UV-Abwasserbehandlung: Desinfektion und Umweltschutz

Im September 1999 veröffentlichte die Environmental Protection Agency (EPA) ein Technologie-Faktenblatt, das die ultraviolette Desinfektion von Abwasser beschreibt. Desinfektion ist die primäre Methode zur Abtötung von Organismen im Abwasser, um sicherzustellen, dass wasserbedingte Krankheiten nicht in die Umwelt verbreitet werden. Krankheiten wie Typhus, Cholera und infektiöse Hepatitis sind nur einige der Gefahren, die mit unbehandeltem oder unsachgemäß behandeltem Abwasser verbunden sind.

Beschreibung

Ein UV-Desinfektionssystem zerstört die Fähigkeit eines Organismus, sich zu vermehren. Das System besteht aus drei Hauptkomponenten: Quecksilberdampflampen, einem Reaktor und Vorschaltgeräten.
Die optimale Wellenlänge zur Abtötung von Mikroorganismen liegt zwischen 250 und 270 nm. Die Quecksilberdampflampe strahlt eine monochromatische Wellenlänge von 253,7 nm aus, was sie für diese Aufgabe sehr effektiv macht.
Im Reaktor sind eine Reihe von Quecksilberdampflampen so konfiguriert, dass das Abwasser an ihnen vorbeifließen kann. Die Lampen haben eine von zwei Konfigurationen: Kontakt- und Nichtkontaktart. Bei einem Reaktor des Kontakttyps sind die Lampen, in eine Quarzröhre eingeschlossen, um die Kühlung zu minimieren, in das fließende Abwasser eingetaucht. Bei einer Nichtkontaktkonfiguration hängen die Lampen außerhalb einer durchsichtigen Röhre, die das fließende Abwasser enthält.
Das Vorschaltgerät in diesem System ist einfach ein Steuerkasten, der eine Startspannung für die Lampen bereitstellt und einen kontinuierlichen Strom aufrechterhält.

Vorteile und Nachteile

Die UV-Desinfektion hat mehrere Vorteile. Sie verwendet keine Chemikalien und beseitigt so die Gefahren des Transports, der Handhabung oder der Lagerung. Dies macht den Prozess auch umweltfreundlich.
Die Nachteile der UV-Desinfektion können bestimmen, ob dieses System für eine Abwasserbehandlungsanlage tragfähig ist. Wenn der Trübungsgrad und der Gehalt an gesamten suspendierten Feststoffen (TSS) zu hoch ist, kann UV unwirksam werden. Werte über 30 mg/L gelten als zu hoch. Eine weitere Überlegung sind die Kosten. Die Standard-Chlordeninfektion ist weniger teuer.

Anwendbarkeit

Bei der Entscheidung, ob ein UV-Desinfektionssystem eingesetzt werden soll, spielen drei kritische Faktoren eine Rolle.
Der Reaktor muss genügend radiale Durchmischung besitzen, um sicherzustellen, dass alle Organismen dem UV-Licht ordnungsgemäß ausgesetzt sind.
Die Intensität der UV-Strahlung nimmt mit der Zeit ab. Die Quarzhülle in einem Kontaktsystem kann auch durch Partikel im Abwasser verschmutzen, was zu einer Verringerung der UV-Stärke führt, die die Organismen erreicht.
Die Zusammensetzung des Abwassers beeinflusst die Wirksamkeit der UV-Strahlung. Wie oben erwähnt, erhöht eine höhere TSS-Konzentration die Menge der benötigten UV-Strahlung, um die Organismen zu neutralisieren.

Betrieb und Wartung

Ein ordnungsgemäßes Wartungsprogramm ist notwendig, um sicherzustellen, dass ein UV-System mit maximaler Effizienz arbeitet.
Die Oberflächen zwischen den Lampen und dem Abwasser müssen sauber bleiben. Übliche Reinigungsmittel sind Zitronensäure, Essiglösungen und Natriumhydrosulfit.
Systemkomponenten müssen in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden: Lampen alle 12.000 Betriebsstunden, Vorschaltgeräte alle 10 Jahre und Quarzhüllen (in Kontaktsystemen) alle fünf Jahre.

Kosten

Obwohl die UV-Desinfektion teurer ist als die Chlorung, ist die UV-Desinfektion bei Einbeziehung der Entchlorung preislich wettbewerbsfähig. Die EPA gibt an, dass die Kosten auch aufgrund von Verbesserungen im Lampen- und Systemdesign gesunken sind.