Porovnání nízkotlakých a středotlakých UV systémů. Které řešení se více vyplatí?

 

UV dezinfekce je v posledních letech stále vyhledávanější alternativou ke klasickému chemickému čištění vody. Běžně se používá k úpravě bazénové i pitné vody. Na rozdíl od chlorace nedochází během UV dezinfikování k tvorbě zdravotně závadných sloučenin. Středotlaké UV systémy navíc dokážou zničit toxický trichloramin i bakterie rezistentní na chlor.

Nízkotlaké i středotlaké UV systémy využívají k čištění vody ultrafialové záření. Použité technologie se však od sebe zásadním způsobem liší.

Proč se k dezinfekci používá UV světlo?

Přestože je UV světlo pro člověka pouhým okem neviditelné, nakonec se ho lidstvu podařilo odhalit. Postupně se ukázalo, že krátkovlnné UV záření může za mikrobiální rozpad. Potom už chyběl jenom malý krůček k prvnímu úspěšnému použití UV světla k úpravě vody, která se uskutečnila v roce 1916 v USA.

Dneska už se ví, že existují 3 různé vlnové délky UV světla: UV-A, UV-B a UV-C. K účinné dezinfekci se však hodí pouze UV-C světlo.

Hlavní výhody dezinfekce vody UV zářením:

  • reakční doba v řádu sekund
  • není nutná reakční nádoba
  • nízké provozní náklady
  • nedochází ke změně původního složení vody
  • ošetřením se u vody nemění chuť ani vůně
  • vlivem dezinfekce nevznikají škodlivé vedlejší produkty

A jak vlastně moderní UV systémy fungují? Pochopitelně bychom mohli na toto téma napsat hodně rozsáhlou práci v teoreticky odborném stylu, ale základní princip fungování je poměrně jednoduchý.

Pomyslným základním kamenem UV systému je speciální germicidní lampa, která mění elektřinu na požadované ultrafialové záření. Voda průběžně proudí skrze komoru UV lampy, kde na ni působí emitované UV světlo. Záření v podstatě přeuspořádá informace uložené v DNA mikroorganismů, aby se buňka už nemohla dále rozmnožovat.

Potom už vlivem UV záření dochází k postupné záhubě a celkovému rozložení bakteriologických nečistot, takže voda zůstane nadále průzračně čistá. Moderní UV systémy jsou zkrátka zelenou alternativou k tradičním dezinfekčním chemikáliím.

Rozdíly mezi nízkotlakými a středotlakými UV systémy

Při dezinfikování UV zářením platí jednoduché pravidlo. Čím širší spektrum vlnových délek umí UV systém vyzářit, tím účinněji bude odstraňovat choroboplodné zárodky. Důvod je prostý. Každou látku a mikroorganismus ničí a rozkládá jiná vlnová délka. Pokud vodu ošetříte širokopásmovým UV-C zářením, zbavíte se zákonitě většího množství zdravotně závadných látek.

A přesně v tom se skrývá největší rozdíl mezi nízkotlakými a středotlakými UV systémy. Nízkotlaké výbojky dokážou emitovat UV záření pouze o vlnové délce 253,7 nm. Naproti tomu středotlaké UV systémy vyzařují široké spektrum vlnových délek v rámci celého germicidního UV prostoru, což znamená v rozmezí od 200 do 600 nm.

Jednoduše a srozumitelně řečeno. Středotlaké UV systémy odstraňují z vody přesně to samé jako nízkotlaké UV systémy, ale dokážou navíc zlikvidovat i celou řadu dalších látek.

Pochopitelně se od sebe obě technologie odlišují i konstrukčním řešením. Uvnitř nízkotlaké UV lampy je vytvořeno nejdříve vákuum (jsou takzvaně evakuovány) a potom se naplní plynem na nízký tlak. Ve výsledku je v těle lampy tlak v rozmezí od 1 až 10 mbar. Středotlaké UV lampy jsou během výroby evakuované na 1 až 5 bar a následně se naplní plynem, čímž se tlak v těle lampy ještě zvýší.

Středotlaké UV systémy zničí bakterie i toxický trichloramin

Pokud máte zkušenosti s nízkotlakými UV systémy, asi moc dobře víte, že účinnost není úplně ideální. Mikrobi si během milionů let utvořili efektivní přírodní obranný mechanismus, aby dokázali přežít zvýšené UV záření. Z toho důvodu jsou některé mikroorganismy skutečně nadstandardně životaschopné. Pomocí světla a speciálních enzymů u nich dochází procesem takzvané fotoreaktivace k opravě poškozené DNA, takže se dostanou znovu do formy a mohou ve vodě dál škodit.

Právě možnost reaktivace mikrobů po dezinfekci nízkotlakým UV zářením bývá často s obavami zmiňována v souvislosti s UV technologiemi. Každý, kdo používá UV záření k dezinfekci vody, chce mít zcela oprávněně jistotu, že bude úprava vody spolehlivá a především trvalá. Nízkotlaké UV systémy ale takovou záruku dát nemohou.

Proto i poslední verze německé normy DIN 19643 pro úpravu bazénové vody jasně uvádí, že pouze UV-M (středotlaké UV systémy) dokážou účinně dezinfikovat bazénovou vodu a zároveň snížit obsah vázaného chloru, a to včetně nebezpečného trichloraminu.

Rozhodnutí o normě určitě není náhodné. Existují studie, které prokazují, že středotlaké UV záření složené z více vlnových délek skutečně způsobuje mikrobům nenapravitelné škody. Kromě DNA a RNA spolehlivě ničí i enzymy a buněčné bílkoviny, takže nemůže dojít k opětovné reaktivaci, což znamená, že likvidace mikroorganismů bude trvalá.

Hlavní výhody středotlakých UV systémů:

  • dezinfekce vody je trvalá
  • odstraní z vody i bakterie rezistentní na chlor (Cryptosporidium parvum a Giardia lamblia)
  • dokáže zničit toxický trichloramin a s ním i nepříjemný „bazénový“ zápach
  • snižuje spotřebu bazénové chemie
  • nedráždí oči, pokožku ani sliznice
  • snižuje riziko vzniku astmatu u dětí
  • ideální způsob úpravy vody pro alergiky, astmatiky, atopiky i nejmenší děti
  • nízké provozní náklady (dokonce nižší než u klasické UVL)
  • šetrné a „zelené“ řešení dezinfekce vody
  • snadná instalace a nenáročná údržba

(R)evoluce v životnosti středotlakých UV systémů

Dlouhodobě byla velkou slabinou středotlakých UV systémů kratší životnost. Dokonce i dnes běžné širokospektrální (UVM) výbojky se standardním magnetickým napájením vydrží jen kolem 4 000 až 8 000 hodin provozu. V životnosti UV výbojky se odráží i počet startů. Pokud se často zapíná a vypíná, životnost se zkrátí. Z toho důvodu poměrně dost výrobců zohledňuje počet cyklů UVM výbojky i v záručních podmínkách.

Při instalaci středotlakých UV systémů musíte dát pozor i na minimální průtok kolem výbojek, aby docházelo k průběžnému ochlazování. Nezbytné je také nastavení, které výbojku automaticky vypne, pokud dojde k zastavení průtoku. V opačném případě může docházet k přehřátí reaktoru.

Aktuálně už máte na trhu i moderní středotlaké UV systémy s podstatně delší životností. Zasloužila se o to česká firma Lifetech, která je právem celosvětově uznávaná jako expert na ozonové, UV a AOP technologie (AOP = pokročilé oxidační procesy). Společnosti se podařilo vyvinout pokročilé elektronické napájení s unikátní technologii LifeAGE®, která zásadním způsobem prodloužila životnost středotlakých LifeUVM® výbojek.

Co to znamená řečí čísel? Středotlaké UVM systémy od společnosti Lifetech vám budou spolehlivě sloužit v průměru 18 000 hodin. Uživatelé se však chlubí instalacemi, kde UV lampy fungují už 30 000 hodin a boří veškeré rekordy. Zdá se, že největší slabinu středotlakých UV systémů se podařilo úspěšně vyřešit.

Michael Carvan, obchodní ředitel firmy Lifetech s.r.o.
Michael Carvan má zkušenosti z mezinárodního obchodu, výzkumu a vývoje. Vymyslel a zrealizoval technologii recyklace prasečí kejdy na pitnou vodu a peletky. Na projekt Hydronaut, který byl OSN vyhodnocen jako jeden z deseti nejdůležitějších nevojenských projektů pro budoucí osidlování vesmíru navrhl kompletní recyklaci pitné, šedé i černé vody.
 

 Zdroje a literatura

  1. Potential repair of Escherichia coli DNA following exposureto UV radiation from both medium- and Iow-pressure UV sources used in drinking water treatment