Was ist UV-Transmittanz (UVT)?

UVT steht für UV-Transmittanz und gibt den UV-Lichtdurchlässigkeitsfaktor einer Wasserprobe an. Genauer gesagt ist die UV-Transmittanz ein Maß für die Menge an ultraviolettem Licht bei 254 Nanometern (nm), die durch 10 mm Wasser gelangen kann. Die UVT wird in Prozent ausgedrückt – %UVT. Die Menge an Licht, die durch die Wasserprobe dringt, ist ein Indikator für die allgemeine Wasserqualität.

Auch wenn es nicht immer mit bloßem Auge sichtbar ist, können sich in jedem Wasser Partikel befinden, die UV-Licht absorbieren oder ablenken. Die UVT variiert je nach Anzahl der Verbindungen im Wasser, die UV-Licht absorbieren, wie zum Beispiel Huminsäuren, Eisen, kolloidale Feststoffe und andere Materialien.

Vereinfacht ausgedrückt ist eine Wasserprobe mit einer UVT von 90 % deutlich klarer als eine mit einer UVT von 10 %, da mehr Licht durch die Probe gelangen kann.

Warum ist die UV-Transmittanz wichtig?

Die UV-Transmittanz ist wichtig, da sie zeigt, wie sauber das Wasser ist und so bessere Bedingungen für eine ordnungsgemäße Wasserdesinfektion schafft. Wenn die UVT des zu desinfizierenden Wassers bekannt ist, kann das optimale UV-System ausgewählt werden, um ideale Desinfektionsbedingungen zu gewährleisten.

Die Inaktivierung von Mikroorganismen kann bei UV-Wellenlängen zwischen 100 und 400 nm erreicht werden, wobei eine Wellenlänge von 254 nm als am effektivsten gilt. Aus diesem Grund arbeiten die UV-Lampen nahezu jeder UV-Behandlungslösung bei dieser Wellenlänge, die dann als Referenzwert dient. Dies ermöglicht eine genaue Dimensionierung der UV-Behandlungslösung, da die UV-Lampen bei der gleichen Wellenlänge arbeiten, die zur Analyse der UVT verwendet wird.

Für Desinfektionszwecke ist es wichtig zu beachten, dass die UVT niemals 0 % betragen sollte. Bei einem so niedrigen UVT-Wert sind die Lampen nicht in der Lage, das Wasser zu durchdringen. Damit die UV-Desinfektionssysteme effektiv wirken können, müssen die UV-Strahlen alle potenziellen pathogenen Mikroorganismen erreichen. Je niedriger die UVT, desto mehr UV-Licht wird benötigt, was zu höheren Betriebskosten aufgrund des erforderlichen Energieverbrauchs führt.

Das obige Bild zeigt eine Partikelverfolgungssimulation, die die UV-Dosis der Partikel im UV-Reaktor darstellt.

Einsatz eines UVT-Analysators zur Messung der UV-Transmittanz

Ein UVT-Monitor ist ein Gerät, das die optische Klarheit des Wassers bei 254 nm misst. Das UVT-Gerät kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass die UVT mit der angewendeten Dosis übereinstimmt. Da die UVT die größte Variable bei der gelieferten UV-Dosis darstellt, wird sie häufig in der UV-Behandlung verwendet. Auf diese Weise kann der Betreiber des UV-Systems die Dosierung besser anpassen, wenn sich die Wasserqualität ändert.

Ein UVT-Monitor kann aus mehreren Gründen installiert werden, wobei das Ziel darin besteht, den Prozessbetreibern ein besseres Verständnis für die Prozessleistung zu ermöglichen. Da die UVT eine der größten Variablen für die Kosteneffizienz darstellt, ist die kontinuierliche Kenntnis der UVT sehr vorteilhaft, um den Energieverbrauch zu optimieren.

Bei ULTRAAQUA erfolgt die UVT-Prüfung durch folgende Ansätze:

• Tragbare UVT-Tests

Wasserproben werden ad hoc gesammelt und mit einem tragbaren UVT-Analysator getestet.

• Online-Echtzeit-Tests

Ein Gerät wird neben dem UVT-System installiert, das kontinuierlich Proben während des Betriebs des UV-Systems sammelt.

Berechnung der UV-Transmittanz (UVT) durch UVT-Tests

Im ULTRAAQUA-Labor befolgen wir ein spezifisches UVT-Prüfverfahren, um das am besten geeignete UV-System auszuwählen. Die richtige Dimensionierung ist entscheidend, um sicherzustellen, dass das Wasser gemäß dem Desinfektionsprotokoll behandelt wird und der richtige Energieverbrauch erreicht wird.

Zuerst wird eine Wasserprobe an unser Labor gesendet, wo sie sorgfältig von unseren Spezialisten analysiert wird.

Danach wird die Lichtmenge, die durch die Wasserprobe gelangen kann, mit einem UVT-Analysator gemessen, wobei die UVT (0-100 %) bestimmt wird. Destilliertes Wasser mit 100 % UVT dient als Referenzwert.

Die UVT-Messung beginnt nun, wobei die UVT-Werte der Wasserprobe in Intervallen getestet werden, während die Probe in einem UV-System zurückgehalten wird. Die im Laufe der Zeit abgeleiteten Werte werden in einem Diagramm dargestellt, das zeigt, wie sich die UVT in Abhängigkeit von der Verweilzeit im UV-System verändert.

Das durch diesen Prozess erzeugte Diagramm ermöglicht die Auswahl des genau erforderlichen UV-System-Setups.

Da unterschiedliche UV-Intensitäten für die Inaktivierung verschiedener Bakterien und Viren erforderlich sind, ist die Analyse der UVT unerlässlich. Die Anforderungen an die UV-Intensität variieren stark je nach Branche und Anwendung. Durchschnittswerte für ausgewählte Mikroorganismen sind hier zu sehen:

• Coliforme Bakterien, Legionellen, Fäkalbakterien, Streptokokken, Nematoden (Fadenwürmer) und Hefen – 3 – 40 (mJ/cm²)
• Pathogene Pilze wie Fusarium, Pythium, Phytophthora – 30 – 120 (mJ/cm²)
• Viren wie Gurkenvirus, Olpidium, Cholera – 60 – 250 (mJ/cm²)

Die richtige UV-Systemdimensionierung für die gemessene UVT

Wie bereits erwähnt, ist es wichtig, die UV-Transmittanz zu kennen, um ein UV-System für einen bestimmten Fall richtig zu dimensionieren. Durch die Bestimmung der UVT im Voraus wird es möglich, das richtige UV-System mit der passenden Anzahl an Lampen, dem Energieverbrauch und zusätzlichen Funktionen auszuwählen, um die gewünschte Wasserreinheit zu gewährleisten. Auf diese Weise können optimale Betriebskosten erreicht werden, während die definierten Desinfektionsanforderungen erfüllt werden.

Da unterschiedliche Krankheitserreger unterschiedliche UV-Dosen benötigen, muss klar sein, welche Krankheitserreger in einem bestimmten Fall inaktiviert werden sollen. Zudem ist zu beachten, dass die Beziehung zwischen Dosis und Log-Reduktion nicht linear ist. Für eine Log-4-Reduktion wird eine deutlich höhere Dosis benötigt als für eine Log-2-Reduktion.

ULTRAAQUA bietet mehrere UV-Systemserien für Umgebungen mit niedriger UVT an, die unter kosteneffizienten Bedingungen eine hervorragende Desinfektion gewährleisten. In Umgebungen mit sehr niedriger UVT sind normale UV-Systeme nicht in der Lage, pathogene Mikroorganismen zu eliminieren, da das UV-Licht nicht ausreichend durchdringen kann. UV-Systeme wie die LOW UVT Serie verfügen über CFD-optimierte Lampenanordnung, die maximale hydraulische Effizienz bei minimalem Druckverlust bietet und so jegliche „dunkle Bereiche“ mit unbehandelten Mikroorganismen eliminiert.