UV-Sterilisator und sein Zubehör

Die Abwasserdesinfektion mittels UV-Sterilisator wurde in den USA erstmals in der städtischen Wasseraufbereitung eingesetzt. Die ersten UV-Sterilisator-Desinfektionssysteme waren geschlossene Rohrleitungen. Abwasser verunreinigt die Anlage leicht, die Wartung ist aufwendig und die Lampe muss zum Reinigen und Austauschen abgeschaltet werden. Aufgrund der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Aktualisierung der UV-Sterilisatortechnologie und der Überwindung verschiedener Schwierigkeiten bei der Anwendung von UV-Sterilisatoren hat sich deren Einsatzgebiet kontinuierlich erweitert.

Zusammensetzung des UV-Sterilisators 1. UV-Sterilisatorlampe (1) Früher war es eine herkömmliche Niederdruck-UV-Lampe, die für die Desinfektion von Wasser im kleinen Maßstab geeignet war. Mitte der 1990er Jahre erschien eine Mitteldruck-UV-Lampe mit der stärksten UV-Emissionsenergie aller Lampentypen. Lampen ermöglichten den Einsatz von UV-Geräten in der Wasseraufbereitung im großen Maßstab. Ende der 1990er Jahre erschienen Niederdruck- und Hochleistungs-UV-Lampen, die als Übergang oder Alternative zur Anwendung herkömmlicher Niederdruck-UV-Lampen und Mitteldrucklampen-Desinfektionstechnologien dienen können und Wasseraufbereitungsanlagen die beste Desinfektionslösung für diese Situation bieten. Die Lebensdauer der Niedervoltlampe hat sich ebenfalls von anfangs 1000–3000 Stunden auf etwa 8000–12000 Stunden erhöht. (2) Reinigungsmethode. Das Kontaktdesinfektionsgerät kann eine Verschmutzung der Lampenröhre nicht vermeiden und muss häufig gereinigt werden.

Zuerst wurde eine chemische Reinigungsmethode mit künstlicher Reinigungsflüssigkeit verwendet, die einen sehr hohen Arbeitsaufwand erforderte. Dann wurde die mechanische Reinigungsmethode erfunden, die den Reinigungsaufwand reduzierte. Diese Reinigungsmethode verringert den Wartungsaufwand und die Arbeitsintensität des Desinfektionssystems erheblich. (3) Arten von UV-Lampen: Die derzeit in Ultraviolett-Desinfektionssystemen für Abwasser gebräuchlichen UV-Lampen sind: Niederdrucklampen (LP), Niederdruck-Hochleistungslampen (LPHO, auch Niederdruck-Hochleistungslampen genannt) und Mitteldrucklampen (MP). Mitteldrucklampen haben von allen Ultraviolettlampen die höchste UV-Energieabgabe einer einzelnen Lampe, sodass eine kleine Anzahl von Lampen zur Erzielung einer Desinfektionswirkung ausreicht und den geringsten Platzbedarf aufweist. Dies kann die Investitionen in Ausrüstung, Landerwerb und Tiefbau erheblich reduzieren und Skaleneffekte erzielen. Sie eignen sich besser zur Desinfektionsbehandlung in großen städtischen Wasseraufbereitungsanlagen, insbesondere in Wasseraufbereitungsanlagen mit begrenztem Platzangebot.

Da Mitteldrucklampen zudem die höchste Lichtintensität und Durchdringungskraft aufweisen, eignen sie sich besser für die Desinfektion von minderwertigem Wasser. Zwar ist der photoelektrische Wirkungsgrad von Mitteldrucklampen gering und der Stromverbrauch hoch, doch aufgrund der geringen Anzahl an Lampenröhren sind die Kosten für den Lampenwechsel relativ gering. Die Betriebs- und Wartungskosten einer gut konzipierten UV-Desinfektionsanlage bestehen hauptsächlich aus Stromkosten und Lampenwechselkosten.

Durch die Reduzierung der Anzahl der Lampenröhren können Anzahl und Kosten der Ersatzteile im Verhältnis zur Anzahl der Lampenröhren reduziert werden. Beim Einsatz von UV-Sterilisatoren in Wasseraufbereitungsanlagen sollten umfassende und detaillierte Machbarkeits- sowie technische und wirtschaftliche Vergleiche von UV-Desinfektionssystemen mit verschiedenen Lampentypen unter Berücksichtigung der tatsächlichen und besonderen Bedingungen durchgeführt und ein geeignetes Konzept ausgewählt werden. Beim Vergleich der Konzepte sollten auch die Flächennutzung, der Tiefbau, Zusatzgeräte und -anlagen sowie andere relevante Faktoren berücksichtigt werden.

2. Vorschaltgeräte für UV-Sterilisatoren: Frühe UV-Desinfektionssysteme verwendeten elektromagnetische Vorschaltgeräte. Anfang der 1990er Jahre wurden elektronische Vorschaltgeräte erstmals in Niederspannungs-UV-Desinfektionssystemen eingesetzt. Mitte der 1990er Jahre wurde das Problem der Verwendung elektronischer Vorschaltgeräte zur Steuerung von Mittelspannungslampen gelöst. Heute werden in verschiedenen UV-Desinfektionssystemen zur Wasseraufbereitung hauptsächlich elektronische Vorschaltgeräte verwendet. Die Anordnung der Vorschaltgeräte lässt sich im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilen: Zum einen wird das Vorschaltgerät nach dem Versiegeln in das UV-Lampenmodul integriert, zum anderen wird das Vorschaltgerät vom UV-Lampenmodul bzw. der Lampengruppe getrennt und außerhalb des offenen Kanals platziert, sodass ein gewisser Abstand zwischen den Lampenröhren besteht.

Letzteres erfordert einen Luftauslass zur Kühlung elektronischer Steuerkomponenten wie Vorschaltgeräte, was zu Korrosion durch Staub, Wasserdampf und Schadstoffe in der Luft führt, die Lebensdauer empfindlicher elektronischer Steuerkomponenten wie Vorschaltgeräte verkürzt und zusätzliche Betriebskosten für die Systemwartung sowie den Anbau und Austausch von Vorschaltgeräten verursacht. Zudem sind ein separates Haus und eine Klimaanlage erforderlich, um Vorschaltgeräte und andere elektronische Steuerkomponenten unterzubringen. Wird das Vorschaltgerät von der UV-Lampe ferngehalten, erhöht sich der Spannungsabfall zwischen Vorschaltgerät und Lampe, wodurch die Eingangsleistung der Lampe und die Abgabe ultravioletter Energie der Lampe verringert werden. Dies wiederum verringert die Effizienz des UV-Desinfektionssystems und beeinträchtigt die Desinfektionswirkung. Da die negativen Auswirkungen der Chlordesinfektionstechnologie allmählich deutlich werden, hat die Wahl der umweltfreundlichen Desinfektionstechnologie immer mehr Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit erregt.

Auch in China entwickelt sich die Anwendung der UV-Desinfektionstechnologie kontinuierlich weiter. Bei der Planung eines UV-Desinfektionssystems muss ein geeignetes System unter Berücksichtigung der örtlichen Gegebenheiten ausgewählt werden. Unterschiedliche Lampentypen, Vorschaltgeräte und Reinigungsmethoden wirken sich direkt auf Projektinvestitionen, Betriebskosten und Behandlungseffekte aus. Die beste Lösung für den Einsatz von UV-Sterilisatoren besteht darin, umfassende technische und wirtschaftliche Vergleiche durchzuführen, um den geeigneten Prozessplan zu ermitteln und den Einsatz von UV-Sterilisatoren zu maximieren.

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