UV spinduliuotė turi tris bangos ilgio zonas: UV-A, UV-B ir UV-C, ir būtent šis paskutinis regionas, trumpųjų bangų UV-C, turi germicidalinių savybių dezinfekcijai. Žemo slėgio gyvsidabrio lanko lempa, panaši į liuminescencinę lempą, skleidžia UV šviesą nuo 254 manometrų (nm). Nm yra viena milijardinė metro dalis (10^-9 metrai). Šiose lempose yra elementinio gyvsidabrio ir inertinių dujų, pvz., argono, UV spindulius perduodančioje mėgintuvėlyje, paprastai kvarco. Tradiciškai dauguma gyvsidabrio lanko UV lempų buvo vadinamojo "žemo slėgio" tipo, nes jos veikia santykinai mažu daliniu gyvsidabrio slėgiu, mažu bendru garų slėgiu (apie 2 mbar), žema išorine temperatūra (50-100oC) ir maža galia. Šios lempos skleidžia beveik monochromatinę UV spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra 254 nm, o tai yra optimalus nukleino rūgščių UV energijos absorbcijos intervalas (apie 240–280 nm).
Pastaraisiais metais vidutinės slėgio UV lempos, kurios veikia daug didesniu slėgiu, temperatūra ir galios lygiu ir skleidžia platų spektrą didesnės UV energijos tarp 200 ir 320 nm, tapo komerciškai prieinamos. Tačiau namų ūkio geriamojo vandens UV dezinfekcijai žemo slėgio lempos ir sistemos yra visiškai adekvačios ir netgi labiau tinka vidutinio slėgio lempoms ir sistemoms. Taip yra todėl, kad jie veikia esant mažesnei galiai, žemesnei temperatūrai ir mažesnėms sąnaudoms, tuo pačiu metu labai efektyviai dezinfekuodami daugiau nei pakankamai vandens kasdieniam buitiniam naudojimui. Esminis UV dezinfekcijos su lempų sistemomis reikalavimas yra prieinamas ir patikimas elektros energijos šaltinis. Nors žemo slėgio gyvsidabrio UV lempų dezinfekavimo sistemų galios reikalavimai yra nedideli, jie yra būtini lempos veikimui dezinfekuojant vandenį. Kadangi dauguma mikroorganizmų yra paveikti spinduliuotės apie 260 nm, UV spinduliai yra tinkamame diapazone gemalo aktyvumui. Yra UV lempų, kurios gamina 185 nm spinduliuotę, kurios yra veiksmingos mikroorganizmams ir taip pat sumažins bendrą organinės anglies (TOC) kiekį vandenyje. Tipiškai UV sistemai maždaug 95 procentai spinduliuotės patenka per kvarco stiklo rankovę ir į neapdorotą vandenį. Vanduo teka kaip plona plėvelė virš lempos. Stiklo rankovė sukurta taip, kad lempa išliktų idealioje maždaug 104 °F temperatūroje.
UV spinduliuotė (Kaip tai veikia)
UV spinduliuotė veikia mikroorganizmus, pakeisdama ląstelių DNR ir trukdydama reprodukcijai. UV apdorojimas nepašalina organizmų iš vandens, jis tik juos nukenksmina. Šio proceso veiksmingumas yra susijęs su poveikio laiku ir lempos intensyvumu, taip pat su bendrais vandens kokybės parametrais. Ekspozicijos trukmė nurodoma kaip "mikrovatų sekundės kvadratiniam centimetrui" (uwatt-sec/cm^2), o JAV sveikatos ir žmogiškųjų paslaugų departamentas nustatė minimalų 16 000 μwatt-sek/cm^2 poveikį UV dezinfekcijos sistemoms. Dauguma gamintojų suteikia lempos intensyvumas 30.000-50.000μwatt-sek/cm^2. Apskritai, pavyzdžiui, koliforminės bakterijos sunaikinamos esant 7 000 μwatt-sek/cm^2. Kadangi lempos intensyvumas laikui bėgant mažėja naudojant, lempos keitimas ir tinkamas išankstinis valymas yra labai svarbūs UV dezinfekcijos sėkmei. Be to, UV sistemose turėtų būti įrengtas įspėjamasis įtaisas, įspėjantis savininką, kai lempos intensyvumas nukrenta žemiau gemalo intervalo. Toliau nurodomas švitinimo laikas, reikalingas visiškai įvairiems mikroorganizmams nukenksminti iki 30 000 μwatt-sek/cm^2 UV 254 nm dozės
Naudojamas atskirai, UV spinduliuotė nepagerina vandens skonio, kvapo ar aiškumo. UV šviesa yra labai veiksminga dezinfekavimo priemonė, nors dezinfekcija gali vykti tik įrenginio viduje. Vandenyje nėra liekamosios dezinfekcijos, kad būtų galima nukenksminti bakterijas, kurios gali išgyventi arba gali būti įvestos po to, kai vanduo praeina pro šviesos šaltinį. Sunaikintų mikroorganizmų procentas priklauso nuo UV šviesos intensyvumo, sąlyčio laiko, žalio vandens kokybės ir tinkamos įrangos priežiūros. Jei medžiaga kaupiasi ant stiklo rankovės arba dalelių apkrova yra didelė, sumažėja šviesos intensyvumas ir gydymo veiksmingumas. Esant pakankamai didelėms dozėms, visi vandens enteriniai patogenai yra inaktyvuoti UV spinduliais. Bendra mikrobų atsparumo tvarka (nuo mažiausiai iki daugumos) ir atitinkamos UV dozės ekstensyviam (>99,9%) inaktyvacija yra: vegetatyvinės bakterijos ir pirmuonių parazitai Cryptosporidium parvum ir Giardia lamblia mažomis dozėmis (1-10 mJ/cm2) ir enteriniai virusai ir bakterinės sporos didelėmis dozėmis (30-150 mJ/cm2). Dauguma žemo slėgio gyvsidabrio lempos UV dezinfekcijos sistemų gali lengvai pasiekti 50-150 mJ/cm2 UV spinduliuotės dozes aukštos kokybės vandenyje, todėl efektyviai dezinfekuoti iš esmės visus vandens patogenus. Tačiau ištirpusios organinės medžiagos, pvz., natūralios organinės medžiagos, tam tikros neorganinės tirpikliai, pvz., geležis, sulfitai ir nitritai, ir suspenduotos medžiagos (kietosios dalelės arba drumstumas) sugeria UV spindulius arba apsaugo mikrobus nuo UV spindulių, todėl bus sumažintos UV dozės ir sumažinta mikrobų dezinfekcija. Kitas susirūpinimas dėl mikrobų dezinfekavimo mažesnėmis UV spinduliuotės dozėmis yra bakterijų ir kitų ląstelių mikrobų gebėjimas atitaisyti UV sukeltą žalą ir atkurti infekciškumą, reiškinį, vadinamą reaktyvacija.
UV inaktyvuoja mikrobus pirmiausia chemiškai keisdamas nukleino rūgštis. Tačiau UV sukeltus cheminius pažeidimus galima taisyti ląstelių fermentiniais mechanizmais, iš kurių kai kurie nepriklauso nuo šviesos (tamsus remontas), o kiti reikalauja matomos šviesos (fotorepair arba fotoreaktyvacijos). Todėl norint pasiekti optimalią vandens dezinfekciją UV spinduliais reikia užtikrinti pakankamą UV dozę, kad būtų galima sukelti didesnį nukleino rūgšties pažeidimą ir taip įveikti arba užvaldyti DNR taisymo mechanizmus.
