UV-LEDs (UV-Licht emittierende Dioden) werden bereits vielfach in Kleingeräten zur Point-of-Use-Desinfektion eingesetzt und bieten aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften ein enormes Potenzial für die öffentliche Wasserversorgung. Diese Art der Anwendung ist jedoch durch gesetzliche Vorgaben und fehlende technische Regeln derzeit noch beschränkt. Die Erarbeitung einer entsprechenden Prüfnorm soll den Einsatz dieser innovativen Technik in der Trinkwasserbranche zukünftig ermöglichen.
Basierend auf vorangehenden TZW Forschungsprojekten im Bereich UVC-LEDs (GENtLED-UV und ELEDWa), zielte das Projekt DINoLED auf die Überführung der erhaltenen Ergebnisse in eine Prüfnorm für LED-basierte Trinkwasser Desinfektionsanlagen.
Gemeinsam mit den Industrie- und Forschungspartnern wurden mithilfe eines LED-Testreaktors mögliche Überwachungs- und Prüfkonzepte evaluiert. Zum Beispiel wurden verschiedene Sensorkonzepte, erlaubte Toleranzen im Betrieb und die Nutzung von Computer basierter Strömungssimulation (CFD) genauer betrachtet.
Der Testreaktor wurde dabei im UV-Prüfstand der TZW Prüfstelle eingebaut und intensiven biologischen Untersuchungen unterzogen. Beispielsweise wurde die Desinfektionsleistung unterschiedlicher LED-Wellenlängen, Abstrahlcharakteristiken und Mikroorganismen gegeneinander und den CFD Vorhersagen verglichen.
Ein Kernpunkt der Arbeiten war die Bestimmung der spektralen Sensitivität der Mikroorganismus Bacillus subtilis (Sporen) und MS2 Phagen im Bereich von 240 nm bis 300 nm, die das TZW gemeinsam mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in einem eigens entwickelten Versuchsaufbau mit einem in der Wellenlänge veränderbaren Laser durchgeführt wurde.
Vor allem die Nutzung der MS2 Phagen als zusätzlicher Prüforganismus in der UV-Desinfektion steht durch die erhaltenen Ergebnisse zur Diskussion.
Als Ergebnis des Projektes wurde der Entwurf einer DIN-Prüfnorm für die Baumusterprüfung von LED-basierten Desinfektionsgeräten präsentiert. Die Weiterarbeit erfolgt im DVGW-DIN- Gemeinschaftsbereich NA 119-07-15-02 (PK UV-Desinfektion). Ebenso konnten Ergebnisse der spektralen Sensitivität und untersuchten Prüfverfahren in das laufende Normungsverfahren für UV-Desinfektionsgeräte mit Quecksilber-Mitteldrucklampen eingearbeitet werden.
Veröffentlichungen
Schön, K.-H.; Schwarzenberger, T.; Hügler, M.; Eggers, J.: Charakterisierung von LED-basierten UV-Desinfektionsmodulen. Abschlussbericht des TZW im BMBF-Verbundvorhaben „Grundlagenuntersuchungen und Entwicklung eines für den Einsatz im Wasser geeigneten UVC-LED-Desinfektionsmoduls“. Veröffentlichungen aus dem Technologiezentrum Wasser 91, ISSN 1434-5765 (2020)
Schön, K.-H.; Schwarzenberger, T.; Eggers, J.: Bestimmung der Wirksamkeit von UVC-LED Desinfektionsgeräten. Abschlussbericht des TZW im BMBF Verbundvorhaben „Entwicklung UVC-LED basierter Desinfektionstechnologien für die Wasserdesinfektion“ (2021)
Eggers, J.; Schön, K.-H.; Schwarzenberger, T.: UV-LEDs für die Desinfektion in der Wasserversorgung, in DVGW energie | wasser-praxis, 10/2021, 12–16 (2021)
