Ozonowanie Basenu a Lampa UV: Porównanie Metod Dezynfekcji
- Szczegóły
Utrzymanie czystej i bezpiecznej wody w basenie to priorytet dla każdego właściciela. Istnieje wiele metod dezynfekcji wody, a dwie z nich - ozonowanie i wykorzystanie lamp UV - zyskują na popularności jako alternatywa dla tradycyjnego chlorowania. Poniżej przedstawiamy szczegółowe porównanie tych technologii.
Wprowadzenie do Metod Dezynfekcji Wody Basenowej
Dezynfekcja wody to działanie, którego celem jest skuteczne zniszczenie chorobotwórczych bakterii i wirusów występujących w wodzie. Jakie są najskuteczniejsze sposoby dezynfekcji wody i jak dobrać najlepsze rozwiązanie? Posiadanie basenu ogrodowego to prawdziwa przyjemność, ale jego utrzymanie wymaga regularnych działań.
Wymagania SANEPIDU dotyczące wody basenowej
Zgodnie z wymaganiami SANEPIDU woda w niecce basenowej musi zawierać chlor. Wymóg ten jest konieczny bez względu na stosowaną dezynfekcję ultrafioletem lub ozonem. W przypadku chlorowania SANEPID wymaga, aby zawartość wolnego czynnego chloru mieściła się w przedziale 0,3 - 0,6 mg/l (wartość ta stanowi maksymalną ilość wolnego chloru w wodzie) Stężenie stałego chloru w wodzie powinno się mieścić w przedziale 0,2-0,3 mg/l.
Ozonowanie Wody Basenowej
Ozon (O3) jest aktywną formą tlenu (O2) i bardzo silnym środkiem utleniającym. W atmosferze ziemskiej występował zawsze w ilościach śladowych.
Jak powstaje ozon?
Ozon jest generowany naturalnie przez krótkotrwałe słoneczne promieniowanie ultrafioletowe i pojawia się w górnej części atmosfery ziemskiej (ozonosfera) w postaci gazu. Ozon może być wytwarzany bezpośrednio w wodzie poprzez elektrolizę, promieniowanie UV lub poprzez wyładowanie w atmosferze czystego tlenu przy użyciu generatora ozonu. Ta ostatnia metoda jest zdecydowanie najpowszechniejsza.
Przeczytaj także: Działanie ozonowania soli fizjologicznej
Ozon jest otrzymywany przez:
- wyładowania elektrostatyczne (wyładowania atmosferyczne, generatory ozonu)
- działanie promieni UV (lampy UV) o długości fali λ < 240 nm (185 nm)
Obydwa te sposoby, poprzez dodanie energii do cząsteczek tlenu (O2), rozszczepiają ją na pojedyncze atomy tlenu (O) - następuje zerwanie wiązania atomowego pomiędzy cząsteczką tlenu.
Ozon, który ma charakterystyczny zapach, został odkryty w 1840 r. Otrzymał nazwę od greckiego słowa „ozein”, które oznacza właśnie „zapach”. W roku 1886 została określona jego zdolność do dezynfekcji zanieczyszczonej wody, a już w 1915 r. Ozon w technologiach uzdatniania wody (i nie tylko) jest powszechnie stosowany z uwagi na posiadany wysoki potencjał utleniający wynoszący ok.
Zalety ozonowania
Główną zaletą ozonu jest jego siła. Ozon działa na bakterie i zarodniki około 300 razy skuteczniej niż chlor. Już w małych dawkach eliminuje pasożytnicze pierwotniaki i utlenia substancje organiczne. Ponadto nie wytwarza rakotwórczych trihalometanów (THM), które powstają np. w wyniku utleniania związków organicznych w wodzie przez związki chloru. Do popularności metody ozonowania wody przyczynia się również fakt, że dzięki procesowi mikroflokulacji można uzyskać efekt wyjątkowo czystej i klarownej wody.
Ozon ma następujące zalety:
Przeczytaj także: Opinie o ozonowaniu w Mysiadle
- dezynfekcja - ozon rozbija komórkową membranę mikroorganizmów i rozprasza cytoplazmę bakteryjną do roztworu, co uniemożliwia ich reaktywację. Proces ten odbywa się w ciągu ok. 2 sekund. Czas reakcji stanowi główną zaletę ozonu w stosunku do chloru, który wymaga dłuższych czasów na proces dezynfekcji. Ozon niszczy bakterie E. Coli 3,125 razy szybciej niż chlor. Bakteria Legionella pneumophila ulega zniszczeniu przy stosunkowo niskiej dawce ozonu. Inaktywacja wirusów przy użyciu ozonu przekracza redukcję na poziomie 3-log (99,9%) przy dawce 0,4 ppm i 2 minutach oddziaływania.
* Wskaźnik CT stanowi iloczyn stężenia środka dezynfekcyjnego C (mg/l) oraz czasu kontaktu T (min).
Wady ozonowania
Ozon ma również swoje wady. Związek bardzo szybko się rozkłada. Z tego powodu nie sprawdza się w przypadku rozległych instalacji ponieważ nie dociera do odległych odcinków i zakamarków w sieci. Takie odcinki zwykle wymagają połączenia działania ozonu z innym środkiem dezynfekującym np. W uzdatnionej wodzie mogą również powstawać niebezpieczne substancje rakotwórcze. Są to organiczne epoksydy, środki alkilujące, a także bromiany. Ozon uwalniany do powietrza jest silnie toksyczny dla ludzi. Wdychanie może spowodować uszkodzenie płuc, krwawienie, a nawet śmierć.
W przypadku ozonowania wymagana jest obecność dodatkowej instalacji usuwającej ozon z wody przed jej dostaniem się do niecki basenowej. Jest to konieczne, ponieważ obecność ozonu w wodzie jest szkodliwa dla oczu i skóry (utleniona miedzy innymi powoduje powstanie wody utlenionej).
Nie są to odosobnione przypadki, że w basenach wyposażonych w instalacje ozonowania po 2 miesiącach od ich uruchomienia ozonatory są wyłączane z powodu wyczuwalnej woni ozonu i korozji elementów metalowych.
Zastosowanie ozonowania
Idealnym zastosowaniem ozonu podczas dezynfekcji wody jest jej obróbka wstępna, czyli pre-jonizacja. W kolejnej fazie procesu dezynfekcji najlepiej zastosować inne chemikalia z efektami resztkowymi, których brakuje ozonowi.
Przeczytaj także: Oczyszczanie powietrza: Ozonowanie czy adsorpcja?
Podstawą stosowania ozonowania wody basenowej są zalecenia normy DIN 19643-3 z listopada 2012 r.
Dezynfekcja Wody Lampami UV
Dezynfekcja wody za pomocą promieniowania ultrafioletowego (UV) od lat znana jest jako sprawdzona metodą uzdatniania wody. Ten typ dezynfekcji stosowano już około 1950 roku, a metoda cieszyła się szczególną popularnością w Austrii i Szwajcarii.
Jak działają lampy UV?
Promieniowanie UV o długości fali 200-300 nm niszczy bakterie i ich zarodki. Najwyższy efekt bakteriobójczy uzyskuje się jednak za pomocą promieniowania UV C , gdzie maksymalna efektywność osiągana jest już przy 253,7 nm.
Stacja UV Emaux Nano Tech UV87 Ozon wykorzystuję lampę o wysokiej intensywności, która emituje dwie długości fal UV: 254 i 185 nm. Niszczenie pierwiastków organicznych następuję na poziomie komórkowym pod wpływem promieniowania UV-C o długości fali 254nm. Ta długość fali ma działanie bakteriobójcze i sterylizujące, zatem może być używana do uzdatniania wody, płynów, różnych powierzchni i powietrza. Fala o długości 185 nm odpowiada za konwersję tlenu zawartego w obszarze kwarcowej tulei do ozonu.
Dzięki intensywnemu naświetlaniu ultrafioletowemu Emaux Nano Tech Ozon ma destrukcyjny wpływ na wiele drobnoustrojów: bakterie, wirusy i inne patogenne mikroorganizmy. Reakcje fotochemiczne stacji UV dezaktywują DNA i RNA drobnoustrojów, powodując nieodwracalne zmiany w strukturze komórek. W ten sposób drobnoustroje tracą zdolność do rozmnażania się i zarażenia człowieka.
Aby zapewnić najlepszą sprawność działania urządzenia do dezynfekcji powinny być zainstalowane jak najbliżej wylotu wody.
Zalety dezynfekcji UV
Główną zaletą dezynfekcji UV jest to, że ten sposób dezynfekcji nie zmienia składu ani właściwości uzdatnionej wody. Do procesu nie są również potrzebne żadne środki chemiczne. Dezynfekcja następuje natychmiast po włączeniu lampy UV i w przeciwieństwie do niektórych chemicznych środków dezynfekujących jej skuteczność jest zupełnie niezależna od pH wody.
Stosowanie ultrafioletu pozwala zniszczyć bakterie do poziomu stawianego wodzie pitnej oraz skutecznie zredukować chloraminy. Długość fali emitowanej przez promienniki niskociśnieniowe wynosi 254 nm. Jest to długość najbardziej zbliżona do wartości w której występuje zjawisko największej skuteczności dezynfekcyjnej (zjawisko to występuje przy długości 260 nm).
Promienniki amalgamatowe wykorzystywane przez firmę TMA dzięki wykorzystywaniu promieniowania o długości 254 nanometrów umożliwiają usuwanie WSZYSTKICH CHLORAMIN ze znacznie większą skutecznością niż promienniki średniociśnieniowe.
Zmniejszenie zawartości chloramin podwyższa komfort kąpieli i znacznie zmniejsza nieprzyjemny zapach. Jednocześnie kilkukrotnie zmniejsza występowanie zjawiska podrażnienia śluzówki oka u osób kąpiących. Redukcja chloramin sprzyja również zwiększeniu ilości wolnego chloru czego skutkiem jest zwiększenie skuteczności dezynfekcji.
Przyjemność kąpieli w basenach z zastosowaną dezynfekcją ultrafioletem jest znacznie większa. Atmosfera panująca w otoczeniu basenu charakteryzuje się znacznie przyjemniejszym zapachem. Odczuwalne jest to przez ludzi, którzy częściej wybierają baseny z dodatkową dezynfekcją UV jako bardziej sympatyczne, nie zdając sobie często sprawy że jest to spowodowane mniejszą ilością chloramin w powietrzu i w samej wodzie.
Ponadto, pomimo sterylizacji wody, obróbka stacją UV poprawia jakość wody. Woda w basenie staje się krystalicznie czysta i przejrzysta.
Wady dezynfekcji UV
Główną wadą tej metody dezynfekcji jest to, że działa tylko w miejscu napromieniowania. Nie ma więc mowy o efektach rezydualnych. Dezynfekcja kończy się wraz z wyłączeniem lampy UV. W niektórych przypadkach po zastosowaniu promieniowania UV, działanie enzymów może również prowadzić do reaktywacji mikroorganizmów chorobotwórczych, czyli procesu odbudowy komórek uszkodzonych promieniowaniem UV. Zakres reaktywacji zależy od różnych czynników takich jak światło, temperatura, pH, zawartość enzymów, obecność substancji organicznych itp.
Rodzaje promienników UV
Firma WIGO stosuje do dezynfekcji wody basenowej promienniki niskociśnieniowe amalgamatowe o trwałości eksploatacyjnej 12 000 godzin. Zaleta promienników amalgamatowych jest natychmiastowy zapłon po wyłączeniu lub zaniku napięcia. Kolejną zaletą tych promienników jest ich niska temperatura pracy. Fakt ten wraz ze specjalnie dobraną średnicą rury kwarcowej zabezpiecza ją przed osadzaniem się depozytu wapniowo magnezowego tzw. kamienia.
Porównanie promienników amalgamatowych i średniociśnieniowych
Poniższa tabela przedstawia porównanie skuteczności promienników amalgamatowych i średniociśnieniowych przy poborze mocy 1000 W.
| Parametr | Promienniki Amalgamatowe | Promienniki Średniociśnieniowe |
|---|---|---|
| Trwałość eksploatacyjna | Wyższa | Niższa |
| Sprawność energetyczna | Wyższa | Niższa |
| Usuwanie chloramin | Bardzo skuteczne | Mniej skuteczne |
Na podstawie powyższej tabeli wyraźnie widać bardzo niską sprawność energetyczną urządzeń średniociśnieniowych. Promienniki firmy WIGO zużywają ok. 2,5 razy mniej prądu do uzyskania takiej samej mocy promieniowania UV. Promienniki amalgamatowe mają trwałość eksploatacyjną 2,4 razy większą niż promienniki średniociśnieniowe.
Moc niezbędna do dezynfekcji wody 1 m3 wody basenowej w urządzeniach firmy TMA wynosi od 7,6 W w modelu AM1 do 4,1 W dla modelu AM15 przy dawce 400 J/m2. Dawka 400 J/m2 stanowi minimalną zaleca wartość do dezynfekcji wody. Zwiększanie dawki powyżej 400 J/m2 sprzyja zwiększeniu redukcji chloramin i tym samym poprawie warunków kąpielowych. Znacznie lepsze rezultaty są osiągane przy dawce 600 J/m2 i powyżej.
Każdy typ sterylizatora (zarówno niskociśnieniowe jak i średniociśnieniowe) umożliwia osiągnięcie tego samego celu - tej samej skuteczności dezynfekcji. Jednak modele AM firmy WIGO czynią to taniej, przy znacznie mniejszych kosztach eksploatacji i mniejszym zużyciu energii.
Skuteczność rozkładu chloramin
Zjawiskiem niezwykle korzystnym podczas dezynfekcji ultrafioletem jest rozkład chloramin. Jak widać na wykresie wartością progową, przy której następuje rozkład wszystkich chloramin jest długość 280 nm. Poniżej tej wartości (dla fal o mniejszej długości) dysocjacji ulegają wszystkie chloraminy- mono-, di- i trichloraminy. Im mniejsza długość fali tym lepsza skuteczność rozkładu chloramin.
Fale o większych długościach nie rozkładają chloramin, gdyż nie posiadają wystarczającej energii.
Alternatywne Metody Dezynfekcji
Oprócz ozonowania i lamp UV, istnieją również inne metody dezynfekcji wody basenowej, takie jak:
- Chlor: Najczęściej stosowany środek dezynfekujący. Niewątpliwie przyczynia się do tego niska cena dezynfektanta. W ramach profilaktyki czystości wody, zaleca się stałe dozowanie aktywnego chloru w dawce około 5 mg na litr.
- Dwutlenek chloru: Dozowany do wody zimnej i ciepłej, wykazuje bardzo silne działania utleniające. W przeciwieństwie do chloru usuwa również niepożądany zapach i kolor wody. Do głównych zalet dwutlenku chloru należy zdolność przenikania do biofilmów, które zapewniają ochronę wielu patogenom.
- Jonizacja jonami Ag i Cu: Chemiczna metoda jonizacji wody jonami srebra i miedzi najczęściej stosowana jest w mniejszych basenach i małych obiegach cyrkulacyjnych.
- Systemy elektrolizy soli: Woda jest dezynfekowana poprzez naturalny proces elektrolizy, gdzie z soli kuchennej produkowane są cząsteczki chloru w minimalnych ilościach.
Wybór metody dezynfekcji powinien być dostosowany do indywidualnych potrzeb i warunków eksploatacyjnych basenu.
tags: #ozonowanie #basenu #lampa #uv #porównanie
