Wie funktioniert UV-C Entkeimung?
UV-C Strahlung schädigt die Genstruktur unerwünschter Organismen nachhaltig, so dass eine Zellteilung nicht mehr möglich ist und der Organismus abstirbt. Relevant ist dafür vorrangig die Strahlung im Wellenlängenbereich von 254nm. Die wichtigste Voraussetzung für eine funktionierende Entkeimung ist eine ausreichende Intensität (Summe aus Strahlungsleistung und Strahlungsdauer) der Strahlung in diesem Wellenlängenbereich. Eine zu niedrige Intensität entkeimt nicht nur "weniger", sondern verfehlt die Wirkung vollständig!
Man kann sich das am einfachsten vorstellen wie bei uns Menschen und der Sonne: Sind wir im Sommer nur kurz / nicht besonders lange an der Sonne - passiert uns auch ohne Sonnencreme nichts. Erst wenn die Strahlungsintensität groß genug war (wir also lange genug in der Sonne waren), stellen sich "negative Effekte" in Form von Sonnenbrand ein.
Welche Strahlungsleistung wäre notwendig?
Orientiert man sich an der Trinkwasserverordnung ist eine Bestrahlungsintensität von 400Joule (1Joule = 1 Watt / Sekunde) notwendig um zu entkeimen. Das heißt, dass ein zu entkeimendes Medium z.B. für 1 Sekunde mit 400 Watt oder für 2 Sekunden mit 200 Watt, oder für 10 Sekunden mit 40 Watt UV-C Licht im Wellenlängenberiech von 254nm(!) bestrahlt werden muss um entkeimt werden zu können. Die Energieangabe von 400Joule bezieht sich hier nur auf Licht im relevanten Wellenlängenbereich. Übliche UV-C Strahler können etwa 30% Ihrer elektrischen Anschlussleistung in diesem Wellenlängenbereich abstrahlen. Ein 100 Watt Leuchtmittel erreicht also etwa 30 Watt Leistung im relevanten Bereich.
Was bringt ein günstiger UV-C Strahler?
Um die Antwort vorweg zu nehmen: nichts!
- Nimmt man ein beliebiges Beispiel eines "gängigen", einfachen UV-C Strahlers mit z.B. 75 oder 100 Watt (elektrischer) Leistung und berechnet anhand Umwälzleistung der Filterpumpe und Querschnitt des Strahler-Gehäuses die Verweildauer des Wassers im Strahler, liegt man bei Geräten dieser Preisklasse bei einer Bestrahlungszeit von unter einer Sekunde und einer Bestrahlungsleistung (etwa 30% der Anschlussleistung und abzgl. 10% Verlust durch das Quarzglas im Strahler) von maximal 20..25 Watt. Also einer Energie von (großzügig gerechnet) 25 Joule -> nur 1/16 der eigentlich notwendigen Energiemenge für eine Entkeimung. Die Effizienz einer solchen Auslegung ist nicht nur gering, sie liegt bei 0!
- Abgesehen von der zu geringen Bestrahlungsleistung günstiger UV-C Anlagen spricht als zweiter Punkt gegen eine UV-C Anlage (im privaten Schwimmbad) das üblicherweise eingesetzte Desinfektionsmittel (Chlor). In Anwesenheit eines Desinfektionsmittels wie Chlor ist gering belastetes Wasser (privates Schwimmbad) im Normallfall immer keimfrei. Erfolgt ein Keimeintrag in irgendeiner Form (z.B. durch Badegäste) wird die vorhandene hypochlorige Säure (HOCl) die Keime binnen weniger Sekunden oxidieren und eingetragene Keime überleben nie lange genug um im weiteren Verlauf der Aufbereitungsstrecke von einer UV-C Lampe erfasst und unschädlich gemacht werden zu können.
Andersherum: Würde man unterstellen, dass aktive Keime durch eine (ausreichend dimensionierte) UV-C Anlage gelangen würden, würde Sie die UV-C Anlage lediglich inaktivieren - der Keim ist nach der UV-C Anlage nach wie vor vorhanden und würde dann vom Chlor oxidiert (das kann logischerweise nicht unterscheiden ob der Keim ggf. die nächsten Minuten von alleine absterben würde oder nicht). Also selbst bei einer ausreichend dimensionierten Anlage kann es hierdurch keinen reduzierten Chlorverbrauch geben.
- Eine ausreichend dimensioniert UV-C Anlage hätte den gleichen Effekt wie die Sonne: Sie würde mit Ihrer Strahler-Leistung die hypochlorige Säure im Wasser zerlegen (Hydroxylradikale) und damit den Chlorverbrauch erhöhen (üblicherweise um 50-70%). Der Effekt kann gewünscht und hilfreich sein (z.B. bei Indoor-Becken die mit schwächeren Oxidationsmitteln wie Wasserstoff-Peroxid betrieben werden sollen oder zur Reduktion von Chloraminen durch die direkte Wirkung der Strahlung oder durch die entstandenen Hydroxyl-Radikale) -> aber er funktioniert eben auch nur, wenn die UV-C Anlage eine entsprechende Leistung aufweisen würde.
Fazit:
- Eine UV-C Anlage kann und wird den Chlorverbrauch / bedarf eines Schwimmbades in keinem Fall reduzieren - ganz egal was irgendwo steht oder erzählt wird! Wenn jemand mit Händen und Füßen dagegen argumentiert und sagt "wie hilfreich" das sei -> fragt nach Unterlagen, nach Studien, nach Belegen für die Wirksamkeit / den Effekt der Lampe in einem Schwimmbad...
- Sie kann in Schwimmteichen oder Bio-Pools eingesetzt werden (richtige Dimensionierung vorausgesetzt) um den Keimdruck / Algenwachstum zu reduzieren.
- Sie kann in stark belasteten Becken (bei privaten Schwimmbädern nicht der Fall) helfen den Anteil an gebundenem Chlor zu reduzieren (richtige Dimensionierung / Leuchtmittel vorausgesetzt).
- Sie kann in Indoor-Pools - die z.B. mit Peroxid betrieben werden sollen - eingesetzt werden (richtige Dimensionierung vorausgesetzt) und unter der Voraussetzung, dass einem die deutlich erhöhten Betriebskosten (durch Stromverbrauch / Wartung der Anlage und durch den deutlich steigenden Bedarf an Aktiv-Sauerstoff ) egal bzw. bewusst sind.
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