Ультрафиолетовый стерилизатор облучает воду коротковолновыми лучами и уничтожает микроорганизмы в ней: бактерии, вирусы, грибы, простейшие, одноклеточные водоросли. Стерилизатор избавляет от зелёной воды, помогает при лечении рыб, улучшает иммунитет кои. Многие заводчики используют его при инкубации икры для профилактики грибковых заболеваний.
Он представляет собой закрытую защитным кожухом трубку, которую устанавливают в фильтрационном отсеке и включают когда необходимо или используют постоянно. Прудовые стерилизаторы мощнее аквариумных и подбираются в соответствии с объёмом воды в водоёме.
Стерилизатор является дополнительным оборудованием и не заменяет фильтрацию и подмены воды.
Как действует УФ-излучение?
Ультрафиолетовое излучение — это один из видов электромагнитного излучения, спектр которого находится между видимым и рентгеновским излучением. Длина ультрафиолетовой волны: от 10 нм до 400 нм. Длина волны 245-250 нм (УФ-С, или коротковолновой УФ) обладает обеззараживающим действием.
Она нарушает молекулярные связи, перестраивает электронные конфигурации. Проникает сквозь мембраны микроорганизмов и повреждает ДНК и РНК, после чего клетка не может размножаться или гибнет. Это происходит за счёт фотохимической активности пиримидиновых оснований тимина и цитозина при облучении волнами длиной 250-280 нм. Под воздействием ультрафиолета разрывается ковалентная связь между атомами в молекуле оснований, и образуется ковалентная связь между двумя нуклеотидами. Коротковолновой ультрафиолет может повреждать и другие клеточные структуры, однако главным образом его бактерицидность вызвана повреждением нуклеиновых кислот.
Ультрафиолет представляет опасность не только для микроорганизмов: за счёт коротковолнового ультрафиолета солнечный свет может вызвать у человека ожоги и рак кожи.
Опасность патогенных микроорганизмов связана с их количеством во внешней среде. Чем больше в воде опасных организмов одного или нескольких видов, тем труднее иммунитету рыбы бороться с возбудителями и выше риск заболеваемости наиболее слабых рыб. Заражённые рыбы выделяют в воду патогенные организмы, которые перезаражают их или атакуют других рыб. Поскольку облучение ультрафиолетом делает невозможным размножение организма, стерилизатор снижает инфекционное давление и рыбе становится проще самостоятельно бороться с возбудителями.
Длина волны 250 нм, используемая в ультрафиолетовых лампах, также хорошо проникает сквозь воду.
Искусственный ультрафиолетовый свет используют для обеззараживания воды, воздуха, продуктов питания, лечения воспалительных кожных болезней, гнойных воспалений. Также ультрафиолетовый свет разрушает общий органический углерод (ТОС), озон, хлор и хлорамин. Его используют для дезинфекции питьевой воды и воды для плавательных бассейнов. К ультрафиолету микроорганизмы не вырабатывают устойчивость.
Включённая бактерицидная лампа низкого давления
Ультрафиолет не окисляет или не восстанавливает вещества, поскольку не принимает и не отдаёт электроны. Это физическое воздействие на малый объём воды, поэтому его мощность не может быть излишней.
Как работает УФ-стерилизатор?
Наибольшее распространение для ультрафиолетовой стерилизации воды получили проточные стерилизаторы, состоящие из ультрафиолетовых ламп, кварцевой трубки и панели управления.
Поскольку принцип работы подобных устройств одинаков, модели проточных стерилизаторов схожи. Корпус стерилизатора выполняет функцию защитного кожуха, который не пропускает вредные для глаз человека ультрафиолетовые лучи. Лампа устройства — это газоразрядный источник света, где электрический разряд при контакте с парами ртути производит ультрафиолетовое излучение.
Внутри лампа закрыта от воды трубкой из легкоплавкого или тугоплавкого кварцевого стекла, в отличие от силикатного стекла пропускающего ультрафиолет. В большинстве стерилизаторов вода может течь в любую из двух сторон.
Также стерилизатор устанавливают на выходе воды из фильтра, поскольку в таком случае регулирование скорости потока в устройстве не влияет на работу фильтра. Сам стерилизатор фильтром не является, а только облучает воду ультрафиолетом, — поэтому для восстановления прозрачности воды при её цветении сине-зелёные одноклеточные водоросли нужно отфильтровывать.
Бактерицидные свойства стерилизатора определяют как мощность излучения в микроваттах, в течение 1 секунды воздействующего на 1 см кв. воды (мкВт*с/см. кв). Смертельная доза радиации для микроорганизмов зависит от вида и размера. 6-15 тыс. мкВт*с/см. кв. эффективно уничтожает бактерии, то для простейших нужна интенсивность 90-30 тыс. мкВт*с/см. кв.
Обеззараживание эффективно происходит при температурах 2-40 °С .
Что влияет на работу стерилизатора?
Эффективность обеззараживания зависит главным образом от дозы облучения (количества падающей световой энергии), производительности (скорости потока, или времени воздействия лучей на воду) и прозрачности воды.
Скорость потока — это важная характеристика, влияние которой хотя и зависит от других составляющих, в том числе конструкции лампы, однако представляет собой удобное обобщение. Слишком высокая скорость прохождения воды, при неправильной установке стерилизатора, снижает эффективность устройства. Для очищения пруда от водорослей приблизительно необходимо 150-200 литров в час на 1 Вт. Как правило, устройства, продаваемые как УФ-стерилизаторы, с различной скоростью могут очищать воду от водорослей. Для уничтожения большинства микроорганизмов необходимо 70-100 литров в час на 1 Вт.
Для уничтожения зелёных водорослей необходимо прохождение всего объёма воды через устройство в течение 2-3 часов, и в течение 1-1,5 часов для профилактики заболеваний. Поскольку многие патогенные организмы с помощью деления размножаются быстрее, чем водоросли, для профилактики заболеваний нужна более высокая скорость потока.
Время облучения связано со скоростью потока, однако также зависит от конструкции и длины лампы. Стерилизатор мощностью 9 Вт и длиной лампы 25 см будет эффективнее устройства мощностью 10 Вт и лампой 10 см.
Проходящая через стерилизатор вода должна быть как можно чище, поэтому его устанавливают в самом конце фильтрационного отсека, когда вода уже очищена механическим и биологическим фильтром. Не удалённые фильтром взвешенные частицы остаются в воде и препятствуют прохождению лучей. Оптимальная концентрация взвешенных частиц для стерилизации ультрафиолетом составляет 10 мг/л, допустимая 15-20 мг/л и максимальная 30 мг/л. При таких условиях эффективная доза облучения составляет 30 мДж/см. кв.
Функции ультрафиолетового стерилизатора
Устройство нужной для водоёма мощности при надлежащей установке выполняет сразу несколько полезных функций.
Стерилизатор решает проблему весеннего «цветения воды», работая как очиститель. В пруд не нужно лить препараты против одноклеточных водорослей, опасаясь за рыб или водные растения. При очищении водоёма от водорослей учитывайте, что погибшие клетки создадут большое количество органического вещества, устранить которое может эффективная фильтрация или ручная очистка дна водоёма.
При достаточной мощности он уничтожает большинство вегетативных форм бактерий, вирусов, простейших, а также их споровых форм. Не сказывается на эффективности биологической фильтрации.
Также дешёвые устройства, продаваемые как стерилизаторы, фактически являются только осветителями, поскольку их мощности недостаточно для уничтожения большинства микроорганизмов. Стерильности прудовой воды достичь невозможно, однако для содержания рыбы стерильность не нужна, разве что для рыбы с отсутствием иммунитета.
В сочетании с лечением ваннами помогает бороться с инвазионными заболеваниями. Вместе с карантином новых рыб это эффективный способ профилактики многих заболеваний.
Преимущества УФ-стерилизатора для пруда
Поскольку лучи падают только на проходящую сквозь него воду, он не может воздействовать на нитрифицирующие бактерии в биофильтре. С мощностью стерилизатора нельзя переборщить, как например с дозой лекарства, поскольку это физическое воздействие, которое не влияет на организмы вне зоны облучения.
Улучшает окислительно-восстановительный потенциал водоёма и способствует усилению иммунитета рыб. Высокие значения окислительного потенциала способствуют самоочищению водоёма, расщеплению отмерших частей растений и другого органического материала, насыщению воды кислородом.
Поскольку обеззараживание ультрафиолетом не является химическим воздействием, оно не приносит в воду новых составляющих, а также не синтезирует канцерогенные вещества. Губительные для микроорганизмов процессы происходят внутри клетки, и облучение не влияет на pH воды.
УФ-стерилизатор для лечения и профилактики болезней
Стерилизатор можно использовать постоянно или периодически для подавления патогенных микроорганизмов. Он не уничтожает вегетативные форма организмов на теле рыбы, однако сокращает количество патогенов в воде.
Стерилизатор и лекарства. Существуют светочувствительные лекарства, которые нельзя применять одновременно со стерилизатором. На упаковке таких препаратов написано: «Хранить в защищённом от света месте». Это антибиотики и пробиотики, витаминные препараты, фенольные соединения, иодид натрия, соединения с бромом, железом, сульфиты, аммоний роданистый, анилиновые красители, бутил йодистый, калий йодистый, нафтол. Ультрафиолет не воздействует на минералы, такие как кальций, магний, хлорид калия, но многие лекарственные препараты поглощают излучение, которое может вызвать фотохимические реакции.
Стерилизатор для улучшения иммунитета рыбы. Ультрафиолетовое излучение разрушает опасные для рыбы окислители, вследствие чего рыба испытывает меньше окислительного стресса в некачественной воде. Ультрафиолет, не воздействуя непосредственно на рыбу, разрушает остатки свободного хлора (образуется соляная кислота и гидроксильная группа) и соединения хлора с аммиаком — хлорамина (образуется соляная кислота, нитраты и нашатырный спирт).
Уход за УФ-стерилизатором
Лампы стерилизатора имеют ограниченный запас производительности, и эффективность их работы снижается после 8-12 тыс. часов работы. При постоянной работе лампу заменяют 1 раз в год. Также на эффективность работы лампы влияет неизбежное загрязнение кварцевого стакана. Нужно следить за частотой фильтра, кварцевую трубку периодически мыть. Царапины, которые легко оставить на трубке при чистке, снижают эффективность устройства. Кварцевая трубка хрупкая, её легко разбить. На трубке нельзя оставлять отпечатков пальцев: жир с кончиков пальцев передаётся на её поверхность и ухудшает светопередачу. Не смотрите на лампу и не включайте без защитного ПВХ-кожуха. При подмене воды следите, чтобы устройство не работало в сухом состоянии.
УФ-стерилизатор как дополнительное оборудование
Типичный пруд для капов кои — замкнутого водоснабжения, с плотной посадки рыбы и отсутствием проточной воды. Содержание рыбы в таких водоёмах подразумевает, кроме подмен воды, оборудование для очистки воды. УФ-стерилизатор в комплексе с фильтром и подменами воды помогает поддерживать здоровую среду для рыбы. Интенсивное кормление кои, необходимое для быстрого роста и формирования правильной формы тела, может сопровождаться вспышкой одноклеточных водорослей, или «цветением воды». УФ-осветитель уничтожает одноклеточные водоросли, вместе с механическим фильтром очищая воду.
Плотная посадка рыбы способствует развитию инвазивных заболеваний — вызванных проникновением в тело рыбы и закреплением на её покровах патогенных организмов. Стерилизатор уничтожает большинство патогенных микроорганизмов, снижая количество возбудителей в воде и помогая иммунитету рыбы бороться с ними.
Технология очистки воды коротковолновым излучением существует около 50 лет, и применяется в различных областях: от медицины до косметологии и пищевой промышленности. Это недорогой и безопасный для человека и рыбы способ очистки воды от микроорганизмов.