Radiasi UV memiliki tiga zona panjang gelombang: UV-A, UV-B, dan UV-C, dan ini adalah wilayah terakhir ini, gelombang pendek UV-C, yang memiliki sifat germicidal untuk desinfeksi. Lampu busur merkuri bertekanan rendah menyerupai lampu neon menghasilkan sinar UV di kisaran 254 manometer (nm). NM adalah selely miliar meter (10^-9 meter). Lampu-lampu ini mengandung merkuri elemental dan gas inert, seperti argon, dalam tabung pemancar UV, biasanya kuarsa. Secara tradisional, sebagian besar lampu UV busur merkuri telah menjadi jenis yang disebut "tekanan rendah", karena mereka beroperasi pada tekanan parsial merkuri yang relatif rendah, tekanan uap keseluruhan yang rendah (sekitar 2 mbar), suhu eksternal rendah (50-100oC) dan daya rendah. Lampu-lampu ini memancarkan radiasi UV hampir monokromatik pada panjang gelombang 254 nm, yang berada dalam kisaran optimal untuk penyerapan energi UV oleh asam nukleat (sekitar 240-280 nm).
Dalam beberapa tahun terakhir lampu UV tekanan menengah yang beroperasi pada tekanan, suhu, dan tingkat daya yang jauh lebih tinggi dan memancarkan spektrum luas energi UV yang lebih tinggi antara 200 dan 320 nm telah tersedia secara komersial. Namun, untuk disinfeksi UV air minum rumahan di tingkat rumah tangga, lampu dan sistem bertekanan rendah sepenuhnya memadai dan bahkan lebih disukai lampu dan sistem tekanan sedang. Ini karena mereka beroperasi dengan daya yang lebih rendah, suhu yang lebih rendah, dan biaya yang lebih rendah sementara sangat efektif dalam mendisinfeksi lebih dari cukup air untuk penggunaan rumah tangga sehari-hari. Persyaratan penting untuk desinfeksi UV dengan sistem lampu adalah sumber listrik yang tersedia dan dapat diandalkan. Sementara persyaratan daya sistem desinfeksi lampu UV merkuri bertekanan rendah sederhana, mereka sangat penting untuk operasi lampu untuk mendisinfeksi air. Karena sebagian besar mikroorganisme dipengaruhi oleh radiasi sekitar 260 nm, radiasi UV berada dalam kisaran yang tepat untuk aktivitas germicidal. Ada lampu UV yang menghasilkan radiasi dalam kisaran 185 nm yang efektif pada mikroorganisme dan juga akan mengurangi total kandungan karbon organik (TOC) air. Untuk sistem UV khas, sekitar 95 persen radiasi melewati lengan kaca kuarsa dan ke dalam air yang tidak diobati. Air mengalir sebagai film tipis di atas lampu. Lengan kaca dirancang untuk menjaga lampu pada suhu ideal sekitar 104 ° F.
Radiasi UV (Cara Kerjanya)
Radiasi UV mempengaruhi mikroorganisme dengan mengubah DNA dalam sel dan menghambat reproduksi. Perawatan UV tidak menghilangkan organisme dari air, itu hanya menonaktifkannya. Efektivitas proses ini terkait dengan waktu paparan dan intensitas lampu serta parameter kualitas air umum. Waktu paparan dilaporkan sebagai "microwatt-detik per sentimeter persegi" (uwatt-sec/cm^2), dan Departemen Kesehatan dan Layanan Kemanusiaan AS telah menetapkan paparan minimum 16.000 μwatt-sec/cm^2 untuk sistem desinfeksi UV. Sebagian besar produsen menyediakan intensitas lampu 30.000-50.000μwatt-detik/cm^2. Secara umum, bakteri koliform, misalnya, dihancurkan pada 7.000 μwatt-detik/cm^2. Karena intensitas lampu menurun dari waktu ke waktu dengan penggunaan, penggantian lampu dan pretreatment yang tepat adalah kunci keberhasilan desinfeksi UV. Selain itu, sistem UV harus dilengkapi dengan perangkat peringatan untuk mengingatkan pemilik ketika intensitas lampu jatuh di bawah kisaran germicidal. Berikut ini memberikan waktu penyinaran yang diperlukan untuk menonaktifkan sepenuhnya berbagai mikroorganisme di bawah 30.000 μwatt-sec/cm^2 dosis UV 254 nm
Digunakan sendiri, radiasi UV tidak meningkatkan rasa, bau, atau kejernihan air. Sinar UV adalah disinfektan yang sangat efektif, meskipun desinfeksi hanya dapat terjadi di dalam unit. Tidak ada residu desinfeksi di dalam air untuk menonaktifkan bakteri yang mungkin bertahan atau dapat diperkenalkan setelah air melewati sumber cahaya. Persentase mikroorganisme yang dihancurkan tergantung pada intensitas sinar UV, waktu kontak, kualitas air baku, dan pemeliharaan peralatan yang tepat. Jika bahan dibangun di lengan kaca atau beban partikel tinggi, intensitas cahaya dan efektivitas pengobatan berkurang. Pada dosis yang cukup tinggi, semua patogen enterik waterborne tidak diaktifkan oleh radiasi UV. Urutan umum resistensi mikroba (dari paling sedikit hingga sebagian besar) dan dosis UV yang sesuai untuk ekstensif (>99,9%) inaktivasi adalah: bakteri vegetatif dan parasit protozoa Cryptosporidium parvum dan Giardia lamblia pada dosis rendah (1-10 mJ / cm2) dan virus enterik dan spora bakteri pada dosis tinggi (30-150 mJ / cm2). Sebagian besar sistem desinfeksi UV lampu merkuri bertekanan rendah dapat dengan mudah mencapai dosis radiasi UV 50-150 mJ / cm2 dalam air berkualitas tinggi, dan oleh karena itu secara efisien mendisinfeksi pada dasarnya semua patogen waterborne. Namun, bahan organik terlarut, seperti bahan organik alami, solute anorganik tertentu, seperti zat besi, sulfit dan nitrit, dan bahan yang ditangguhkan (partikulat atau kekerarasan) akan menyerap radiasi UV atau mikroba perisai dari radiasi UV, menghasilkan dosis UV yang dikirim lebih rendah dan mengurangi desinfeksi mikroba. Kekhawatiran lain tentang mendisinfeksi mikroba dengan dosis radiasi UV yang lebih rendah adalah kemampuan bakteri dan mikroba seluler lainnya untuk memperbaiki kerusakan yang diinduksi UV dan mengembalikan infektivitas, fenomena yang dikenal sebagai reaktivasi.
UV menonaktifkan mikroba terutama dengan mengubah asam nukleat secara kimia. Namun, lesi kimia yang diinduksi UV dapat diperbaiki dengan mekanisme enzimatik seluler, beberapa di antaranya independen dari cahaya (perbaikan gelap) dan yang lain membutuhkan cahaya yang terlihat (fotorepair atau fotoreaktivasi). Oleh karena itu, mencapai desinfeksi air UV yang optimal membutuhkan memberikan dosis UV yang cukup untuk menginduksi tingkat kerusakan asam nukleat yang lebih besar dan dengan demikian mengatasi atau membanjiri mekanisme perbaikan DNA.
