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Aktualisiert – Juli 11, 2023
Wasser-Entkeimung kann auf verschiedenenArten erfolgen. Die sicherste und zugleich einfachste Lösung besteht in der Bestrahlung mit UV-C (Wellenlänge 100 .. 280 nm). Diese Methode wird in Laboren, Kliniken, Industrie, Aquarien und Haushalten gleichermaßen eingesetzt. Mikroorganismen werden bei geeigneter Durchflussmenge je Zeiteinheit und Bestrahlungsintensität zu 99,9 % abgetötet.
Die Theorie …
Entkeimung ist jedoch nicht gleichbedeutend mit Filterung. Verunreinigende Partikel werden nur durch entsprechende Filter entfernt! Zudem mindert verunreinigtes Wasser die UV-C-Transmission und damit die Wirksamkeit der UV-C Strahlung.
Z.B. weist Reinstwasser bei einem Abstand von 1 cm zur Strahlungsquelle (entsprechend 80 % der hundertprozentigen Strahlungsleistung, nach 17 mm noch 70 %) eine Transmission von 99 .. 100 % auf, Trinkwasser 85 .. 98 %, Regenwasser 75 .. 85 % und Abwasser 50 .. 75 %.
Die Strahlungs-Dosis errechnet sich aus der Zeit (t) multipliziert mit der Intensität (I) der UV-C Lampe und wird in mJ/cm2 gemessen.
Die zur Abtötung von Mikroorganismen erforderliche Dosis beträgt z.B. für
| Erreger | Dosis mJ/cm2 |
|---|---|
| Clostridium tetani | 4,90 |
| Hepatitis A | 11,00 |
| Infective pancreatic necrosis | 60,00 * |
| Klebsiella pneumoniae | 11,00 |
| Legionella pneumophilla | 2,04 |
| Poliovirus | 12,00 |
| Pseudomonas aeruginosa | 11,00 |
| Rotavirus | 35,00 |
| Saccharomyces cerevisiae | 6,00 |
| Salmonella thyphi | 14,00 |
| Salmonella thyphimurium | 13,00 |
| Sporen des bac. subtilis | 12,00 |
| Staphylococcus aureus | 36,00 |
| Streptococcus faecalis | 4,50 |
In der Regel werden die Dosis-Angaben für die Geräte in J/m2 oder mJ/cm2 angegeben. Sie beziehen sich in Bezug auf die bezeichnete Wirksamkeit von mindestens 90% Abtötung von Bakterien und Viren auf die jeweilige Durchflussmenge.
Werte oberhalb 40 mJ/cm2 bedingen bei Durchflussraten oberhalb 4 .. 7 Ltr./Min. den Einsatz einer zweiten gleichwertigen Stufe, um auch diese Erreger verlässlich zu erfassen, bedenkt man eine mögliche Photoreaktivierung seitens der Photolyasen. Sie stellen den durch das UV-C-Licht verursachten Zellschaden in der DNA u.U. wieder her. Um auch diesem Effekt wirkungsvoll zu begegnen, sind Dosen von etwa 44 mJ/cm2 erforderlich.
Eine Halbierung der Durchflussmenge resultiert in einer Verdopplung der Dosis, dies wiederum zu einem Anstieg der Entkeimungs-Kapazität um den Faktor 10. Die 90 prozentige Entkeimung steigt dann auf 99 % an. Eine Verdreifachung der Dosis bedingt eine 99,9 % Entkeimung.
Somit ist der o.g. Photoreaktivierung bei halber Durchflussrate bereits mit einer Einheit Rechnung getragen.
Wer jedoch hoch belastetes Wasser zu entkeimen beabsichtigt, ist mit einer zweiten Stufe gut beraten.
… und die Praxis
In Wohnmobilen verbaute Druckpumpen, z.B. Shurflo, fördern bis zu 7 Ltr./Min. Eine Purway 500 UV-C Entkeimungs-Anlage (12 oder 24 V DC) ist für bis zu 400 Ltr./h bei 400 J/m2 ausgelegt. Dies entspricht 6,7 Ltr./Min.. Auf Grund der kleinen Leitungsquerschnitte von 10 .. 12 mm fördert die o.g. Pumpe mit einer Fließgeschwindigkeit von 0,02 m/s .. 0,035 m/s nur rund 2 .. 3,5 Ltr/Min. Somit ergibt sich bei dieser Pumpe, den gegebenen Wasserleitungs-Querschnitten und der geförderten Liter je Minute eine Verdoppelung der Dosis lt. Datenblatt, mithin eine Wirksamkeit von 99%. Bei einem Förderleistung von 1 .. 1,75 Ltr./Min. erreicht man 99,9% Wirkungsgrad.
Es ist sinnvoll, die Anlage mit einer sog. Überwachungseinheit zu installieren. Diese warnt bei Erreichen der Lampenlebensdauer, um eine durchgängige hohe Entkeimungskapazität zu gewährleisten.
Empfehlenswert ist zudem eine Ersatz-UV-C Lampe zu ordern. Dies weniger im Hinblick auf die zu erwartende Lebensdauer, sondern vielmehr wegen des, nach Murphy’s Gesetzmäßigkeit höchstwahrscheinlichen, vorzeitigen Defekts …
Wahl des Einbauortes
In der Dusche, dem Bad wird man kein keimfreies Wasser benötigen. Wohl hingegen in der Küche. Daher bietet sich die Kaltwasserleitung kurz vor der Entnahmestelle an. Hier ist meist auch genügen Platz an der Rückwand des Spülenschrankes, um die immerhin 32 cm lange UV-Einheit in den Wasserschlauch zu integrieren.
Neben zwei passenden Schlauchtüllen samt Schlauchschellen benötigt man noch einen 12 / 24 V DC Anschluss. Hier bietet sich die Wasserpumpe an. Ein zweiadriges Kabel, entlang der Wasserschläuche Richtung Pumpe verlegt und dort parallel zu deren Spannungsversorgung angeklemmt, genügt, sofern eine Saugpumpe über den Wasserhahn geschaltet aktiviert wird.
Besonderheit Druckpumpe
Bei Druckpumpen muss parallel noch eine Verzögerungsschaltung installiert werden, die ihrerseits die Spannungsversorgung der Entkeimungsanlage übernimmt, damit die Entkeimungsanlage auch nach Abschalten der Druckpumpe weiterhin eingeschaltet bleibt.
Dies bewerkstelligt eine Steuerelektronik, die für eine einstellbare Zeitdauer die Ausschaltung der Versorgungsspannung für die Entkeimungsanlage verzögert.
Sie wird direkt an die Bordspannung von 12 oder 24 V angeschlossen. Am Signal-Eingang wird ein Kabel parallel mit der ausgehenden Plus-Leitung des Druckschalters der Druckpumpe verbunden. Mit Anlaufen der Pumpe wird durch den aktivierten Pluspegel, das Einschalten der Druckpumpe, die Verzögerungszeit gestartet und die Entkeimungsanlage für die eingestellte Zeitdauer eingeschaltet gehalten.
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