UV radyasyonunun üç dalga boyu bölgesi vardır: UV-A, UV-B ve UV-C ve dezenfeksiyon için mikrop öldürücü özelliklere sahip olan bu son bölge, kısa dalga UV-C'dir. Floresan lambaya benzeyen düşük basınçlı bir cıva ark lambası, UV ışığını 254 manometre (nm) aralığında üretir. Bir nm, bir metrenin milyarda biridir (10^-9 metre). Bu lambalar, genellikle kuvars olmak üzere UV ileten bir tüpte elementel cıva ve argon gibi bir soy gaz içerir. Geleneksel olarak, çoğu cıva ark UV lambası,&"düşük basınçlı GG"; tipi, çünkü nispeten düşük cıva kısmi basıncında, düşük toplam buhar basıncında (yaklaşık 2 mbar), düşük dış sıcaklıkta (50-100oC) ve düşük güçte çalışırlar. Bu lambalar, nükleik asitler tarafından UV enerjisi absorpsiyonu için optimum aralıkta olan (yaklaşık 240-280 nm) 254 nm dalga boyunda neredeyse tek renkli UV radyasyonu yayar.
Son yıllarda çok daha yüksek basınçlarda, sıcaklıklarda ve güç seviyelerinde çalışan ve 200 ile 320 nm arasında geniş bir spektrumda daha yüksek UV enerjisi yayan orta basınçlı UV lambaları ticari olarak temin edilebilir hale gelmiştir. Bununla birlikte, evsel düzeyde ev içme suyunun UV dezenfeksiyonu için, düşük basınçlı lambalar ve sistemler tamamen yeterlidir ve hatta orta basınçlı lambalara ve sistemlere tercih edilir. Bunun nedeni, daha düşük güç, daha düşük sıcaklık ve daha düşük maliyetle çalışmaları ve günlük ev kullanımı için gerekenden fazla suyu dezenfekte etmede oldukça etkili olmalarıdır. Lamba sistemleriyle UV dezenfeksiyonu için temel bir gereklilik, mevcut ve güvenilir bir elektrik kaynağıdır. Düşük basınçlı cıvalı UV lamba dezenfeksiyon sistemlerinin güç gereksinimleri mütevazı olsa da, suyu dezenfekte etmek için lambanın çalışması için gereklidir. Çoğu mikroorganizma 260 nm civarında radyasyondan etkilendiğinden, UV radyasyonu antiseptik aktivite için uygun aralıktadır. Mikroorganizmalar üzerinde etkili olan ve suyun toplam organik karbon (TOC) içeriğini de azaltacak 185 nm aralığında radyasyon üreten UV lambaları bulunmaktadır. Tipik UV sistemi için radyasyonun yaklaşık yüzde 95'i bir kuvars cam manşondan ve arıtılmamış suya geçer. Su, lambanın üzerinden ince bir film halinde akıyor. Cam kılıf, lambayı yaklaşık 104 °F'lik ideal sıcaklıkta tutmak için tasarlanmıştır.
UV Radyasyonu (Nasıl Çalışır)
UV radyasyonu, hücrelerdeki DNA'yı değiştirerek ve üremeyi engelleyerek mikroorganizmaları etkiler. UV tedavisi organizmaları sudan çıkarmaz, sadece onları etkisiz hale getirir. Bu işlemin etkinliği, genel su kalitesi parametrelerinin yanı sıra maruz kalma süresi ve lamba yoğunluğu ile ilgilidir. Maruz kalma süresi,&"mikrowatt-saniye/santimetre kare GG" olarak rapor edilir; (uwatt-sn/cm^2) ve ABD Sağlık ve İnsan Hizmetleri Departmanı, UV dezenfeksiyon sistemleri için minimum 16.000 µwatt-sn/cm^2 maruziyet belirlemiştir. Çoğu üretici, 30.000-50.000 µwatt-sn/cm^2'lik bir lamba yoğunluğu sağlar. Genel olarak, örneğin koliform bakterileri 7.000 µwatt-sn/cm^2'de yok edilir. Lamba yoğunluğu kullanımla birlikte zamanla azaldığından, UV dezenfeksiyonunun başarısının anahtarı lamba değişimi ve uygun ön işlemdir. Ayrıca UV sistemleri, lamba yoğunluğu antiseptik aralığın altına düştüğünde sahibini uyarmak için bir uyarı cihazı ile donatılmalıdır. Aşağıda, 30.000 µwatt-sn/cm^2 UV 254 nm dozu altında çeşitli mikroorganizmaları tamamen inaktive etmek için gereken ışınlama süresi verilmektedir.
Tek başına kullanıldığında UV radyasyonu suyun tadını, kokusunu veya berraklığını iyileştirmez. UV ışığı çok etkili bir dezenfektandır, ancak dezenfeksiyon yalnızca ünite içinde gerçekleşebilir. Suda, ışık kaynağından su geçtikten sonra hayatta kalabilecek veya girebilecek bakterileri etkisiz hale getirmek için artık dezenfeksiyon yoktur. Yok edilen mikroorganizmaların yüzdesi, UV ışığının yoğunluğuna, temas süresine, ham su kalitesine ve ekipmanın uygun bakımına bağlıdır. Cam manşon üzerinde malzeme birikirse veya partikül yükü yüksekse, ışık yoğunluğu ve işlemin etkinliği azalır. Yeterince yüksek dozlarda, tüm su kaynaklı enterik patojenler UV radyasyonu ile inaktive edilir. Mikrobiyal direncin genel sırası (en azdan en çoka) ve kapsamlı inaktivasyon için karşılık gelen UV dozları (GG gt;%99.9) şöyledir: düşük dozlarda (1-10 mJ/cm2) vejetatif bakteriler ve protozoan parazitler Cryptosporidium parvum ve Giardia lamblia ve yüksek dozlarda (30-150 mJ/cm2) enterik virüsler ve bakteri sporları. Düşük basınçlı cıva lambalı UV dezenfeksiyon sistemlerinin çoğu, yüksek kaliteli suda 50-150 mJ/cm2'lik UV radyasyon dozlarını kolayca elde edebilir ve bu nedenle esas olarak tüm su kaynaklı patojenleri verimli bir şekilde dezenfekte edebilir. Bununla birlikte, doğal organik madde gibi çözünmüş organik maddeler, demir, sülfitler ve nitritler gibi belirli inorganik çözünenler ve askıda kalan maddeler (partiküller veya bulanıklık) UV radyasyonunu emecek veya mikropları UV radyasyonundan koruyarak daha düşük UV dozları ve azaltılmış mikrobiyal dezenfeksiyon. Mikropların daha düşük dozlarda UV radyasyonu ile dezenfekte edilmesiyle ilgili bir başka endişe de, bakterilerin ve diğer hücresel mikropların UV kaynaklı hasarı onarabilme ve reaktivasyon olarak bilinen bir fenomen olan enfektiviteyi geri kazanma yeteneğidir.
UV, öncelikle nükleik asitleri kimyasal olarak değiştirerek mikropları etkisiz hale getirir. Bununla birlikte, UV ile indüklenen kimyasal lezyonlar, bazıları ışıktan bağımsız (karanlık onarım) ve diğerleri görünür ışık gerektiren (foto onarım veya fotoreaktivasyon) hücresel enzimatik mekanizmalarla onarılabilir. Bu nedenle, suyun optimum UV dezenfeksiyonunun elde edilmesi, daha yüksek seviyelerde nükleik asit hasarı indüklemek için yeterli bir UV dozunun verilmesini ve böylece DNA onarım mekanizmalarının üstesinden gelinmesini veya bunlara baskın gelmesini gerektirir.
