UV technology: van theorie naar praktijk

Lagedruklampen zijn zeer efficiënt en produceren voornamelijk licht rond 254 nm. Middendruklampen leveren veel meer vermogen vanuit een compacte lamp, maar gebruiken meer elektriciteit. Ze produceren bovendien een breder UV-spectrum.
UV-C-leds zijn de nieuwste UV-bron, maar hun vermogen en elektrische efficiëntie zijn nog beperkt. Kaspar benadrukte daarom dat duurzaamheid over het complete systeem moet worden beoordeeld. Een kwikvrije lichtbron is niet automatisch duurzamer wanneer deze aanzienlijk meer elektriciteit verbruikt.

De gemiddelde UV-dosis vertelt maar een deel van het verhaal. De minimale dosis kan zelfs belangrijker zijn. Een kleine hoeveelheid onvoldoende behandeld water kan de prestaties van het hele systeem verminderen. Ingenieurs proberen daarom de minimale dosis zo dicht mogelijk bij de gemiddelde dosis te brengen.
Waterkwaliteit vormt een extra uitdaging. UV-transmissie, oftewel UVT, geeft aan hoe gemakkelijk UV-licht door het water heen kan dringen. Water dat er helder uitziet, kan toch opgeloste organische stoffen bevatten die UV-C sterk absorberen. Een lage UVT betekent dat UV-licht minder diep in het water doordringt. De reactor moet dan anders worden ontworpen. UVT mag ook niet worden verward met troebelheid. Troebelheid meet de hoeveelheid deeltjes in het water. UVT meet de absorptie van UV-licht. Deze twee parameters zijn dus niet onderling uitwisselbaar.

Het modelleren van de waterstroming is niet voldoende. UV-systemen voor desinfectie moeten ook worden gevalideerd. Bij biologische validatie worden gestandaardiseerde micro-organismen gebruikt om de werkelijke prestaties van een reactor te testen. Voor en na de UV-behandeling worden monsters genomen. Vervolgens wordt geteld hoeveel organismen de behandeling hebben overleefd. De resultaten worden gekoppeld aan de UV-gevoeligheid van het gebruikte testorganisme.

Bij validatie wordt ook rekening gehouden met omstandigheden uit de praktijk. Het vermogen van een lamp neemt gedurende de levensduur af. Sensoren moeten nauwkeurig blijven. Ook watertemperatuur, reactorgeometrie en de positie van de lamp kunnen invloed hebben op de prestaties. Een gevalideerd systeem bewijst daarmee niet alleen wat het onder ideale omstandigheden kan bereiken, maar ook wat het tijdens daadwerkelijk gebruik presteert.

Bij Advanced Oxidation wordt UV-licht gecombineerd met waterstofperoxide. Het UV-licht splitst het waterstofperoxide en vormt zeer reactieve hydroxylradicalen. Deze radicalen vallen organische microverontreinigingen aan en breken ze af tot kleinere, beter biologisch afbreekbare componenten of mineralisatieproducten. De hoge UV-dosis heeft nog een voordeel: het water wordt tegelijkertijd gedesinfecteerd.

Dit is vooral relevant bij het aanpakken van antibioticaresistentie. De behandeling moet niet alleen antibioticaresten verwijderen. Ook resistente micro-organismen en genetisch materiaal waarmee resistentie tussen bacteriën kan worden overgedragen, moeten worden aangepakt.

Bij het beoordelen van de milieu-impact van waterbehandelingstechnologieën moet ook rekening worden gehouden met de energiebron. Een technologie die op elektriciteit draait, kan direct profiteren van de overgang naar hernieuwbare energie. De milieu-impact gedurende de levenscyclus kan daardoor afnemen naarmate de elektriciteitsmix duurzamer wordt.

Daarom is een Life Cycle Assessment, of LCA, belangrijk. Deze kijkt verder dan één prestatieparameter en beoordeelt de bredere milieu-impact. Total Cost of Ownership, of TCO, biedt nog een ander perspectief. Hierbij worden de investering, vervangingsonderdelen, energie, chemicaliën en andere operationele kosten over de volledige levensduur van de installatie meegenomen. Samen helpen deze factoren ingenieurs om voor iedere toepassing de juiste technologie te kiezen.

Ben je ook geïnteresseerd in een lezing of presentatie van een van onze UV-experts? Stuur ons dan een e-mail via contact@uv-alliance.com of neem rechtstreeks contact op met een van onze leden.