffgehalt) beeinflusst. Anders als chemische
Desinfektionsstoffe wird die UV-Desinfektion
nicht von der Temperatur, der Trübung oder
dem pH-Wert des Wassers beeinflusst.
Unter Berücksichtigung all der unterschiedlichen Parameter von Ausrüstung und Wasserqualität gestaltet sich die Berechnung der
abgegebenen Dosis komplex. Theoretische
Modelle, die zur Durchführung der Dosisberechnung mithilfe von Strömungssimulation
und/oder Punktquellensummierung geschaffen
wurden, bieten kein genaues Ergebnis und
können die Effizienz nicht garantieren. Daher
muss zur exakten Bestimmung der Dosis des
UV-Systems bei einer bestimmten Durchflussmenge und Wasserqualität eine BiotestValidierung durchgeführt werden. Sämtliche
Variablen, welche die abgegebene Dosis beeinflussen, wie Hydraulik, Reaktorzusammenstellung, UV-Durchlässigkeit der Quarzschutzrohre
usw. müssen dabei berücksichtigt werden.
Die mikrobiologische Reaktion eines Mikroorganismus ist ein Maß für dessen Empfindlichkeit gegenüber der UV-Strahlung und ist
für jeden Mikroorganismus spezifisch. Eine
UV-Dosis-Reaktionskurve wird bestimmt,
indem Wasserproben mit dem betreffenden
Mikroorganismus mit unterschiedlichen UVDosen bestrahlt werden und die Konzentration
lebensfähiger, infektiöser Mikroorganismen vor
und nach jeder Bestrahlung gemessen wird.
Die resultierende Dosis-Reaktionskurve ist eine
grafische Darstellung der Log-Inaktivierung
des Organismus im Vergleich zur UV-Dosis.
1 log Inaktivierung entspricht einer 90%-igen
Reduzierung; 2 log einer 99%-igen Reduzierung; 3 log einer 99,9%-igen Reduzierung usw.
Sowohl DVGW als auch USEPA haben, wie in
Tabelle 4 dargestellt, vergleichbare Inaktivie­
rungsdosen unterschiedlicher, durch Wasser
übertragbarer Pathogene veröffentlicht. Diese
Dosen müssen durch unabhängige Biotests für
jede einzelne UV-Einheit bei unterschiedlichen
Betriebsbedingungen validiert werden.
Durch UV-Strahlung betroffene DNA
UV-Dosis: UV-Dosis (J/m²) = UV-Intensität (W/m2) x Einwirkzeit (s)
Tabelle 4: Zusammengefasste Daten des USEPA Workshops zur UV-Desinfektion von Trinkwasser, 28.-29. April 1999
Pathogen
Zur Inaktivierung erforderliche durchschnittliche
Cryptosporidium parvum Oozysten
Giardia lamblia Zysten
Giardia muris Zysten
Vibrio cholerae
Escherichia coli O157:H7
Salmonella typhi
Salmonella enteritidis
Legionella pneumophila
Hepatitis-A-Virus
Poliovirus Typ 1
Rotavirus SA11
1log
3.0
k.A.
1.2
0.8
1.5
1.8-2.7
5
3.1
4.1-5.5
4-6
7.1-9.1
2log
4.9
<5
4.7
1.4
2.8
4.1-4.8
7
5
8.2-14
8.7-14
15-19
5
3log
6.4
<10
k.A.
2.2
4.1
5.5-6.4
9
6.9
12-22
14-23
23-26
4log
10
<10
k.A.
2.9
5.6
7.1-8.2
10
9.4
16-30
21-30
31-36
Validierung des
UV-Desinfektionssystems
Die Biotest-Validierung ergibt eine
Reduktionsäquivalente Dosis (RED). Beträgt
die RED für ein UV-System 40 mJ/cm²,
bedeutet dies, dass das UV-System, wie
durch den Validierungsorganismus gemessen, 40 mJ/cm² abgibt. Im Prüfverfahren
der Biotest-Validierung spielt es keine
Rolle, wie die UV-Einheit konstruiert ist,
wie viele Strahler installiert sind oder wie
viel Leistung das System aufnimmt. Die
gemessene mikrobiologische Log-Reduktion
bestimmt die Wirksamkeit des Systems in
Bezug auf die Betriebsbedingungen.
Dosen, die durch Punktquellen­
summierung oder Strömungssimulation
berechnet wurden, prognostizieren
normalerweise viel höhere Werte als
die Realität. Dies ist der Hauptgrund
dafür, dass die Biotest-Validierung bei
Anwendungen der Wasserdesinfektion
so wichtig ist.
betrieben. Durch Vergleich der mikrobiellen Inaktivierung des Reaktors mit der
Dosis-Reaktionskurve, welche mithilfe
des Tests mit kollimiertem Strahl erstellt
wurde, kann die vom Reaktor abgegebene
Dosis (Reduktionsäquivalente Dosis - RED)
genau bestimmt und für verschiedene
Betriebsbedingungen validiert werden.
Allgemeine Validierungsschritte
Der als Biotest-Validierung bezeichnete
Test wird von einem unabhängigen und
anerkannten Dritten an einer geeigneten
Versuchsanlage durchgeführt und geleitet.
Schritt 1: Bestimmung der
UV-Dosis-Reaktionskurve
des in Frage kommenden
Mikroorganismus
Die auf unterschiedlichen UV-Dosen basierende mikrobielle Inaktivierung kann mithilfe
eines kollimierten Strahls aufgezeichnet
werden. Daraus ergibt sich die DosisReaktionskurve des in Frage kommenden
Organismus.
Schritt 2: Bewertung und
Validierung des Reaktors
Die Validierung muss die Anforderungen
der gewünschten Log-Inaktivierung
bestätigen. Die Biotest-Validierung
ermöglicht eine genaue Auslegung der
Systeme und berücksichtigt folgende
Parameter:
UV-Durchlässigkeit (UVT)
Durchflussmenge
UV-Intensität
Lampenkonfiguration
Reaktor-Hydrodynamik
Ende der Lampenlebensdauer
Der UV-Reaktor wird zur Bestimmung
der mikrobiellen Inaktivierung unter verschiedenen Durchflussbedingungen (z.B.
unterschiedlichen UV-Durchlässigkeiten,
verschiedenen Lampenleistungen usw.)
bei unveränderten Mikroorganismen
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Validierungsparameter
Tabelle 5: UV-Dosisvorgaben (mJ/cm²)
Zielpathogene
Log-Inaktivierung
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Kryptosporidien
1,6
2,5
3,9
5,8
8,5
12
15
22
Giardien
1,5
2,1
3,0
5,2
7,7
11
15
22
Virus
39
58
79
100
121
143
163
186
Quelle: UVDGM-Tabelle 1.4 der USEPA
6
Sc
tt 1
hri
hri
Sc
tt 2
Mikroorganismen
UV-Reaktor
Kollimierter
Strahl
Validierung des
UV-Desinfektionssystems
Bestimmung der
UV-Dosis
Reaktion der
Mikroorganismen
Gemessene
Inaktivierung der
Mikroorganismen
Dosis
Bestimmung der Dosisabgabe des Reaktors
Vergleich der Protokolle von USEPA und DVGW
Die DVGW-Norm W294 wurde in Deutsch­
land für deutsche Trink­wasser­ver­sor­ger entwickelt, um für eine Standardisierung der
UV-Desinfektionsbranche zu sorgen.
Die DVGW-Norm W294 ist als Validierungs­
protokoll für UV-Reaktoren akzeptiert. Das
Merkblatt W 294 des DVGW ermöglicht
der Wasserbranche einen fairen Vergleich
zwischen unterschiedlichen Arten von
UV-Reaktoren und Anbietern. Das DVGWMerkblatt wurde für die Umsetzung an
der DVGW-Prüfanlage entwickelt. Die
Prüfanlage des DVGW ist auf 3000 m³/h.
begrenzt.
Die Prüfung nach DVGW-Protokoll
bestimmt eine Reaktorauslegung mit
einer festgelegten RED von 40 mJ/cm²
und Sporen des Bacillus subtillus als
Test-Mikroorganismus. Hierbei werden
eine sich ändernde UV-Durchlässigkeit
(UVT), die Lampenleistungen und eine
Lampenalterung auf 70% berücksichtigt.
Aufgrund der Nachfrage nach großen
UV-Reaktoren, großer Schwankungen
der lokalen Wasserqualität, unterschiedlicher Anlagenausführungen und des
Vorhandenseins zahlreicher verschiedener
Aufbereitungsmethoden entstand der
Bedarf nach einem flexibleren Protokoll.
Die Umweltschutzbehörde der USA
(USEPA) hat ein Handbuch zur
UV-Desinfektion erarbeitet (UVDGM),
welches Validierungsprotokolle vor Ort und
Validated UV intensity sensor
Konstruktionsaspekte für UV-Reaktoren
beschreibt. Aufgrund der jüngsten
Ereignisse konzentriert sich das Handbuch
auf die wirksame Beseitigung der chlorresistenten Giardien und Kryptosporidien.
Die USEPA-Vorgaben sind flexibler
und komplexer. Die Prüfdosis kann bei
unterschiedlichen Durchflussmengen,
unterschiedlicher UV-Durchlässigkeit und
Leistung bei einem simulierten Ende der
Lampenlebensdauer zwischen 10 und
120 mJ/cm² variieren. Der Test ergibt eine
Validierungskurve, die für spezifische mikrobiologische Vorgaben verwendet werden
kann, die eine höhere RED als 40 mJ/cm²
erfordern.
Das UVDGM erlaubt Methoden mit Sollwert und berechneten Dosen, die als Funktion
von Durchflussmenge, UV-Durchlässigkeit und UV-Intensität interpoliert werden.
Die DVGW arbeitet ausschließlich mit der biodosimetrischen Dosis
(Reduktionsäquivalente Dosis - RED) von 40 mJ/cm².
Das UVDGM verwendet normalerweise die MS2-Phage, der DVGW Sporen des Bacillus
subtilis.
Das UVDGM kann DVGW- oder ÖNORM-Sensor einsetzen.
Beide erlauben Prüfanlagen Dritter.
Beide erlauben die Analyse der mikrobiologischen Daten durch Dritte.
Das UVDGM erlaubt den Nachweis des Lampenalterungsfaktors durch Dritte.
Das UVDGM erfordert die Berücksichtigung der Entwicklung des hydraulischen Profils
(Einlassbedingungen).
Das UVDGM erlaubt On-line-Messungen der UV-Durchlässigkeit zur Dosisanpassung
Das UVDGM erlaubt eine SPS-Steuerung.
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Unterschiede zwischen USEPA / DVGW
Tabelle 6: Vergleich zwischen USEPA und DVGW
Gegenstand
DVGW/ÖNORM
US EPA UVDGM
Prüfpunkt
UV-I-Sollwertmethode
Lampenalterung
Einlassbedingungen
max. 70% (d.h. 30% Alterung)
oberwasserseitig mit doppeltem
DN600-Bogen
("ungünstigster Fall")
UV-Dosis
Betriebspunkte
Interpolation – Extrapolation
Anwendung
RED 40 mJ/cm²
Fest
Nicht zulässig
Vergleicht Leistung unterschiedlicher Reaktoren
Allgemeine Desinfektion. Geeignet
für alle Anwendungen
Experimentelle Tests zur
Bestimmung des Durchflusses
und der UV-Durchlässigkeit für
einen UV-Reaktor bei einer RED
von 40 mJ/cm²
Bacillus subtilis
- entweder UV-I-Sollwertmethode
- oder UV-I/UVT-Sollwertmethode
- oder UV-Dosisberechnung nach UVI und UVT
- keine Angabe (Lampenangaben sind nachzuweisen)
- keine Angabe
- hydraulischer Zustand des installierten UV-Reaktors
muss gleich oder besser sein als der des validierten
UV-Reaktors (normalerweise mit 90-Grad-Bogen
validiert, um ungünstigsten Fall zu simulieren)
RED in Bezug auf Log-Ergebnisse
Variabel
Interpolation erlaubt
Bietet Betriebsmittel für unterschiedliche Reaktoren
Desinfektionsschwerpunkt
Reaktorvalidierung
Test-Mikroorganismus
Anwendungsvorschläge:
Schwerpunkt auf Giardien und Kryptosporidien
Experimentelle Tests zur Bestimmung der
Betriebsbedingungen, unter denen ein UV-Reaktor die
erforderliche Dosis bereitstellt, die zur Inaktivierung von
Kryptosporidien, Giardien und Viren erforderlich ist
Normalerweise MS2-Bakteriophage
Referenzen:
Verwenden Sie DVGW für Systeme Durchflüsse (<1570 m3/Std.).
Verwenden Sie USEPA für die Inaktivierung von Giardien und
Kryptosporidien.
Verwenden Sie DVGW für die allgemeine Desinfektion.
Verwenden Sie USEPA für den Multibarrieren-Schutz in
Oberflächenwasser.
Verwenden Sie DVGW für den Multibarrieren-Schutz in
Grundwasser.
Die USEPA-validierten Systeme sind im Preis normalerweise
günstiger, mit Sicherheit für Durchflüsse >300 m3/Std.
Michael F. Joyce (2010), Water Service Director, Ryan Hanley
Consulting Engineers, Ireland. Lecture – University College Dublin
Trojan Technologies (2008), London, Canada. UV-Anwendungen
und Lösungen.
DVGW (2006). UV-Geräte zur Desinfektion in der
Wasserversorgung.
Deutscher Standard W291.
ÖNORM (2003). Anlagen zur Desinfektion von Wasser mittels
Ultraviolett-Strahlen. Österreichische Norm 5873
USEPA (2006). Handbuch zur langfristigen UV-Desinfektion,
Behandlungsregeln
für aufbereitetes Oberflächenwasser (LT2ESWTR).
EPA815-R-06-007.
Trojan Technologies Deutschland GmbH, T. 0049.6024.6347580, www.trojanuv.com
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