Bedeutung und Rolle der UV-Desinfektion bei der Wasseraufbereitung

Bedeutung und Rolle der UV-Desinfektion bei der Wasseraufbereitung

Mit der wirtschaftlichen Entwicklung und dem verbesserten Lebensstandard legen Regierung und Öffentlichkeit zunehmend Wert auf die Sicherheit von Trinkwasser. Die Trinkwasserqualitätsstandards meines Landes wurden in den letzten Jahren mehrfach überarbeitet. Der neueste „Standard für Trinkwasserqualität“ (GB 5749-2022) legt höhere Sicherheitsanforderungen an die Trinkwasserqualität fest, insbesondere hinsichtlich Desinfektionsnebenprodukten und Obergrenzen für Restchlor, die herkömmliche Chlordesinfektionsverfahren vor Herausforderungen stellen. Infolgedessen haben Städte wie Shanghai, Shenzhen, Suzhou und Fuzhou ebenfalls strengere Ziele oder lokale Standards für qualitativ hochwertiges oder erstklassiges Trinkwasser festgelegt. Die UV-Desinfektion ist als physikalisches Desinfektionsverfahren unter diesen neuen Bedingungen aufgrund ihrer breitbandigen bakteriziden Eigenschaften, des Fehlens chemischer Wirkstoffe und der Vermeidung von Desinfektionsnebenprodukten zu einer wichtigen Option zur Verbesserung der Wasserversorgungssicherheit geworden.

Trinkwasser kann chlorresistente Mikroorganismen enthalten. Studien haben gezeigt, dass neben bekannten chlorresistenten Mikroorganismen wie Giardia lamblia und Cryptosporidium auch chlorresistente Mikroorganismen wie Sphingomonas, Pseudomonas, Cereus, Acinetobacter haemolyticus, Bacillus fuscae, Bacillus alvei, Legionella und Thiophages häufig im Abwasser und in den Wasserversorgungsnetzen chinesischer Wasserwerke vorkommen. Einige dieser chlorresistenten Mikroorganismen sind opportunistische Krankheitserreger. Die wirksame Inaktivierung dieser chlorresistenten Mikroorganismen erfordert eine deutliche Erhöhung des CT-Werts von Chlor, wodurch eine Chlordesinfektion unwirtschaftlich oder sogar unmöglich wird und das Risiko übermäßiger Desinfektionsnebenprodukte deutlich steigt. Genau genommen stellt das traditionelle Modell der Chlordesinfektion mit einer einzelnen Anlage eine Sicherheitslücke dar. Fällt eine Chlordesinfektionseinheit aus, geht die mikrobielle Sicherheitsbarriere des Wasserwerks vollständig verloren. Aus Sicht der biologischen und chemischen Sicherheit ist eine Multibarrieren-Desinfektionsstrategie und ein entsprechendes Konzept daher für die Verbesserung der Wasserversorgungssicherheit unerlässlich. Dieses Konzept ist mittlerweile in städtischen Wasserwerken in Nordamerika und der Europäischen Union weit verbreitet und wird dort praktiziert. Die UV-Desinfektion ist zu einem unverzichtbaren und sogar zentralen Bestandteil der kombinierten Desinfektionsmethode geworden, da sie sowohl die biologischen als auch die chemischen Sicherheitsanforderungen erfüllt.

Aktuelle Anwendung der UV-Desinfektion in der Wasseraufbereitung meines Landes

In den letzten Jahren haben das Konzept der Multibarrieren-Desinfektion und die UV-Desinfektionstechnologie in der Wasserversorgung meines Landes allmählich an Anerkennung und Förderung gewonnen und wurden zunächst in städtischen Wasserwerken eingesetzt. Unvollständigen Statistiken zufolge setzen derzeit über 60 große Wasserwerke in China UV-Desinfektionsverfahren mit einer Behandlungskapazität von 10 Millionen m³/Tag ein. Unter diesen waren das 2009 fertiggestellte Phase-III-Projekt des Tianjin TEDA-Wasserwerks und das UV-Desinfektionsverfahren des Shanghai Linjiang-Wasserwerks die ersten Wasserwerke in meinem Land, die die UV-Desinfektion als primäres Desinfektionsverfahren einsetzten. Das 2014 fertiggestellte und betriebsbereite Beijing Guogongzhuang-Wasserwerk verwendet ein kombiniertes UV- und Chlor-Desinfektionsverfahren und wurde zu einem Demonstrationsprojekt für ein großes nationales Projekt im Rahmen des 12. Fünfjahresplans. Das UV-Desinfektionsverfahren des 2017 erbauten Lasanajin-Wasserwerks ist das größte Projekt, bei dem im Inland produzierte Geräte zum Einsatz kommen.

Die Praxis hat gezeigt, dass die UV-Desinfektion als primäres Desinfektionsverfahren die mikrobiologische Sicherheit der Wasserqualität verbessern, den CT-Wert nachfolgender Chlordesinfektionsprozesse angemessen senken und bis zu einem gewissen Grad die Bildung von Desinfektionsnebenprodukten und die toxischen Wirkungen des Wassers verringern kann, was einen positiven Beitrag zur Gewährleistung der Wasserqualitätssicherheit leistet. Verwandte Untersuchungen haben auch gezeigt, dass die Kombination von UV- und Chlordesinfektion die Wasserqualitätssicherheit in Rohrnetzen im Vergleich zur herkömmlichen UV-Desinfektion verbessert.

In der Praxis legen Wasserversorgungsanlagen größeren Wert auf die Desinfektionsleistung und Qualität der UV-Desinfektionsgeräte als Kläranlagen, da diese für die Gewährleistung der Wasserversorgungssicherheit unerlässlich sind. Bei der Auswahl und dem Kauf von UV-Desinfektionsgeräten ist neben branchenüblichen biologischen Tests und der Dosierungsprüfung auch die wasserrechtliche Zulassung meines Landes eine wichtige Zertifizierungsanforderung. In einigen Städten verlangen die lokalen Gesundheits- und Quarantänebehörden ausdrücklich, dass Wasserversorgungsanlagen Geräte und Materialien mit inländischer Zulassung verwenden, bevor sie mit der Wasserversorgung beginnen dürfen. Der neu überarbeitete „Outdoor Water Supply Design Standard“ meines Landes (GB 50013-2018) hat seine Standards ebenfalls aktualisiert, indem er relevante Inhalte zu UV-Desinfektionsverfahren hinzugefügt, positive Leitlinien bereitgestellt und die Anwendung der UV-Desinfektionstechnologie in den städtischen Wasserversorgungsanlagen meines Landes gefördert hat. Es ist bekannt, dass immer mehr Städte UV-Desinfektionsverfahren für Trinkwasser in Erwägung ziehen oder planen, und es ist absehbar, dass die UV-Desinfektion eine wichtigere Rolle bei der Verbesserung der Qualität und Sicherheit der städtischen Wasserversorgung meines Landes spielen wird.