Bei der UVC-Wasserentkeimung werden spezielle und hoch effiziente Niederdrucklampen eingesetzt, die einen starken Strahlungspeak bei 254 nm (Nanometer) haben. Dieser ist nicht mit dem häufig dargestellten türkisblauen Lichtanteil zu verwechseln, den diese Emitter ebenfalls abgeben. Die Wellenlänge von 254 nm liegt sehr nahe am Absorptionsmaximum biologischer Zellen, welches bei ca. 260 nm liegt. Diese Strahlung wird im Zellkern der Organismen – genauer gesagt in der DNA oder RNA – absorbiert, es kommt zu einer nachhaltigen photochemischen Veränderung, sodass die Erbsubstanz der exponierten Zellen geschädigt wird. Die Mikroben sind nach ausreichender Exposition nicht mehr in der Lage die photochemischen Veränderungen – man spricht hier von Dimerisation oder Dimerbildung – zu reparieren, die Zellteilung unterbleibt und sie sterben letztlich ab.

Die UVC-Wasserentkeimung ist – so man sie einsetzen kann – im direkten Vergleich praktisch immer die kostengünstigste Desinfektionsmethode. Sie benötigt wenig Energie, dem Wasser werden keine Zusatzstoffe hinzugefügt, der Geschmack, die Konsistenz oder der Geruch des Mediums wird nicht verändert und letztlich entstehen auch keine unerwünschten Zerfallsprodukte. Da dem Wasser nichts zugesetzt wird (UVC-Entkeimung ist eine rein physikalische Methode), kann es auch nicht zu Korrosions- oder Zersetzungserscheinungen an Bauteilen in einem Leitungssystem kommen.

Ja, selbstverständlich. Allerdings ist der Umgang mit UVC-Anlagen genauso an Sicherheitsbestimmungen gebunden, wie der Umgang mit einem Küchenmesser. Ein Küchenmesser ist hervorragend geeignet Zwiebeln zu zerteilen, man kann sich bei unsachgemässen Umgang damit aber auch selbst verletzen. Bei UVC-Anlagen ist es ganz ähnlich: UVC-Strahlen werden von exponierten Zellen absorbiert und es kommt zu deren Schädigung. Als Mensch sollte man von daher auch nicht ungeschützt in eine leuchtende UVC-Quelle hineinschauen! Da UVC-Strahlen jedoch sehr energiereich und kurzwellig sind, durchdringen sie keine festen Stoffe, keine feste Kleidung und auch keine normale Glasscheibe oder Acrylglasplatte. Bereits eine grossflächige Arbeitsschutz-Brille schützt die Augen zuverlässig.

Die Einsatzbereiche der UVC-Wasserentkeimung sind sehr vielfältig. Intuitiv denkt man an die kommunale und/oder private Trinkwasseraufbereitung. Der Einsatzbereich von UVC-Systemen ist aber viel grösser! In allen Bereichen, in denen Wasser zur Kühlung, Reinigung oder Befeuchtung eingesetzt wird oder in Bereichen, in denen Wasser im Kreislauf geführt wird – bspw. Zierbrunnen – besteht die Notwendigkeit Wasser zu desinfizieren. Denn Biologie ist allgegenwärtig und vermehrt sich ganz natürlich. Gerade bei im Kreislauf geführten Medien stellt dies aber ein erhebliches Problem dar, weshalb Massnahmen zur Desinfektion ergriffen werden müssen. Sei es allein zum Schutz des Verbrauchers, zur Sicherstellung der Produkthygiene und Haltbarkeit oder aber um den wirtschaftlichen Betrieb einer Einrichtung gewährleisten zu können und die Verschlammung, den Versatz mit Algen und Schimmel zu unterbinden. In all diesen Einsatzbereichen sind UVC-Desinfektionsanlagen – ob als Photoreaktor oder in Form von Tauchlampen – eine funktionssichere, umweltfreundliche, sehr kostengünstige und hoch effektive Einrichtung.

Gerade in der industriellen Anwendung wird Wasser sehr häufig im Kreislauf geführt. Ob in Form von Kühl- oder Waschprozessen, stets wird Wasser rezirkuliert und wiederverwendet. Bei solchen Kreislaufprozessen kommt es aber rein zwangsläufig zur Verschmutzung und Kontamination des Mediums, sodass dieses aufbereitet werden muss. Die UVC-Technologie sorgt hier für eine effektive und funktionssichere Desinfektion, um das unerwünschte Wachstum von Keimen jedweder Art zu unterbinden. Ob Krankheitserreger wie Bakterien, Viren oder Protozoen oder aber auch im Wasser getragene Schimmelsporen, UVC-Einrichtungen sorgen hier für eine sehr energiesparsame Desinfektion, ohne das Wasser in seiner Zusammensetzung chemisch zu verändern. Gerade in Kühlanlagen ist es wichtig, dass die chemische Konsistenz von Wasser nicht verändert wird. Dies ist mit UVC-Anlagen problemlos möglich und trägt so zum ressourcenschonenden Umgang mit dem kostbaren Element Wasser bei.

Im Grunde lässt sich beinahe jedes Flüssigmedium mit UVC behandeln, selbst Öle und Emulsionen. Allerdings setzt der Umgang mit solchen Flüssigkeiten erhebliches Know-how voraus, denn UVC-Strahlenquellen bestehen aus einem Quarzglas-Tubus und UVC-Strahlen werden sehr schnell absorbiert. Man denke hier im übertragenen Sinne an die eigene Sonnenbrille und das Missgeschick, wenn man mit öligen oder eingecremten Fingern das Glas berührt. Genauso verhält es sich mit dem Quarzrohr eines UVC-Emitters. Wird dieses durch eine ölige Emulsion benetzt, so sinkt die messbare UVC-Ausbeute des Emitters drastisch, da Öle und Fette eine maximale Absorptionskraft auf die Wellenlänge 254 nm haben. Dies gilt auch für andere gelöste und nicht gelöste Zusatzstoffe in einem Flüssigmedium, wobei „das Medium ist klar“ hier keinerlei Aussagekraft hat. Dennoch, in der technischen Anwendung lassen sich wässrige Medien mit Zusatzstoffen genauso mit UVC behandeln, wie es auch in der Lebensmittelindustrie häufig zum Einsatz von UVC-Einheiten zur Desinfektion von Salzlaken, Molke und Permeaten kommt.

Grundsätzlich haben beide Verfahren ihre Berechtigung und sind nicht in einer „entweder/oder“-Relation zu sehen. Die UVC-Entkeimung ist ein aktives Verfahren, welches Mikroorganismen im Wasser inaktiviert und somit abtötet; ein Filter hingegen ist ein passives Element, ein Kollektor, dessen Abscheidegrad von der Porendichte und somit Partikelgrösse abhängt. Je feiner die Porendichte, desto höher der Abscheidegrad, aber umso grösser auch der Druckverlust. Selbst Mikroorganismen lassen sich mit entsprechenden Filtern zurückhalten, wobei hier die Problematik besteht, dass sich die Filter schnell zusetzen. Derartige Probleme hat man mit einer UVC-Behandlung nicht, hier gibt es keinen Druckverlust, aber eben auch kein Zurückhalten unerwünschter Schwebstoffe oder Partikel. Es sind zwei unterschiedliche Ansätze ein Wasser zu behandeln.

Dies lässt sich sehr kurz und prägnant mit NEIN beantworten. Denn aus Marketinggründen wird bei UVC-LEDs heute gerne mit den Merkmalen von LEDs aus der Beleuchtungsindustrie geworben, was jedoch irreführend und meist falsch ist. Die leistungsfähigsten High-Power-LEDs generieren heute unter Laborbedingungen initial etwa 100 mW_uvc @ 350 mA und haben eine Energieeffizienz von ca. 5 %. Im Vergleich dazu kommt eine konventionelle UVC-Niederdrucklampe unter gleichen Voraussetzungen auf 18.000 mW_uvc @ 225 mA und weist eine Energieeffizienz von 40 % auf.

Ursächlich für die geringe Ausbeute ist das für sehr hohe Frequenzen notwendigen Halbleitermaterial Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN), eine für LEDs typische Sperrspannung von ~7 V und die grosse Hitzeentwicklung von bis zu 90° C. Gerade die zwingende Kühlung solcher Hochleistungs-LEDs verhindert die Bildung von LED-Arrays mit hoher Dichte; eine homogene Bestrahlung von Flächen mit hoher Intensität ist folglich nicht möglich. Zudem: Je höher die Temperatur einer LED, desto geringer die zu erwartende Lebens-/Nutzdauer. Sehr kurzwellige LEDs mit 260 nm weisen beispielsweise einen Leistungsverlust von bis zu 50 % nach nur 300 Betriebsstunden auf. Heisst: Je geringer die Wellenlänge, desto schlechter die Energiebilanz, Leistung und Lebensdauer!

Bedenkt man letztlich die schlechte Recyclingmöglichkeit von LEDs, es kommen Materialien wie Antimon, Arsen, Chrom, Kupfer, Gallium, Gold, Indium, Eisen, Blei, Nickel, Phosphor, Silber und Zink zum Einsatz sowie den umweltschädlichen Abbau, der für die Herstellung benötigten Seltenen Erden wie Europium (Eu), Terbium (Tb) und Yttrium (Y), so schmelzen die gerne vorgetragenen ökologischen Vorteile von LEDs rasch dahin.

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