Entwicklung und industrielle Anwendung von UV-Sterilisatoren

Die UV-Sterilisatortechnologie ist eine physikalische Desinfektionsmethode mit Wirkprinzip, die keine Sekundärverschmutzung verursacht und sicher und einfach zu bedienen und zu warten ist. Kurze Desinfektionszeit ohne Kontaktbecken, geringer Platzbedarf, einfache Struktur, schnelle Geräteinstallation, das breiteste Spektrum an Mikroorganismen unter verschiedenen Desinfektionsmethoden und die Desinfektionswirkung wird nicht durch pH-Wert und Wassertemperatur beeinflusst. UV-Sterilisatoren werden aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile immer häufiger eingesetzt.

Mit der rasanten Urbanisierung und dem Bau zahlreicher städtischer Kläranlagen werden große Mengen Abwasser nach der Chlordesinfektion in natürliche Gewässer eingeleitet und als Trinkwasserquelle genutzt, was zu einer erheblichen Chlorverschmutzung der den Kläranlagen nachgelagerten Gewässer führt. Die Chlorierung ist die gängigste Methode zur städtischen Wasseraufbereitung und -desinfektion. Mit dem großflächigen Einsatz der Chlordesinfektion wächst jedoch auch das Bewusstsein und Verständnis der Bevölkerung für diese Methode, und die damit verbundenen Probleme rücken zunehmend in den Fokus. Dies liegt vor allem daran, dass Restchlor für Fische im aufnehmenden Gewässer schädlich ist und während des Aufbereitungsprozesses drei Nebenprodukte entstehen.

Von den über 500 bekannten Desinfektionsnebenprodukten der Chlordesinfektion wurden nur wenige untersucht und ihre Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit bestätigt. Über 500 weitere Desinfektionsnebenprodukte müssen noch identifiziert werden. Noch besorgniserregender ist der Mangel an Risikoanalysen und Managementplänen für diese Nebenprodukte. Gerade aufgrund dieser Bedenken haben Länder und Regionen auf der ganzen Welt verschiedene Gesetze und Vorschriften erlassen, um die Verwendung der Chlordesinfektion einzuschränken oder zu kontrollieren. 1. Die Schädlichkeit der Chlordesinfektion Die Chlordesinfektion ist für den menschlichen Körper sehr schädlich, vor allem in folgenden Punkten: (1) Restchlor: Um die Sterilisationswirkung der Kläranlage aufrechtzuerhalten, sollte Restchlor im Abwasser verbleiben und in natürliche Gewässer eingeleitet werden. Dadurch werden Mikroorganismen und Algen im Wasser abgetötet.

Durch die Zerstörung der untersten Schicht der Nahrungskette am Grund des Wassers sterben Mikroorganismen und Algen ab, sodass die Nahrung für kleine Fische, Garnelen und andere Schalentiere unzureichend wird und die Menge reduziert wird, was wiederum die Menge und das Gleichgewicht anderer Wasserprodukte beeinträchtigt. (2) Bei der Chlordesinfektion entstehen auch krebserregende Chlorstickstoffverbindungen. Beim Abtöten von Mikroorganismen oxidiert Chlor mit organischen Stoffen in krebserregenden Zellen. Zu den Nebenprodukten gehören Chlorammoniak und Chlorhalogenverbindungen, darunter THM, ein Karzinogen. THM reichert sich in Wasserprodukten an und verbleibt nach dem Verzehr im Körper des Menschen, was zu Krebs führt.

2. Die Entwicklung der UV-Sterilisatortechnologie Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie werden UV-Sterilisatoren immer häufiger eingesetzt, da sie praktisch, günstig, schadstofffrei und rückstandsfrei sind und nur bei gutem Wetter eingesetzt werden können. Da die bakterizide Wirkung von UV-Strahlen weltweit anerkannt ist, hat sich die Verwendung von UV-Sterilisatoren zur Sterilisation in verschiedenen Bereichen verbreitet. (1) 1878 entdeckten Wissenschaftler die bakterizide Wirkung von UV-Strahlen, doch damals gab es noch keine Möglichkeit, UV-Strahlen selbst zu erzeugen, sodass diese Entdeckung nicht angewendet werden konnte.

(2) Im Jahr 1901 erfand ein anderer Wissenschaftler die Quecksilberdampf-UV-Lampe. Aufgrund der damaligen Einschränkungen bei Glühfadenmaterial, Vakuumtechnologie und Quarzreinheit war die Lebensdauer der Quecksilberdampflampe jedoch kurz und die UV-C-Effizienz gering. Die Erfindung der Quecksilberdampflampe ermöglichte es jedoch, ultraviolettes Licht zur Sterilisation von Bakterien einzusetzen. (3) Mit der Erfindung der Quecksilberdampflampe in den USA im Jahr 1940 änderte sich dies. Die Niederdruck-Quecksilberdampflampe zeichnet sich durch einen stabilen Betrieb und eine hohe UV-Effizienz aus (30–40 % der Energie werden in Sterilisationsstrom umgewandelt). In Verbindung mit der Quarzreinigung und der verbesserten Vakuumtechnologie kann die Lebensdauer der Niederdruck-Quecksilberdampf-UV-Lampe bis zu 10.000 Stunden betragen (80 % der ursprünglichen Intensität).

Die Erfindung der Niederdruck-Quecksilberlampe hat die Anwendung ultravioletter Strahlen stark weiterentwickelt. Die Anwendung von UV-Desinfektionsgeräten verlief in den USA etwas langsamer als in Europa, was sich in den 1970er Jahren änderte. (4) 1982 entwickelte die kanadische Trojan Technology Company das weltweit erste offene Kanal-UV-Desinfektionssystem UV2000 und führte das Konzept eines modularen UV-Desinfektionssystems ein, d. h. das System kann aus mehreren unabhängigen UV-Lampenmodulen bestehen (siehe Abbildung 2). Das Wasser fließt durch die Schwerkraft, ohne dass zusätzliche Geräte wie Pumpen, Rohre und Ventile erforderlich sind.

Die Systemwartung kann an einem einzelnen Modul durchgeführt werden, wobei das UV-Lampenmodul zur Wartung einfach aus dem offenen Kanal entnommen werden kann. Das System muss während der Wartung nicht heruntergefahren werden, sodass keine Backup-Geräte erforderlich sind. Dies macht die Systemwartung einfach und bequem und reduziert die Kosten der UV-Abwasserdesinfektion erheblich. Gleichzeitig muss bei einer Erweiterung oder Umgestaltung der Wasseraufbereitungsanlage lediglich die Anzahl der UV-Lampenmodule entsprechend erhöht werden, ohne dass ein komplettes System gekauft werden muss. Derzeit sind in über 3.000 städtischen Wasseraufbereitungsanlagen weltweit UV-Sterilisations-Abwasserdesinfektionssysteme installiert und im Einsatz. Nach über 20 Jahren Entwicklung in Nordamerika hat sich diese Technologie zu einer ausgereiften, zuverlässigen und praxistauglichen Desinfektionstechnologie entwickelt.

In meinem Land schreitet die Entwicklung und Anwendung der UV-Sterilisatortechnologie immer weiter voran, und auch die Zahl der Nutzer von UV-Sterilisatoren steigt. Die oben genannten Daten belegen deutlich, dass UV-Sterilisatoren über hervorragende Praktikabilität und Entwicklungsaussichten verfügen. Poolking ist der führende Hersteller und Lieferant von Schwimmbadausrüstung in China. Poolking bietet Schwimmbadausrüstung höchster Qualität zu wettbewerbsfähigen Preisen.