Ozon oder UV zur Trinkwasserdesinfektion

UV für Trinkwasser wird üblicherweise mit 30–40 mJ/cm² bei 254 nm am Ende der Lampenlebensdauer und mit einem Zuschlag für Verkrustung spezifiziert. Die Dosis wird in Sekunden eingebracht; die Kontaktzeit ist keine Auslegungsgröße wie bei Ozon. Die entscheidenden Größen sind Durchfluss, UV-Transmission, Trübung und Lampenleistung.

Für Trinkwasser werden üblicherweise 1–3 mg/L Ozon mit 5–15 Minuten Kontakt eingesetzt. Für die Flaschenspülung werden 2–4 mg/L verwendet. Die Dosis muss den Ozonbedarf des Wassers zuzüglich des für die Desinfektion erforderlichen Restgehalts decken. CT, das Produkt aus gelöstem Restgehalt und Kontaktzeit in mg·min/L, ist die Auslegungsgröße. Ein Turm mit 5 m³ Inhalt bei 10 m³/h ergibt nominal 30 Minuten; ein Restgehalt von 0.4 mg/L nach Deckung des Bedarfs ergibt ein CT von 12 mg·min/L.

Ozon. Es ist ein starkes Oxidationsmittel, das farbverursachende Organik abbaut, viele Geschmacks- und Geruchsstoffe zerstört und gelöstes Eisen und Mangan in Partikel überführt, die ein Multimedienfilter aufnehmen kann. Der Oxidationsstufe muss eine Filtration folgen; Ozon allein wandelt die Metalle um, entfernt die entstehenden Feststoffe aber nicht. Typische Dosen für die Eisen- und Manganentfernung beginnen bei 1–3 mg/L und ergeben sich aus dem stöchiometrischen Bedarf zuzüglich des organischen Bedarfs.

UV hat bei den zur Desinfektion verwendeten Dosen keine Wirkung auf Farbe, Geschmack, Eisen oder Mangan. Es kann eine Oxidationsstufe nicht ersetzen und einen Filter nicht ausgleichen, der die oxidierten Partikel nicht entfernt. Ist das Problem ästhetischer oder metallischer Natur und nicht mikrobiologisch, ist UV das falsche Werkzeug, unabhängig von der Größe des Reaktors.

UV hinterlässt keinen Restgehalt. Der Schutz endet am Reaktorauslauf, und jeder Mikroorganismus, der in den Lagertank, den Rezirkulationskreis oder einen Totstrang gelangt, kann ohne weitere Hemmung wachsen. Deshalb hängt ein UV-System von hygienischer Lagerung ab: dichter Tank, hydrophober Entlüfter mit 0.2 µm, konischer Boden, kurz genug zur Vermeidung von Schichtung, und keine Totstränge länger als drei Rohrdurchmesser.

Ozon hinterlässt einen kurzlebigen Restgehalt, typischerweise 0.2–0.5 mg/L im Tank, mit einer Halbwertszeit von 20–30 Minuten in klarem Wasser bei 20 °C. Das genügt zum Schutz eines rezirkulierten Tanks und Kreises, nicht aber eines langen Verteilnetzes. Überwachen Sie gelöstes Ozon oder ORP, und gehen Sie nicht davon aus, dass der Restgehalt einen nicht zirkulierenden Zweig erreicht. Für den letzten Meter wird häufig UV am Verbrauchsort ergänzt.

UV bei 254 nm bildet bei Trinkwasserdosen keine bekannten Desinfektionsnebenprodukte, da es keinen Chemikalienzusatz gibt. Die praktischen Risiken sind elektrischer, optischer und wartungsbezogener Art: Niemals in eine eingeschaltete Lampe blicken, Quarzrohre sorgfältig behandeln und Lampen sowie Quarzrohre planmäßig wechseln. UV entfernt weder Nitrat noch Arsen oder andere gelöste Schadstoffe und kann daher kein chemisches Wasserqualitätsproblem lösen.

Ozon kann bei Anwesenheit von Bromid Bromat bilden, und Bromat ist in vielen Trinkwassernormen geregelt. Prüfen Sie die Bromidkonzentration und die Ozondosis vor der Auslegung und bestätigen Sie den Bromatbefund im fertigen Wasser. Ozon ist zudem eine Arbeitsplatzgefahr: Der Generatorraum benötigt Lüftung, Ozonmessung und einen Abgaszerstörer an der Entlüftung des Kontakturms. Ozonhaltiges Gas darf niemals in einen Aufenthaltsraum eingeleitet werden.

Ja, und die Kombination ist in Abfüllbetrieben und Trinkwasseranlagen von Gebäuden verbreitet. Ozon wird in den Rezirkulationskreis des Lagertanks dosiert, um Organik zu oxidieren und einen Restgehalt zu halten; UV wird am Verbrauchsort installiert, um den letzten Meter Rohrleitung zu schützen, ohne dem Trinkwasser einen Restgehalt zuzugeben. Die Reihenfolge ist wichtig: zuerst Ozon, dann Lagerung, dann UV, damit das UV Wasser mit geringem Oxidationsmittelbedarf sieht.

Ein häufiger Fehler ist es, UV vor den Ozon-Kontaktbehälter zu setzen. Ozon im Wasser absorbiert Licht bei 254 nm, sodass die UV-Dosis sinkt, obwohl die Lampenleistung normal ist. Ein weiterer Fehler ist es, mit Ozon zu desinfizieren und nachgeschaltet einen Kohlefilter zu installieren, ohne das Kohlebett zu kontrollieren; die Kohle entfernt den Restgehalt und kann bakterielles Wachstum fördern, wenn sie nicht gewartet wird.

Gehen Sie vom Wasserproblem aus, nicht von der Anlage. Ist das Risiko mikrobiologisch und das Wasser klar, ist UV einfacher, hinterlässt keinen Restgehalt und benötigt keinen Kontaktbehälter. Hat das Wasser Farbe, Geschmack, Eisen oder Mangan, oder müssen ein Lagertank und ein Kreis geschützt werden, leistet Ozon mehr. Treffen beide Punkte zu, setzen Sie beide in der richtigen Reihenfolge ein.

UV ist elektrisch einfach, hat aber Verbrauchsmaterial: Lampen mit 8,000–9,000 Stunden, Quarzrohre, Sensoren und Kartuschen. Ozon umfasst einen Generator, eine Luft- oder Sauerstoffversorgung, einen Kontaktbehälter, einen Abgaszerstörer und mehr Instrumentierung. Ozon benötigt in der Regel mehr Platz, mehr Wartungsqualifikation und mehr Sicherheitsmanagement; UV benötigt in der Regel saubereres Wasser und eine disziplinierte Routine zum Wechsel von Lampen und Quarzrohren.

Keine der beiden Wahlmöglichkeiten ist endgültig. Eine Anlage kann mit UV für klares Stadtwasser beginnen und später Ozon ergänzen, wenn sich die Quelle ändert oder ein Lagertank hinzukommt. Legen Sie die Rohrleitung mit künftigen Probenahmestellen und einem Bypass aus, damit die zweite Barriere ohne Trennung der Hauptleitung ergänzt werden kann. Die Wasseranalyse sollte nach jeder Quellenänderung wiederholt werden, denn die Desinfektionswahl folgt dem Wasser und nicht umgekehrt.