Устройство УФ-стерилизатора

 

Ультрафиолетовые лампы – для чего они нужны в аквариумистике.

Продолжение…

Давайте начнем сначала и дадим определение ультрафиолету. УФ — сокращенно от ультрафиолетового света, который является спектром света только ниже диапазона, видимого к человеческому глазу. То есть ультрафиолетовый свет — ниже синего спектра видимого света с длиной волн до 400 нм. Таким образом, ультрафиолетовый свет не может быть замечен человеческим глазом. Ультрафиолетовый свет разделен на четыре группы по длине волны:

• Вакуумный ультрафиолет с длинами волны от 100 до 200 миллимикронов.

• Ультрафиолет-С (UVC) в 200 — 280 миллимикронах.

• Ультрафиолет-В (UVB) в 280 — 315 миллимикронах.

• Ультрафиолет-А (UVA) в 315 — 400 миллимикронах.

Ультрафиолет-C спектр (200-280 миллимикронов) — самая смертельная длина волны для микроорганизмов, потому что это разрушает связи в между атомами в химикалиях в микроорганизмах. Наиболее разрушительны волны длиной 253-267 нм. Причем даже малосущественные отклонения от этого диапазона умаляют воздействие в разы: бактерицидность лучей с длиной волны 290 нм ниже втрое, 300 нм — в 16 раз, а лучи длиной 400 нм обладают силой лишь в 0,01% от стандарта, которым в технологиях обеззараживания принято считать 254 нм. Прибор обычно потребляет раза в 1,2-1,5 больше паспортной мощности бактерицидной лампы, которой он оснащен. Правда, при этом на собственно обеззараживающую долю приходится всего около трети, то есть 15-ваттная лампа будет иметь по жесткому ультрафиолету мощность порядка 5 Вт.

УФ стерилизатор устанавливают вне аквариума. Ультрафиолетовый стерилизатор должен быть помещен последним в линии фильтрации. Вы должны сначала пропустить воду аквариума через механический фильтр и затем через ультрафиолетовый стерилизатор перед возвращением воды в аквариум. Основная задача УФ-лампы в таком аквариуме — предотвращение цветения воды сразу после закладки аквариума, и предотвращение бактериальных вспышек после пересадок растений, подмен воды, введения в субстрат питательных веществ, перемещения коряг и грунта и других задач акваскейпинга. Для значительно более тщательной дезинфекции от возбудителей болезней рыб всегда можно включить прибор на 2-3 дня, кранами уменьшив в 2-3 раза ток воды через канистровый фильтр и УФ-лампу при помощи кранов фильтра.

Источником ультрафиолетового излучения могут служить специальные лампы (например, типа БУФ), которые похожи на обычные люминесцентные лампы, но без слоя люминофора. В современных стерилизаторах, как правило, используются бактерицидные лампы с популярными цоколями G5 или G23 (компактные). Приобретая стерилизатор, обязательно поинтересуйтесь цоколевкой ламп. Если вы заметили, что лампа встроена в устройство намертво, то есть ее цоколь залит компаундом (этим порой грешат китайские изготовители), лучше от покупки откажитесь – это, по сути, одноразовая игрушка. УФ стерилизатор состоит из УФ лампы, заключенной в кожух из материала, который не пропускает УФ лучи вовне, т.к. они опасны для зрения (слепота) и здоровья человека.

В дезинфицирующих устройствах вода должна протекать по стеклянной трубке, расположенной вдоль лампы. Скорость подачи воды должна быть не очень высокой. Лучи не способны проникать на глубину, превышающую 5 см. Эффективность действия УФ облучения зависит от степени загрязнения воды, толщины ее слоя, интенсивности и продолжительности облучения. Для облучения ультрафиолетом можно использовать косметические источники ультрафиолета “Фотон”.

Для включения этих ламп используются обычные схемы зажигания люминесцентных ламп. Лампы бывают двух типов:

• С холодным катодом (cold cathode). Обычно лампы имеют диаметр T5 (16 мм) и выпускаются на несколько мощностей с 12 до 30 Вт. Для них используется схема зажигания instant start, поэтому они могут работать в диапазоне низких температур (например, в холодильниках). Эти лампы бывают двух типов — с генерацией озона (High ozone, имеют букву H) и без (Low-ozone имеют букву L в обозначении). Вторые имеют колбу из стекла, которое не пропускает излучения на длине волны 185 нм, генерирующее озон. Не используйте лампу, генерирующую озон, без надобности. Неконтролируемое использование озона в аквариуме может привести к печальным последствиям. Дыхание избыточным озоном вредно для организма человека. Срок эксплуатации таких ламп составляет 17-20 тыс. часов и не зависит от количества включений лампы.

• С горячим катодом (hot cathode) — выпускаются разных мощностей (4, 8, 15, 20: 25: 36 Вт) и разных диаметров (T5-16 мм, T8-25 мм). Схема включения — или мгновенный поджиг (instant start) или обычная схема (со стартером или без). Срок эксплуатации таких ламп составляет 7,5 тыс. часов и зависит от количества включений лампы.

Опыт наших зарубежных коллег, которые не один десяток лет используют в своей практике УФ-стерилизаторы, подтверждает, что эти устройства как минимум не бесполезны. Ультрафиолетовые лучи при грамотном применении почти со 100-процентной гарантией очищают воду от бактерий, вирусов, спор, водорослей. Для каждого организма есть свой порог облучения, превышение которого вызывает гибель. В международной практике интенсивность УФ-излучения принято выражать в Вт сек/см2 (или микроВт сек/см2, что в миллион раз меньше). Эта размерность связывает мощность лампы (в ваттах или микроваттах), площадь ее поверхности и продолжительность воздействия ультрафиолета на организм.

Как правило, чем крупнее организм, тем устойчивее он к воздействию УФ-лучей. Для «убийства» вирусов вполне достаточно 5000-10000 микроВт сек/см2. Большинство бактерий и водорослей погибает при УФ-интенсивности 15000-25000 микроВт сек/см2. Доза в 20000-35000 микроВт сек/см2 смертельна для большинства грибков и их спор, в том числе и сапролегнии. Освободить воду от одноклеточных микроорганизмов можно при 30000-45000 микроВт сек/см2. А вот для уничтожения яиц нематод или свободноживущих взрослых форм некоторых рыбьих паразитов потребуется 100000-170000 микроВт сек/см2. Но даже этой дозировки недостаточно для гибели некоторых инфузорий. Например, парамеции погибают лишь при 200000 микроВт сек/см2, а для хилодонеллы летальная доза ультрафиолета должна быть еще в 3-5 раз больше. В то же время для уничтожения ихтиофтириуса, который тоже относится к инфузориям, вполне достаточно 10000-30000 микроВт сек/см2.

Обычно при расчете конструкций стерилизаторов и определении скорости протекания через них воды за рабочую дозу принимается величина в 50000 микроВт сек/см2, как вполне удовлетворяющая основным задачам стерилизации воды в аквариуме. Ультрафиолетовые лучи обладают слабой проникающей способностью: белая бумага, хромированные пластины, полированный алюминий отражают большую долю ультрафиолета; пыль, водяные пары без труда поглощают УФ-лучи. Силикатное стекло вообще является для ультрафиолета непреодолимой преградой.

Поэтому вся сила ультрафиолета может быть направлена лишь на свободноживущие организмы (и вредные, и полезные), которые вместе с током воды оказываются в непосредственной близости от колбы бактерицидной лампы. Зато ультрафиолет, в отличие от озона, не представляет никакой угрозы для рыб, растений и других организмов, способных избежать непосредственного контакта с лучами, в том числе и для колоний нитрифицирующих бактерий, поселившихся в грунте или субстрате фильтра.

Есть два первичных типа ультрафиолетового света: Лампы низкого давления производят продукцию в длине волны 254 миллимикронов, которая является очень близко к пику длиной волны 264 миллимикронов. Эти лампы вообще преобразовывают до 40% их ватт входа в ультрафиолетовые — C ватты годные к употреблению, намного выше, чем другие классы ламп. Например, лампа низкого давления на 150 ватт произведет приблизительно 58 ватт ультрафиолетовой — C ватты. Они имеют срок полезного использования 8 000 — 12 000 часов, в зависимости от лампы.

Лампы низкого давления — лучшие лампы для водных ультрафиолетовых стерилизаторов. Лампы среды/высокого давления производят очень широкий диапазон длин волны, от 100 миллимикронов до 700 миллимикронов. Эти лампы — очень бедные производители длин волны годных к употреблению; они вообще преобразовывают максимум 7% их ватт входа в ультрафиолетовые — C ватты годные к употреблению. Например, лампа среднего давления на 175 ватт будет иметь приблизительно 12 ватт ультрафиолетовой — C энергии. Остающиеся 163 ватта преобразованы в высокую температуру и видимый свет. Они имеют срок полезного использования только 1 000 — 2 000 часов, в зависимости от операционного потока лампы.

Какие факторы влияют на работу стерилизаторов? Для простоты можно разделить организмы на группы:

Тип организма Смертельная доза (мкВт с/см2)
Вирусы 12,000
Бактерии 15,000 — 30,000
Водоросли 22,000 — 30,000
Грибки 45,000
Protozoa (амебы) 60,000
Простейшие 90,000

Это лишь общие сведения. Некоторые специфические организмы могут потребовать большую или меньшую дозу облучения. Соответственно, выбор мощности фильтра надо делать, исходя из группы организмов, которую необходимо убить.

Источником УФ-излучения в основном служат бактерицидные лампы, наполненные парами ртути низкого давления. До 80% светового потока этих ламп приходится на лучи с длиной волны 253,7 нм и лишь 2% — на излучение в видимой части спектра (остальное уходит на тепло). Внешне такая лампа похожа на люминесцентную, но ее колба изготовлена из увиолевого (прозрачного для ультрафиолетового излучения) стекла и лишена люминофорного покрытия. В продаже встречаются бактерицидные лампы с парами ртути высокого давления, но они в аквариумистике используются редко, поскольку при работе излучают больше тепла и заметно влияют на температурный режим аквариума. Эритемные лампы тоже излучают ультрафиолет, но спектр их не столь узкий и большую часть энергии они расходуют на излучение в области 280-320 нм. Еще менее эффективны люминесцентные ультрафиолетовые лампы.

Способность УФ-стерилизатора. Недостатки применения УФ стерилизаторов.

Ультрафиолетовые лампы – для чего они нужны в аквариумистике.

Последние изменения и дополнения внесены 11 марта 2012 года.

Characidae

Запись опубликована в рубрике Aсvarium с метками , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Комментарии запрещены.