„Happy Hippos“ dank UV-Wasseraufbereitung

• Moderne UV-Technologie entkeimt Wasser in Zoos und Aquarien ohne den Einsatz von Chemikalien
• Ultraviolette Strahlung sorgt für eine optimale Wasserqualität und trägt signifikant zum Wohlfühlen der Tiere bei
• Niederdruck-Hochleistungs-Amalgam-Lampen verbinden
  hohen Wirkungsgrad mit langer Lebensdauer

Ein Ausflug in den Zoo ist eine beliebte Freizeitaktivität bei Groß und Klein. Einmal den Tieren ganz nahe sein, die man sonst nur aus Büchern oder den Medien kennt, ungestört beobachten, entdecken, staunen. Mehr als 1,3 Mio. Besucher tun dies beispielsweise jährlich im Kopenhagener Zoo. Gegründet 1859 gehört er zu den ersten Tiergärten Europas und beheimatet heute rund 250 Tierarten mit mehr als 3.300 Exemplaren. Viele von ihnen leben im Wasser oder aber das nasse Element ist ein elementarer Bestandteil ihres Lebensraums wie z. B. bei Elefanten, Krokodilen oder dem Flusspferd (Hippopotamus). Deshalb ist die Wasserqualität mit entscheidend, ob sich die Tiere wohl fühlen (Abb. 1). Verantwortlich dafür ist die Wasseraufbereitung, die unbemerkt von den Zoobesuchern im Hintergrund stattfindet und einen Blick hinter die Kulissen wert ist.

UV-Technologie als wichtiger Bestandteil tiergerechter Wasseraufbereitung

Einer der Spezialisten bei der Wasseraufbereitung für Zoos und Aquarien ist Skjølstrup & Grønborg ApS in Dänemark. Das Unternehmen setzt bei der Wasserentkeimung auch auf innovative UV-Technik. Mit Hilfe von energiereichen UV-Strahlen im Wellenbereich von 200 – 280 nm (UV-C) können Bakterien, Pilze oder Viren wirkungsvoll inaktiviert werden. (Abb. 2). Alle diese Mikroorganismen enthalten u. a. Nukleinsäure (die DNS und RNS), in der die Erbinformationen der Zelle enthalten sind. Die Nukleinsäuren absorbieren die UV-Strahlung, es wird ein fotochemischer Prozess initiiert, der den Vermehrungsapparat der Mikroorganismen zerstört und die Keime inaktiviert – die Erreger sterben ab (Abb. 3). Die Wasserentkeimung mittels UV-Strahlung besitzt eine Reihe von Vorteilen: So können die Mikroorganismen beispielsweise keine Resistenz bilden, es entstehen keine Desinfektions-Nebenprodukte und der Prozess ist vollkommen frei von Chemikalien, sodass Wasserzusammensetzung, Geruch und Geschmack nicht beeinträchtigt werden. Neben der Verringe-rung der Krankheitsgefahr sind gerade die letzten Punkte für die Zoobewohner sehr wichtig, beeinflussen sie doch die Akzeptanz des Lebensraums und damit auch Punkte wie Stress, Fressverhalten, Wachstum, Lebenserwartung und Geburtenrate. Darüber hinaus ist UV-Licht mit rund 0,01 €/m³ die kostengünstigste nicht chemische Wasser-Entkeimungsmethode.

Für nahezu alle Mikroorganismen ist die „tödliche“ UV-Dosis, die soge-nannte Letaldosis bekannt. Prinzipiell ist sie abhängig von der Zellstruktur der Erreger. So besitzen Bakterien eine höhere UV-Empfindlichkeit als Pilze, die auf Grund ihrer stabileren Zellwand mit Pigmenten eine höhere Letaldosis benötigen. Bei einer Entkeimungsrate von 99,9 % ist z. B. für Colibakterien eine Letaldosis von 9,0 mWs/cm² erforderlich, für den Schimmelpilz Aspergillus Niger sind es rund 396 mWs/cm². Daneben wird die notwendige UV-Dosis noch von diversen chemisch-physikalischen Pa-rametern im Wasser wie Transmission, Schwebstoffe und Eisengehalt be-einflusst.

Prinzipiell wird das Wasser im Durchflussverfahren in UV- Wasserreaktoren entkeimt. Die Anlagen besitzen Durchflussraten von 30 bis 700 m³/h, es können auch mehrere Reaktoren parallel oder in Serie geschaltet werden.

Im Reaktor-Zylinder befinden sich – je nach Art und Kapazität der Anlage – bis zu zweiundzwanzig 220 W UV-Niederdruck-Amalgam-Lampen oder bis zu vierzehn 440 W UV-Niederdruck-Hochleistungs-Amalgam-Lampen des Speziallichtquellen-Herstellers Heraeus Noblelight (Abb. 4). Ihr quasi mo-nochromatisches Spektrum von 254 nm ist ideal, um Wasser wirkungsvoll zu desinfizieren. Eine spezielle Technik sorgt für eine kontinuierliche Rota-tion des Wassers im Zylinder, was auch die Ablagerung von Schwebeteil-chen auf den Schutzrohren der UV-Lampen verhindert. Dadurch lässt sich Wasser mit einer hohen Konzentration an Schwebstoffen über 10 mg/l behandeln.

Das Verfahren hat sich bereits seit Jahren bei der Aufbereitung von Trink-wasser durchgesetzt und wird durch länderspezifische Standards in vielen europäischen Staaten sowie in den USA, Kanada, Japan etc. abgesichert.

Effiziente Desinfektion mit Niederdruck-Hochleistungs-Amalgam-Lampen
Im Vergleich zu herkömmlichen UV-Niederdruck-Lampen besitzen die neu-entwickelten 440 W Hochleistungs-Amalgam-Lampen von Heraeus Noble-light eine einzigartige Longlife-Beschichtung. Herkömmliche Niederdruck-Lampen haben eine übliche Lebensdauer von 8.000 Stunden. Während des Betriebs werden Quecksilber-Ionen in die oberste Schicht der SiO2-Matrix des Quarzrohrs der Lampe implantiert und bilden dort Quecksil-beroxid. Dadurch kommt es zu steigenden Transmissionsverlusten im Quarzrohr der UV-Lampe, was den Austritt der UVC-Strahlung mindert. Bereits eine wenige Nanometer dicke Schicht von Quecksilberoxid redu-ziert die Transmission um 50 % und mehr (Abb. 5).
Dadurch liefern konventionelle Niederdruck-Lampen zum Ende der Le-benszeit gewöhnlich nur noch 50 % ihrer ursprünglichen UV-Leistung. Die Hochleistungs-Amalgam-Lampen mit Longlife-Beschichtung hingegen zeichnen sich durch eine deutlich längere Lebensdauer von 12.000 bis 16.000 Betriebsstunden mit nahezu konstanter UV-Ausgangsleistung aus: bis zu 90 % nach 16.000 Betriebsstunden. Damit liefert dieser Lampentyp über die Lebensdauer sehr viel mehr Leistung als herkömmliche UV-Niederdruck-Lampen und ist die beste Kombination aus Effizienz und Nut-zungsdauer. Anlagenbauer benötigen weniger Lampen bei der Auslegung von Wasseraufbereitungsanlagen. Dadurch eröffnet sich erhebliches Einspar¬potenzial in Lampenanzahl, Anlagenkomponenten, Energieverbrauch und Service¬kosten. Endanwender, wie Tierparks, profitieren von der hohen Lebensdauer und den langen Wartungszyklen. Die Standdauer und die Zeit zum nächsten Lampenwechsel verlängern sich signifikant, während der Betriebsdauer liefern die Lampen mehr UV-Leistung als herkömmliche Niederdruck-Lampen.

Einige Praxisbeispiele für UV-Wasserdesinfektion in skandinavischen Tiergärten

• Zoo Kopenhagen, Dänemark: 600 m³ Süßwasser Areal für Flusspferde; Innen- und Außenpool
• Parken Zoo, Eskilstuna, Schweden: 40 m³ Süßwasser-Krokodil-Innenpool; Durchflussrate 20m³/h
• Odense Zoo, Odense, Dänemark : Meerwasser-Pool-System für Seekühe und Pinguine, Durchflussrate 6 m³/h
• Randers Rainforest, Randers, Dänemark: Diverse Wasseraufbereitungssysteme für Seekühe, Krokodile und Aquarien, z.B. Krokodil-Innenpool mit einer Umwälzleistung von 30 m³/h

Heraeus Noblelight GmbH mit Sitz in Hanau, mit Tochtergesellschaften in den USA, Großbritannien, Frankreich, China, Australien und Puerto Rico, gehört weltweit zu den Markt- und Technologieführern bei der Herstellung von Speziallichtquellen. Heraeus Noblelight wies 2009 einen Jahresumsatz von 71,6 Millionen € auf und beschäftigte weltweit 707 Mitarbeiter. Das Unternehmen entwickelt, fertigt und vertreibt Infrarot- und Ultraviolett-Strahler für Anwendungen in industrieller Produktion, Umweltschutz, Medizin und Kosmetik, Forschung und analytischen Messverfahren.

Der Edelmetall- und Technologiekonzern Heraeus mit Sitz in Hanau ist ein weltweit tätiges Familienunternehmen mit einer über 155-jährigen Tra-dition. Unsere Geschäftsfelder umfassen die Bereiche Edelmetalle, Senso-ren, Biomaterialien und Medizinprodukte, Dentalprodukte sowie Quarzglas und Speziallichtquellen. Mit einem Produktumsatz von 2,6 Mrd. € und einem Edelmetallhandelsumsatz von 13,6 Mrd. € sowie weltweit über 12.300 Mitarbeitern in mehr als 110 Gesellschaften hat Heraeus eine führende Position auf seinen globalen Absatzmärkten.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:

Hersteller:
Heraeus Noblelight GmbH
Heraeusstraße 12 – 14
63450 Hanau, Germany
Kontakt: Volker Adam
Tel +49 6181/35-9925, Fax +49 6181/35-16 9926
E-Mail: hng-disinfection@heraeus.com

Redaktion:
Thomas Lödel, Dipl.-Wirtschaftsing. (FH)
Heraeus Noblelight GmbH
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