За умови наявності належного проєктування та умов експлуатації ультрафіолетове (УФ) опромінення може мати антибактеріальні та антивірусні властивості та може вбивати патогенні організми у некаламутній воді.

УФ опромінення може спричиняти неповоротну шкоду клітинам патогенних організмів, і його ефективність залежить від часу використання світла, інтенсивності УФ світла, довжини хвиль УФ світла та якості неочищеної води. УФ забезпечує 3-log інактивацію вегетативних бактерій та одноклітинних паразитів, включаючи криптозодій та лямблій, при низькій інтенсивності (1 – 10 мДж на см²). Для інактивації ентеровірусів та бактеріальних спор потрібна вища інтенсивність (30 – 150 мДж на см²). Час дії залежить від проєкту та швидкості потоку. УФ є більш ефективним у випадку деяких патогенів (наприклад, криптоспоридії), які стійкі до найбільш широко використовуваних хімічних дезінфікуючих речовин (хлору) та, на відміну від хлору, УФ не формує шкідливі побічні продукти дезінфекції. Проте УФ дезінфекція не забезпечує захист залишків від мікробіологічного забруднення та повторного виникнення.

Проєктні міркування

Типова система УФ дезінфекції включає серію УФ трубок. УФ лампи встановлюються всередині трубки у закритому каналі, забезпечуючи близьке розташування води до джерела УФ. Якщо лампу не встановлюють безпосередньо в потік, потрібна буде впаяна кварцова трубка для уможливлення УФ випромінення. Трубка зазвичай виготовляється із пластику чи нержавіючої сталі із світловідбивною внутрішньою поверхнею. Із метою уникнення небажаної турбулентності водопідвідна труба не має мати жодних розширень вверх за потоком на щонайменше 10 діаметрів труб, та всі клапани у трубопроводі мають бути повністю відкритими під час експлуатації УФ. Необхідна доза УФ для дезінфекції води зазвичай становить або перевищує 40 мДж на см², та потрібно використовувати лише сертифіковані УФ системи, які забезпечують принаймні таку дозу при звичному режимі потоку.

Каламутність та зважені тверді частки зменшують ефективність дезінфекції. Для забезпечення ефективності каламутність має бути менше 1 нефелометричної одиниці каламутності, тверді зважені частки мають бути менше 10 мг на літр, має бути відсутній колір, залізо має бути менше 0,3 мг на літр, а марганець має бути на рівні менше 0,05 мг на літр; інакше потрібне попереднє очищення. Традиційні процеси очищення, такі як швидка фільтрація T.2 , мікрофільтрація T.3 чи озонування T.14 можуть використовуватися залежно від складу неочищеної води та контексту. Децентралізоване очищення питної води найчастіше використовує низький тиск, ртутні лампи низької інтенсивності, які випромінюють єдиний пік УФ випромінювання на рівні 254 нм. У випадку великомасштабних систем зазвичай використовуються лампи середнього тиску, які випромінюють УФ радіацію у межах дуже широкого спектру (185 – 400 нм). Світлодіоди, які випромінюють УФ, також стають все популярнішими.

Матеріали

Реактори для дезінфекції УФ можуть бути блочними та транспортуватися на об’єкт. Перевірка може проводитися за межами об’єкту, до відправки. УФ потребує надійного електропостачання, отож багато установок включають запасні генератори та спеціалізовані розхідники, наприклад, матеріали для чищення, хімікати та серветки, а також періодичну заміну ламп. УФ лампи можуть не бути в наявності у деяких локаціях, їх може бути потрібно імпортувати чи привозити.

Придатність

УФ системи потенційно можуть використовуватися на всіх етапах надзвичайної ситуації та швидко впроваджуватися, коли в наявності є матеріали, запчастини та кваліфіковані оператори. Ці системи потребують надійного джерела енергії (див. S.9 – S.12 ) та попереднього очищення води до мінімальної каламутності (до 1 нефелометричної одиниці каламутності). УФ не забезпечує захист залишків, тому потрібне додаткове хлорування T.6 .

Експлуатація та обслуговування

УФ системи потрібно експлуатувати обережно, для цього потрібні обізнані та висококваліфіковані оператори і моніторинг із метою забезпечення ефективності. Потрібні точні вимірювання швидкості потоку, інтенсивності УФ, передачі УФ та статусу лампи. Великомасштабні УФ системи спроєктовані для безперебійної експлуатації та мають вимикатися лише, якщо потреба в очищенні відсутня протягом кількох днів. Лампи потрібно попередньо прогрівати протягом кількох хвилин до початку експлуатації. У випадку громадських та дрібномасштабних систем повсякденна експлуатація включає вмикання та вимикання лампи залежно від швидкості потоку, що зазвичай є повністю автоматизованим процесом.

Коли встановлена інтенсивність дії лампи занадто відрізняється від вимірюваної дози УФ (-70% чи менше від встановленого/початкового показника), потрібно розглянути кілька причин: 1) речовина, яка поглинає УФ (розчинена чи зважена), може ставати перепоною на шляху світла, та реактор потрібно спустити. Потрібно перевірити воду вверх за течією на каламутність і, за потреби, потрібно покращити попереднє очищення. 2) УФ сенсор чи лампа можуть бути брудними. У такому разі потрібно відкрити реактор і протерти сенсор, лампу та внутрішню поверхню реактора м’якою ганчіркою для уникнення подряпин. У багатьох системах вбудований сенсор відслідковує інтенсивність УФ світла в кожній очищувальній трубі. Деякі системи мають автоматизований механізм очищення, який протирає кварцові трубки навколо ламп, коли сенсор вказує на зменшення інтенсивності нижче певного встановленого порогового значення. Коли забруднення камер лампи відбувається занадто швидко, потрібно перевірити очищення вверх за течією на предмет належної експлуатації. 3) Якщо не підходить ні 1), ні 2), потрібно замінити УФ лампу. Номінальний строк експлуатації варіюється від 8 000 до 12 000 робочих годин (близько 1 року безперервного функціонування) у випадку ртутних ламп. У випадку світлодіодних ламп строк експлуатації варіюється залежно від специфікацій та виробника. Під час заміни лампи потрібно оглянути та почистити внутрішню поверхню реактора.

Здоров’я та безпека

УФ не забезпечує захист залишків від мікробіологічного повторного забруднення вниз за течією під час транспортування чи зберігання в побутових умовах. Тому вода, очищена за допомогою УФ, має постачатися і зберігатися безпечно (постійний надмірний тиск у мережі водопостачання та/або додавання залишкового хлору). Якщо лампа ламається, в навколишнє середовище може потрапити токсична ртуть, потенційно спричиняючи ризик для здоров’я оператора і завдаючи шкоди навколишньому середовищу. Лампи низького тиску становлять меншу загрозу для операторів у разі поломки, та світлодіодні лампи зазвичай є безпечними. Операційний моніторинг УФ дезінфекції є менш складним ніж у випадку систем дозування хлору, оскільки це можна робити, спостерігаючи за технічними операційними параметрами УФ лампи або тестуючи мікробіологічну якість води.

Витрати

Капітальні витрати варіюються залежно від виду системи. Системи низького тиску коштуватимуть у діапазоні 50 доларів США за м³ за день. Операційні витрати залежать від контексту та варіюються у діапазоні 2,7 – 4 долари США за м³ за день і включають споживання електроенергії, періодичну заміну ламп та інших спеціалізованих компонентів.

Соціальні та екологічні аспекти

УФ очищення зазвичай добре приймається споживачами, оскільки не впливає на смак води. УФ лампи потрібно утилізувати безпечно та відповідно до національних регламентів із метою попередження шкоди для навколишнього середовища.