Prozesswasser-Batch — Tank-Größe vs. Lampen-Anordnung
Letzter Stand: 2026-04-20 Treiber: Valerian-Praxis-Wissen während Self-UX-Audit 2026-04-20: "beim wassertank können die lampen im wassertank an mehreren stellen sein bei sehr großen tanks mit wenig zirkulation"
Prozesswasser-Tank-Apps (physicsModel: 'batch') sehen aus, als ob die Lampen-Anordnung trivial wäre — eine Lampe rein, Behandlungsdauer einstellen, fertig. In der Praxis ist die Verteilungs-Frage entscheidend, sobald das Tank-Volumen über kleine Vorlagebehälter hinauswächst.
Faustregel nach Tank-Volumen
| Volumen | Mischung | Lampen-Empfehlung |
|---|---|---|
| < 500 L (Labor, Pufferbehälter) | natürliche Konvektion reicht meist | 1× zentrische Tauchlampe |
| 500–2.000 L (Vorlagebehälter, kleine Tanks) | leichte Mischung empfohlen | 1× zentral oder 2× achsensymmetrisch |
| 2.000–5.000 L (Mittelgrößen-Tanks) | Rührwerk oder Umwälzpumpe nötig | 2× verteilt (oben + Mitte oder zwei Wand-Tauchrohre) |
| > 5.000 L (Industrie-Reservoir, Großbehälter) | Mischung kritisch | 3–4× über Tank-Volumen verteilt (Längsachse + Querverteilung) |
| > 50.000 L (Stadtwerk, Großindustrie) | aktive Umwälzung Pflicht | Multi-Lamp-Array, ggf. Bypass-Reaktor in Erwägung ziehen statt In-Tank |
Warum Single-Lampe bei großen Tanks scheitert
UV-Strahlung gehorcht dem Inverse-Square-Law: Intensität fällt mit dem Quadrat der Distanz. Plus: Wasser absorbiert UV-C exponentiell (Lambert-Beer, abhängig von T₁₀-Wert).
Beispiel: Lampe mit 100 W UV-C-Output in einem Tank von 5×5×3 m (75.000 L), zentrisch montiert:
- Abstand Lampe → nächste Wand: ~1,5 m radial, ~2,5 m vertikal
- Bei klarem Wasser (T₁₀ = 95 %, A₂₅₄ = 0,022/cm) erreicht 1,5 m radial nur ~5 % der Lampen-Intensität
- Tank-Ecken (~3 m diagonal) bekommen <1 % der Hotspot-Dosis
- Folge: dominante Mischzeit (Mixing-Time) muss kleiner sein als die Behandlungsdauer, sonst Schichten ohne Wirkung
Ohne Rührwerk: Wasser stratifiziert nach Temperatur und kleinen Dichte-Unterschieden → "tote" Zonen ohne UV-Bestrahlung. Klassische Falle, die auf dem Datenblatt unsichtbar bleibt aber im Pharma-/Lebensmittel-Audit auffällt.
Praxis-Tipps zur Multi-Lamp-Verteilung
Anordnungs-Patterns:
- Längs-Verteilung: Bei länglichen Tanks (z.B. Wasser-Reservoirs in Klimaanlagen-Sammeltanks) Lampen entlang der Hauptachse mit Spacing ~ Tankbreite verteilen
- Wand-Tauchrohre: Quarzhüllen seitlich von außen einsetzen (kein "Lampe schwimmt frei"). Wartungsfreundlich, da Lampe ohne Tank-Entleerung wechselbar
- Boden-Montage: Bei flachen Tanks (Becken-ähnlich) mehrere kurze Lampen am Boden verteilt — analog Cooling-Tower-Becken-Editor
- Decken-Eingang von oben: mehrere Lampen von oben einhängend, jede deckt eine Spalte ab
Was vermeiden:
- Eine einzige Lampe am Tank-Boden mit Hoffnung auf "Wärme-Konvektion mischt schon" — bei großen Tanks reicht das nicht
- Lampen direkt nebeneinander gruppieren — gibt Hotspot, aber Rest des Tanks bleibt unbehandelt
- Bypass-Reaktor zusätzlich planen wenn Tank > 50.000 L. Ab dieser Größe ist In-Tank-UV oft unwirtschaftlich.
T₁₀-Faktor
Je niedriger die UV-Transmission (T₁₀ = % Restintensität nach 1 cm Wasser), desto kürzer die effektive UV-Reichweite — und desto kritischer die Multi-Lamp-Anordnung:
| T₁₀ | Wasserqualität | Reichweite einer 100W-Lampe |
|---|---|---|
| 95 % | Trinkwasser, Pharma-Wasser | ~1,5 m radial bis 5 %-Schwelle |
| 85 % | klares Prozesswasser | ~80 cm |
| 75 % | leicht trübes Wasser | ~50 cm |
| 60 % | trübes / gefärbtes Wasser | ~30 cm — Multi-Lamp Pflicht |
| < 50 % | sehr trübes Wasser | UV ungeeignet, vorher Filtration |
Bei T₁₀ < 70 % reicht im Regelfall keine zentrische Anordnung mehr — auch in mittelgroßen Tanks (~2.000 L) sind 2+ Lampen mit kürzerem Abstand sinnvoller als 1× hochleistung.
Wo fließt das ein?
app/src/lib/applications/templates/process-water-batch.ts—recommendedLampGuidance.reasoningundinstallationNotesenthalten Multi-Lamp-Hinweise + Faustregel- TODO: Conditional Warning-Banner in der App wenn
tankVolume > 5000undstate.lamps.length === 1— siehe Taska10c4101
Querverweise
lampen-technologie.md— wann Niederdruck vs. Amalgampraxis-fallen-material.md— Quarzglas-Pflege, Vorschaltgeräte-Positionwirtschaftlichkeit-roi.md— In-Tank UV vs. Bypass-Reaktor TCO
Quellen
- IUVA Handbook (Kowalski 2009 + Updates) — Kapitel "Batch Reactor Design"
- DIN 19294 — Trinkwasser-UV-Anlagen (gilt analog für Prozesswasser-Tanks)
- Valerian-Praxiserfahrung 2026-04-20