לקרינת UV שלושה אזורי אורך גל: UV-A, UV-B ו- UV-C, וזה האזור האחרון, הגל הקצר UV-C, שיש לו תכונות חיידקים לחיטוי. מנורת קשת כספית בלחץ נמוך הדומה למנורת פלורסנט מייצרת את אור ה- UV בטווח של 254 מנומטר (ננומטר). ננומטר הוא מיליארד מטר (10 ^ -9 מטר). מנורות אלה מכילות כספית אלמנטרית וגז אינרטי, כגון ארגון, בצינור המעביר UV, בדרך כלל קוורץ. באופן מסורתי, מרבית מנורות ה- UV של קשת הכספית היו מה שמכונה"" בלחץ נמוך; סוג, מכיוון שהם פועלים בלחץ חלקי נמוך יחסית של כספית, בלחץ אדים כולל נמוך (כ -2 מבראר), בטמפרטורה חיצונית נמוכה (50-100 מעלות צלזיוס) ובהספק נמוך. מנורות אלה פולטות קרינת UV כמעט מונוכרומטית באורך גל של 254 ננומטר, הנמצאת בתחום האופטימלי לספיגת אנרגיית UV על ידי חומצות גרעין (כ -240-280 ננומטר).
בשנים האחרונות מנורות UV בלחץ בינוני הפועלות בלחצים, טמפרטורות ורמות הספק גבוהות בהרבה ופולטות ספקטרום רחב של אנרגית UV גבוהה יותר בין 200 ל -320 ננומטר הפכו לזמינות מסחרית. עם זאת, לצורך חיטוי UV של מי שתייה ביתיים ברמה הביתית, המנורות והמערכות בלחץ הנמוך מתאימות לחלוטין ואף מועדפות על מנורות ומערכות לחץ בינוניות. הסיבה לכך היא שהם פועלים בהספק נמוך יותר, בטמפרטורה נמוכה יותר ובעלות נמוכה יותר, תוך שהם יעילים ביותר בחיטוי יותר ממספיק מים לשימוש ביתי יומיומי. דרישה חיונית לחיטוי UV במערכות מנורות היא מקור חשמל זמין ואמין. בעוד שדרישות ההספק של מערכות חיטוי מנורות UV בכספית בלחץ נמוך הן צנועות, הן חיוניות להפעלת המנורה לחיטוי מים. מכיוון שרוב המיקרואורגניזמים מושפעים מקרינה בסביבות 260 ננומטר, קרינת UV היא בתחום המתאים לפעילות חיידקים. ישנן מנורות UV המייצרות קרינה בטווח של 185 ננומטר אשר יעילות על מיקרואורגניזמים וגם תפחיתו את תכולת הפחמן האורגני הכולל (TOC) של המים. עבור מערכת UV אופיינית, כ- 95 אחוז מהקרינה עוברת דרך שרוול זכוכית קוורץ אל המים הלא מטופלים. המים זורמים כסרט דק מעל המנורה. שרוול הזכוכית נועד לשמור על המנורה בטמפרטורה אידיאלית של כ -104 מעלות צלזיוס.
קרינת UV (איך זה עובד)
קרינת UV משפיעה על מיקרואורגניזמים על ידי שינוי ה- DNA בתאים ופגיעה ברבייה. טיפול UV אינו מסלק אורגניזמים מהמים, אלא רק מנטרל אותם. האפקטיביות של תהליך זה קשורה לזמן החשיפה ולעוצמת המנורה וכן לפרמטרים כלליים של איכות המים. זמן החשיפה מדווח כ-" מיקרו-וואט לשניות לסנטימטר מרובע" (uwatt-sec / cm ^ 2), ומשרד הבריאות והשירותים האנושיים בארה"ב קבע חשיפה מינימלית של 16,000 µwatt-sec / cm ^ 2 למערכות חיטוי UV. רוב היצרנים מספקים עוצמת מנורה של 30,000-50,000 µwatt-sec / cm ^ 2. באופן כללי, חיידקים קוליפורמיים, למשל, נהרסים ב 7,000 µwatt-sec / cm ^ 2. מכיוון שעוצמת המנורה פוחתת עם הזמן עם השימוש, החלפת מנורה וטיפול מקדים נכון הם המפתח להצלחה של חיטוי UV. בנוסף, מערכות UV צריכות להיות מצוידות במכשיר אזהרה כדי להתריע בפני הבעלים כאשר עוצמת המנורה יורדת מתחום החיידקים. להלן נתון זמן ההקרנה הנדרש להשבית מיקרואורגניזמים שונים לחלוטין מתחת למינון של 30,000 µwatt-sec / cm ^ 2 של UV 254 ננומטר.
בשימוש לבד, קרינת UV אינה משפרת את טעמם, ריחם או בהירותם של המים. אור UV הוא חומר חיטוי יעיל מאוד, אם כי החיטוי יכול להתרחש רק בתוך היחידה. אין חיטוי שיורי במים כדי להשבית חיידקים העלולים לשרוד או להיות מוחדרים לאחר שהמים עוברים ליד מקור האור. אחוז המיקרואורגניזמים שנהרס תלוי בעוצמת אור ה- UV, זמן המגע, איכות המים הגולמיים ותחזוקה נאותה של הציוד. אם מצטבר חומר על שרוול הזכוכית או שעומס החלקיקים גבוה, עוצמת האור ויעילות הטיפול מופחתות. במינונים גבוהים מספיק, כל פתוגני המעי העיכול במים מושבתים על ידי קרינת UV. הסדר הכללי של עמידות מיקרוביאלית (מהמינימום לרוב) ומינונים מקבילים של ה- UV עבור השבתה נרחבת (GG gt; 99.9%) הם: חיידקים צמחיים והטפילים הפרוטוזואניים Cryptosporidium parvum ו- Giardia lamblia במינונים נמוכים (1-10 mJ / cm2) ווירוסים אנטריים ונבגי חיידקים במינונים גבוהים (30-150 mJ / cm2). רוב מערכות החיטוי UV של מנורת כספית בלחץ נמוך יכולות להשיג במינונים של קרינת UV של 50-150 mJ / cm2 במים באיכות גבוהה, ולכן לחטא ביעילות למעשה את כל הפתוגנים הנישאים במים. עם זאת, חומרים אורגניים מומסים, כגון חומר אורגני טבעי, מומסים אורגניים מסוימים, כגון ברזל, סולפיטים וניטריטים, וחומר תלוי (חלקיקים או עכירות) יספגו קרינת UV או יגן על חיידקים מפני קרינת UV, וכתוצאה מכך יועברו מנות UV נמוכות יותר ו חיטוי מיקרוביאלי מופחת. דאגה נוספת לחיטוי חיידקים במינונים נמוכים יותר של קרינת UV היא יכולתם של חיידקים וחיידקים תאיים אחרים לתקן נזקים הנגרמים על ידי UV ולהחזיר זיהומיות, תופעה המכונה הפעלה מחדש.
UV משבית את החיידקים בעיקר על ידי שינוי כימי של חומצות גרעין. עם זאת, ניתן לתקן את הנגעים הכימיים הנגרמים על ידי UV על ידי מנגנונים אנזימטיים תאיים, חלקם בלתי תלויים באור (תיקון כהה) ואחרים דורשים אור גלוי (צילום פוטו או הפעלה פוטו). לכן, השגת חיטוי UV מיטבי של מים מחייבת אספקת מינון UV מספיק כדי לגרום לרמות גבוהות יותר של נזק לחומצות גרעין ובכך להתגבר או להכריע מנגנוני תיקון DNA.
