Dezinfekce UV-zářením Validace UV-zařízení
Jaroslav Kopecký, Jako, s.r.o.
JK
Dezinfekce UV-zářením • • • • • • • •
proč používat UV-záření co je UV-záření princip dezinfekce UV reaktivace MO typy UV-lamp typy UV-zařízení dávka a účinnost validace UV-zařízejí
JK
Proč používat UV-záření • • • • •
spolehlivá dezinfekční metoda ?nevytváří žádné vedlejší produkty? nemění organoleptické vlastnosti vody nemá důsledky pro životní prostředí bezpečná a snadno provozovatelná dezinfekční metoda JK
Co je UV-záření? Wavelength in metres
Wavelength in nanometres
(m)
780
Shortwave radio Red
102
700
Television 1
Yellow
FM
600
Green
Radar
Blue
10-2
500
Visible light
Orange
Indigo Violet
10-4 Invisible
10-6
10-8
10-10
400 380
Infrared
Visible light
Invisible
x-rays
Ultraviolet
UVA Blacklight 315 - 400 nm
UVC Germicidal 200 - 280 (315) nm
10-12 γ-rays
UV-Vacuum 100 - 200 nm
365 300
200
100
10-14 Cosmic-rays
Ultra violet
UVB Suntan 280 - 315nm
400
JK
Princip dezinfekce UV germicidal curve
enzymes
membrane proteines
UV-C 200
220
254
265
280
315
JK
UVMultiWave
enzym
OH
DNA
protein
OH enzyme
UVMultiWave
UVMultiWave
JK
Reaktivace mikroorganismů Enzym UV
vodíková vazba
kovalentní vazba
DN A
DNA
Enzym
JK
Absorpční spektra DNA - bílkovin - enzymů 200 nm
4
UV output
bílkoviny - enzymy
DNA
3.6 3.2
280 nm
260 nm
2.8 2.4 2 1.6 1.2 0.8 0.4 0 UVVac.
200
205
210
215
220
225
230
235
240
245
250
255
260
265
270
275
280
285
290
295
300
vlnová delka (nm) Střednětlaká UV-lampa B4000
MultiWave UV-lampa B2020
Nízkotlaká UV-lampa B80VIK
JK
Typy UV-lamp • nízkotlaké monochromatické UV-lampy – pracovní tlak < 10-5 atm – 254 nm
• středotlaké polychromatické UV-lampy – pracovní tlak < 1-2 atm – 200-400 nm JK
Typy UV-zařízení
InLine UV-systém
Tradiční UV-systém
JK
UV-intenzita InLine & tradiční UV-systém InLine systém 4x B2020
Tradiční uspořádání 4x lamp B2500 < than 1 mW/cm2 1 to 3 mW/cm2 3 to 8 mW/cm2 8 to 15 mW/cm2 15 to 25 mW/cm2 25 to 50 mW/cm2 50 to 100 mW/cm2 > 100 mW/cm2
Minimum intensity Maximum intensity Average intensity
= 80 mW/cm2 = 255 mW/cm2 = 170 mW/cm2
Minimum intensity Maximum intensity Average intensity
= 6 = 212 = 38
mW/cm2 mW/cm2 mW/cm2
JK
Dávka UV-záření 30 mm
81%
85%
rozpuštěné látky
90%
nerozpuštěné látky
100%
20 mm
100%
10 mm
90%
40 mm
50 mm
73%
65%
60%
60%
80%
75%
70%
70%
UV-dávka = intenzita x kontaktní doba
JK
Dávka UV-záření Escherichia coli 6
Účinnost LOG
vysoká intenzita polychromatická UV-lampa
5
4
3
2
nízká intenzita monochromatická UV-lampa
1
0 0
4
8
12
16
20
24
UV-dávka = intenzita x kontaktní doba
28
32
36
40
UV-dávka (mJ/cm²)
JK
Návrh UV-zařízení • průtok (m3/h, L/s) • kvalita upravované vody – propustnosti (T10=10-A) – rozpuštěných a nerozp. Látek (Fe, Ca, Mg)
• požadovaná UV-dávka – 400 J/m2 (40 mJ/cm2, 40 mWs/cm2) – druh mikroorganismu – účinnost LOG 4 (99.99%)
• certifikace = validace • teplota
JK
UV-dávka
JK
Návrh UV-zařízení • výpočet – průměrné nebo minimální dávky (CFD )
• germicidní křivky – Bacillus subtilus – DNA – Meulemans
• certifikace = validace – DVGW - W-294 (2003) – O-Norm - (M 5873-1 2001; M 5873-2 2003) JK
Výběr UV-zařízení dle výpočtu
JK
UV-dávka
JK
Validace UV-zařízení ve světě • USA – EPA • LT2ESWTR (Long Term 2 Enhanced Surface Water Treatment Rule) • UV-disinfection - podzim 2006
• Evropa JK
Validace UV-zařízení ve světě • Evropa –G • DVGW W-294
–A • O-Norm - (M 5873-1 2001; M 5873-2 2003)
– NL • KIWA-garance pro každé nové UV-zařízení • zvažuje se 60 mJ/cm2 (25 mJ/cm2)
– většina ostatních zemí EC a CH uznává DVGW a O-Norm
JK
Validace dle DVGW • platí od 2003 pro nová UV-zařízení • bude platit od 01-01-2007 pro stávající UV-zařízení (prodlouženo z 01-01-2006) • 400 J/m2 • účinnost LOG 4 pro patogenní MO • Bacillus subtilis, spore • testován musí být každý typ – např. UV Astron 275, 525, …3800
JK
Validace dle DVGW • při změně průtoku o více než 50% musí být proveden nový test – např. pro průtoky 100-1000 m3/h • test pro 1000 m3/h • test pro 500 m3/h • test pro 250 m3/h • test pro 125 m3/h JK
Validace dle O-Norm • ? platí od 2001 pro nová LP UV-zařízení • ? platí od 2003 pro nová MP • 400 J/m2 • účinnost LOG 4 pro patogenní MO • Bacillus subtilis, spore • ? testována musí být každá řada, ne jednotlivý typ
JK
Validace dle O-Norm • ? při změně průtoku se testuje při max., prům. a min. průtoku – např. pro průtoky 100-1000 m3/h • test pro 1000 m3/h • test pro 500 m3/h • test pro 1000 m3/h
JK
Validace UV-zařízení
JK
Návrh UV-zařízení v ČR • výpočet a firemní zkušenost – průměrné nebo minimální dávky (CFD ) – ceny validovaných UV-zařízení jsou výrazně dražší
• germicidní křivky • certifikace = validace – DVGW - W-294 (2003) – O-Norm - (M 5873-1 2001; M 5873-2 2003) JK
Návrh UV-zařízení v ČR - příklad • průtok ca 35 L/s, T10=90% (povrchová voda) • návrh středotlakého polychromatického UV-zařízení – firemní výpočet průměrné UV-dávky(40 mJ/cm2) • cena - ca Kč 400,000
– DVGW validované UV-zařízení • cena - ca Kč 600,000
JK
Proč používat UV-záření • • • • •
spolehlivá dezinfekční metoda nevytváří žádné vedlejší produkty nemění organoleptické vlastnosti vody nemá důsledky pro životní prostředí bezpečná a snadno provozovatelná dezinfekční metoda JK
Dezinfekce UV-zářením Validace UV-zařízení Děkuji za pozornost Jaroslav Kopecký, Jako, s.r.o.
JK
