UV und Ozon für Trinkwasser: vollständiger Leitfaden

Keine einzelne Stufe entfernt alles. Die Sandfiltration behandelt Partikel, Aktivkohle behandelt Chlor und gelöste organische Stoffe, die Enthärtung behandelt Härte, und die Umkehrosmose behandelt gelöste Salze. UV und Ozon inaktivieren Mikroorganismen, hinterlassen aber unterschiedliche Restgehalte. Zu wissen, welche Stufe für welchen Schadstoff zuständig ist, verhindert den häufigen Fehler, einen zweiten Aktivkohlefilter einzubauen, wenn das eigentliche Problem Nitrat ist, oder UV zu ergänzen, wenn das eigentliche Problem Trübung ist, die die Lampe abschirmt.

Die Trübung ist der wichtigste vorgelagerte Parameter für die Desinfektion. Über 1 NTU schirmen Partikel Mikroorganismen vom UV-Licht ab und verbrauchen Ozon, bevor es sie erreicht. Die meisten UV-Systeme für Trinkwasser verlangen daher eine 5-µm-Kartusche und eine Trübung unter 1 NTU, viele Planer streben Werte unter 0.5 NTU an. Ein UV-Reaktor mit sauberer Lampe, aber schmutziger Wasserzufuhr liefert eine Dosis auf dem Papier, nicht im Wasser.

Die Trinkwasserpraxis verwendet üblicherweise 30–40 mJ/cm² bei 254 nm, angegeben am Ende der Lampenlebensdauer und nach Abzug eines Verschmutzungszuschlags. Bakterien benötigen weniger, Viren in der Regel mehr, und Protozoenzysten wie Cryptosporidium werden bei vergleichsweise niedrigen UV-Dosen inaktiviert, erfordern aber dennoch einen validierten Reaktor. Regulierte Versorgungen können einen bestimmten Log-Reduktionswert und ein definiertes Validierungsprotokoll verlangen.

UV ist die richtige Barriere, wenn das Wasser klar ist und das Risiko an der Entnahmestelle mikrobiologisch ist. Es fügt dem Wasser nichts hinzu und hinterlässt keinen Restgehalt, was sich für Abfüllung, Getränke, Gastronomie und Trinkwasserkreisläufe in Gebäuden eignet. Es ist die falsche Barriere, wenn das Wasser trüb ist, wenn Tank und Kreislauf geschützt werden müssen oder wenn Farbe, Eisen und Mangan oxidiert werden müssen; in diesen Fällen ist Ozon oder eine Kombination besser geeignet.

Trinkwasser verwendet typischerweise 1–3 mg/L Ozon bei 5–15 Minuten Kontaktzeit. Zum Spülen von Flaschen werden 2–4 mg/L eingesetzt. Die Dosis richtet sich nach dem Ozonbedarf des Wassers, nicht nach einem Einzelwert: Organische Stoffe, Eisen, Mangan und Nitrit verbrauchen Ozon, bevor es auf Mikroorganismen wirkt. Bestimmen Sie den Bedarf mit einem Laborversuch und bestätigen Sie den gelösten Restgehalt am Austritt des Kontaktturms.

CT ist das Produkt aus gelöster Ozonkonzentration und Kontaktzeit, üblicherweise in mg·min/L angegeben. Ein mg/L, das zehn Minuten gehalten wird, ergibt einen CT von 10. Maßgeblich ist der CT des Restgehalts nach dem Bedarf, nicht die Dosis am Injektor. Ein Turm mit 5 m³ bei 10 m³/h ergibt beispielsweise eine nominale Kontaktzeit von 30 Minuten; ein Restgehalt von 0.4 mg/L nach dem Bedarf ergibt einen CT von 12 mg·min/L.

Ozon zerfällt schnell: typischerweise in 20–30 Minuten in klarem Wasser bei 20 °C, und schneller bei hohem Bedarf an organischen Stoffen oder Metallen. Deshalb wird es vor Ort erzeugt und kontinuierlich dosiert. Zum Schutz der Lagerung wird der Tankinhalt über den Ozonkontakter rezirkuliert und ORP oder gelöstes Ozon überwacht, wobei ein Restgehalt von etwa 0.2–0.5 mg/L gehalten wird. Bei Vorhandensein von Bromid ist die Bromatbildung zu prüfen.

Wählen Sie UV, wenn das Wasser klar ist, das Risiko am Wasserhahn mikrobiologisch ist und kein Restgehalt gewünscht wird. Wählen Sie Ozon, wenn das Wasser oxidiert werden muss, wenn Lagertank und Rezirkulationskreislauf geschützt werden müssen oder wenn Farbe, Geschmack, Eisen und Mangan behandelt werden müssen. Manche Anlagen nutzen beides: Ozon für den Tankkreislauf und UV an der Entnahmestelle, weil Ozon das Gesamtwasser schützt, während UV den letzten Meter schützt.

Umkehrosmose-Permeat enthält keinen Chlorrest, daher kann sich jeder Mikroorganismus, der in den Tank oder das Rohrnetz gelangt, absetzen und Biofilm bilden. Ein Tank, der in einen staubigen Raum entlüftet wird, über eine Totleitung entwässert oder bei 30 °C gehalten wird, ist ein besserer Inkubator als eine Rohwasserleitung. Der größte Teil der Kontamination nach der Behandlung tritt hinter der Membran auf, nicht davor – deshalb ist die Lagerungshygiene wichtiger als die Umkehrosmose selbst.

Verwenden Sie einen konischen oder geneigten Boden, einen verschlossenen Überlauf mit Insektengitter, einen hydrophoben Entlüftungsfilter mit 0.2 µm, eine Sprühkugel und keine Totleitungen, die länger als drei Rohrdurchmesser sind. Begrenzen Sie die Lagerung auf einen Tag oder weniger. Rezirkulieren Sie über UV oder halten Sie 0.2–0.5 mg/L Ozon und überwachen Sie den ORP. Reinigen und desinfizieren Sie Tanks alle 3–12 Monate sowie nach jedem Wartungszugang.

Nehmen Sie die Probe an der Quelle, nicht stromabwärts eines vorhandenen Enthärters, und geben Sie an, ob die Quelle Stadtwasser, Brunnenwasser, Fluss-, See- oder Tankwagenwasser ist. Der Laborbericht sollte TDS, Leitfähigkeit, pH, Alkalität, Härte, Calcium, Magnesium, Natrium, Chlorid, Sulfat, Nitrat, Eisen, Mangan, Arsen, Silica, COD, Trübung und Keimzahl abdecken. Bei schwankender Quelle sind saisonale Proben erforderlich.

Standortdaten sind ebenso wichtig wie die Chemie: Spitzenstunde, Tagesvolumen, Betriebsstunden, Strom, Ablauf, Raumgröße, Umgebungstemperatur, Lagervolumen, Rohrmaterial und Einleitungsvorschriften. Ein Angebot, das nur auf dem Tagesvolumen basiert, dimensioniert Vorbehandlung und finale Barriere meist zu klein, weil beide durch den Spitzendurchfluss und die schlechteste Wasserqualität bestimmt werden, nicht durch den Jahresdurchschnitt.

Maßgeblich sind die Anforderungen des Zielmarkts. Trinkwassernormen unterscheiden sich in ihren Parameterlisten, Grenzwerten und Überwachungsfrequenzen, und ein für ein Land ausgelegtes System ist in einem anderen nicht automatisch konform. Die WHO-Leitlinien für Trinkwasserqualität sind eine nützliche technische Referenz, wenn eine nationale Norm entwickelt wird, ersetzen aber nicht die lokale Vorschrift.

Die Konformität wird durch Prüfung des aufbereiteten Wassers nachgewiesen, nicht durch das Geräteetikett. Wir beanspruchen für diese Systeme keine Trinkwasserzertifizierung und keine sanitäre Zulassung. Das Werk arbeitet nach ISO 9001 und besitzt die CE-Zertifizierung für exportierte Geräte; dies sind jedoch Qualitäts- und Produktsicherheitszertifikate, keine Trinkwasserzulassungen. Etwaige Materialzulassungen oder lokale Prüfberichte müssen für den Zielmarkt eingeholt werden.

Legen Sie vor dem Versand die Abnahmetests fest: Kapazität bei Auslegungstemperatur, Permeatleitfähigkeit, UV-Dosis oder Ozonrestgehalt sowie eine bakteriologische Probe, wo die lokalen Vorschriften dies verlangen. Wiederholen Sie die Tests nach der Installation mit Wasser vor Ort und bewahren Sie die Ergebnisse mit dem Betriebsbuch auf.