UV starojumam ir trīs viļņu garuma zonas: UV-A, UV-B un UV-C, un tieši šim pēdējam reģionam, īsviļņu UV-C, ir dezinfekcijas īpašības ar baktērijām. Zema spiediena dzīvsudraba loka spuldze, kas atgādina dienasgaismas spuldzi, rada UV gaismu 254 manometru (nm) diapazonā. Nm ir viena miljardā daļa metra (10 ^ -9 metrs). Šīs lampas satur elementāru dzīvsudrabu un inertu gāzi, piemēram, argonu, UV caurlaidīgā caurulē, parasti kvarcā. Tradicionāli lielākā daļa dzīvsudraba loka UV spuldžu ir bijuši tā sauktie" tipa, jo tie darbojas ar relatīvi zemu dzīvsudraba daļēju spiedienu, zemu kopējo tvaika spiedienu (apmēram 2 mbar), zemu ārējo temperatūru (50-100oC) un mazu jaudu. Šīs lampas izstaro gandrīz vienkrāsainu UV starojumu pie viļņa garuma 254 nm, kas ir optimālajā diapazonā, lai nukleīnskābes absorbētu UV enerģiju (apmēram 240–280 nm).
Pēdējos gados komerciāli ir kļuvušas pieejamas vidēja spiediena UV lampas, kas darbojas ar daudz lielāku spiedienu, temperatūru un jaudas līmeni un izstaro plašu augstākas UV enerģijas spektru no 200 līdz 320 nm. Tomēr mājas dzeramā ūdens UV dezinfekcijai mājsaimniecības līmenī zema spiediena lampas un sistēmas ir pilnīgi piemērotas un pat priekšroku dod vidēja spiediena lampām un sistēmām. Tas ir tāpēc, ka tie darbojas ar mazāku jaudu, zemāku temperatūru un zemākām izmaksām, vienlaikus ļoti efektīvi dezinficējot vairāk nekā pietiekami daudz ūdens ikdienas lietošanai mājsaimniecībā. Būtiska prasība UV dezinfekcijai ar lampu sistēmām ir pieejams un uzticams elektroenerģijas avots. Kaut arī zema spiediena dzīvsudraba UV lampu dezinfekcijas sistēmu jaudas prasības ir nelielas, tās ir būtiskas lampas darbībai, lai dezinficētu ūdeni. Tā kā lielāko daļu mikroorganismu ietekmē starojums ap 260 nm, UV starojums ir atbilstošā diapazonā germicīdai aktivitātei. Ir UV lampas, kas rada starojumu 185 nm diapazonā, kas efektīvi iedarbojas uz mikroorganismiem un samazina arī organiskā oglekļa (TOC) kopējo saturu ūdenī. Tipiskai UV sistēmai aptuveni 95 procenti starojuma iziet cauri kvarca stikla uzmavai un nonāk neapstrādātā ūdenī. Ūdens kā plāna plēve plūst pāri lampai. Stikla uzmava ir paredzēta, lai lampu uzturētu ideālā temperatūrā aptuveni 104 ° F.
UV starojums (kā tas darbojas)
UV starojums ietekmē mikroorganismus, mainot DNS šūnās un kavējot reprodukciju. Ārstēšana ar UV nenoņem organismus no ūdens, bet tikai tos deaktivizē. Šī procesa efektivitāte ir saistīta ar ekspozīcijas laiku un spuldzes intensitāti, kā arī ar vispārējiem ūdens kvalitātes parametriem. Ekspozīcijas laiks tiek paziņots kā" mikrovatosekundes uz kvadrātcentimetru" (uwatt-sec / cm ^ 2), un ASV Veselības un cilvēktiesību departaments UV dezinfekcijas sistēmām ir noteicis minimālo iedarbību 16 000 µw / sec / cm ^ 2. Lielākā daļa ražotāju nodrošina spuldzes intensitāti 30 000–50 000 μw / s / cm ^ 2. Parasti koliformas baktērijas, piemēram, tiek iznīcinātas ar ātrumu 7000 µw-sec / cm ^ 2. Tā kā luktura intensitāte laika gaitā samazinās, luktura nomaiņa un pareiza pirmapstrāde ir UV dezinfekcijas panākumu atslēga. Turklāt UV sistēmām jābūt aprīkotām ar brīdinājuma ierīci, kas brīdina īpašnieku, kad lampas intensitāte nokrītas zem germicīda diapazona. Turpmāk sniegts apstarošanas laiks, kas nepieciešams, lai inaktivētu pilnīgi dažādus mikroorganismus zem 30 000 µw-sec / cm ^ 2 UV 254 nm devas.
Lietojot atsevišķi, UV starojums neuzlabo ūdens garšu, smaržu vai dzidrumu. UV gaisma ir ļoti efektīvs dezinfekcijas līdzeklis, lai gan dezinfekcija var notikt tikai iekārtas iekšpusē. Ūdenī nav atlikušās dezinfekcijas, lai inaktivētu baktērijas, kas var izdzīvot vai var tikt ievadītas pēc tam, kad ūdens iet gar gaismas avotu. Iznīcināto mikroorganismu procentuālais daudzums ir atkarīgs no UV gaismas intensitātes, saskares laika, neapstrādāta ūdens kvalitātes un iekārtas pienācīgas apkopes. Ja uz stikla uzmavas uzkrājas materiāls vai daļiņu slodze ir liela, gaismas intensitāte un apstrādes efektivitāte tiek samazināta. Lietojot pietiekami lielas devas, UV starojums inaktivē visus ūdenī esošos enteros patogēnus. Vispārējā mikrobu rezistences kārtība (no vismazākās līdz lielākajai daļai) un atbilstošās UV devas intensīvai (GG gt; 99,9%) inaktivācijai ir: veģetatīvās baktērijas un vienšūņu parazīti Cryptosporidium parvum un Giardia lamblia mazās devās (1-10 mJ / cm2). un enteros vīrusi un baktēriju sporas lielās devās (30-150 mJ / cm2). Lielākā daļa zema spiediena dzīvsudraba lampu UV dezinfekcijas sistēmu augstas kvalitātes ūdenī var viegli sasniegt UV starojuma devas 50-150 mJ / cm2, un tādējādi efektīvi dezinficēt būtībā visus ūdenī esošos patogēnus. Tomēr izšķīdušās organiskās vielas, piemēram, dabiskās organiskās vielas, dažas neorganiskās izšķīdušās vielas, piemēram, dzelzs, sulfīti un nitrīti, un suspendētās vielas (daļiņas vai duļķainība) absorbēs UV starojumu vai pasargās mikrobus no UV starojuma, kā rezultātā tiks piegādātas zemākas UV devas un samazināta mikrobu dezinfekcija. Citas bažas par mikrobu dezinfekciju ar zemākām UV starojuma devām ir baktēriju un citu šūnu mikrobu spēja novērst UV radītos bojājumus un atjaunot inficētspēju, fenomenu, kas pazīstams kā reaktivācija.
UV inaktivē mikrobus, galvenokārt ķīmiski mainot nukleīnskābes. Tomēr UV izraisītos ķīmiskos bojājumus var izlabot ar šūnu enzīmu mehānismiem, no kuriem daži ir neatkarīgi no gaismas (tumšs labojums), bet citiem ir nepieciešama redzama gaisma (fotoremontēšana vai fotoreaktivācija). Tādēļ, lai panāktu optimālu ūdens UV dezinfekciju, ir jānodrošina pietiekama UV deva, lai izraisītu lielāku nukleīnskābes bojājumu līmeni un tādējādi pārvarētu vai pārspētu DNS labošanas mehānismus.
