UV-C LED приложения при дезинфекция на вода

Различни технологии за пречистване на водата, включително Uv дезинфекция на водата  са разработени в отговор на нарастващото търсене на чиста питейна вода. През последните години Ultraviolet-C (UV-C) LED технологията привлече значителен интерес за потенциалните си приложения при пречистване на питейна вода. Тази технология има редица предимства пред конвенционалните UV лампи, базирани на живак, включително енергийна ефективност, по-ниски оперативни разходи и по-малък отпечатък върху околната среда. Тази статия предоставя изчерпателно ръководство за приложенията на UV-C LED в ремедиацията на питейна вода.

UV-C LED технология

UV-C радиацията е форма на електромагнитно излъчване с дължина на вълната в диапазона от 200 до 280 нанометра. Чрез елиминиране на ДНК на микроорганизми като бактерии, вируси и протозои, той е много ефективен при дезинфекцията на водата. Традиционните UV лампи произвеждат UV-C радиация с помощта на живачни пари. Лампите, базирани на живак, имат редица недостатъци, включително висока консумация на енергия, опасности за околната среда и необходимостта от периодична подмяна.

За разлика от тях UV-C LED технологията използва полупроводников материал за генериране на UV-C радиация. Светодиодите са по-енергийно ефективни и издържат по-дълго от конвенционалните UV лампи. Освен това тези светодиоди не съдържат живак, което ги прави по-благоприятни за околната среда. В допълнение, те могат да бъдат проектирани да излъчват определена дължина на вълната, което позволява по-голям контрол върху процеса на дезинфекция.

Приложения на UV-C светодиоди при пречистване на питейна вода

UV-C LED технологията има множество приложения при обработката на питейна вода, включително:

Дезинфекция

Дезинфекцията е най-често срещаното приложение на тази технология при възстановяване на питейната вода. Той е по-ефективен от други Uv дезинфекция на водата UV-C радиацията е изключително ефективна при унищожаването на ДНК на микроорганизми като бактерии, вируси и протозои, което ги прави неспособни за възпроизвеждане и нараняване. UV-C радиацията прониква в клетъчните мембрани на микроорганизмите и уврежда тяхната ДНК, като им пречи да се възпроизвеждат и разпространяват болести.

UV-C радиацията не генерира вредни странични продукти от дезинфекцията (DBP) и не променя вкуса, цвета или миризмата на водата, за разлика от хлора, който обикновено се използва за дезинфекция на вода. UV-C радиацията е особено ефективна срещу водни патогени, устойчиви на хлор, като Cryptosporidium и Giardia. UV-C LED системите могат да бъдат проектирани да доставят необходимата доза за ефективна дезинфекция на водата.

TOC Намаляване

Общият органичен въглерод (TOC) на водата е мярка за нейното органично съдържание. Високите концентрации на TOC могат да доведат до образуването на DBPs, които са вредни за човешкото здраве. Чрез разграждането на органичните съединения на по-малки, по-малко вредни молекули, UV-C LED технологията може да се използва за намаляване на нивата на TOC във водата. UV-C радиацията може да разруши химичните връзки в органичните съединения, което води до образуването на по-малко опасни, по-прости молекули.

UV-C LED технологията е особено ефективна при премахване на хуминови и фулвинови киселини, които са изключително трудни за елиминиране с конвенционалните методи за третиране. Наличието на тези органични съединения в повърхностните води може да допринесе за образуването на DBP. Чрез намаляване на нивата на TOC във водата, UV-C LED технологията може да помогне за предотвратяване на образуването на опасни DBP.

Управление на вкуса и миризмата

UV-C LED технологията може да се използва за контролиране на вкуса и миризмата на водата чрез елиминиране на органичните съединения, които са отговорни за тези качества. Някои органични съединения, включително геосмин и 2-метилизоборнеол (MIB), са отговорни за земния и мухлясал вкус и мирис на водата. Тези органични съединения могат да се разградят от радиацията, като по този начин подобряват вкуса и миризмата на водата.

Тази технология е особено ефективна при третиране на вода с големи концентрации на геосмин и MIB, които са трудни за елиминиране с конвенционалните методи за третиране. Чрез регулиране на вкуса и миризмата на водата може да повиши доверието на потребителите в качеството на питейната вода.

Усъвършенствани процеси на окисление (AOP)

Във връзка с усъвършенствани процеси на окисляване (AOPs), UV-C LED технологията може да се използва за пречистване на вода, съдържаща устойчиви органични замърсители (POPs). AOPs водят до производството на силно реактивни хидроксилни радикали, които могат да разградят сложни органични съединения до по-прости, по-малко опасни молекули. Тази технология може да се използва за производство на UV-C радиация, необходима за активиране на AOP.

Комбинацията от UV-C LED технология и AOPs може да бъде особено ефективна за третиране на вода, съдържаща фармацевтични продукти, продукти за лична хигиена и други появяващи се замърсители, които не могат да бъдат ефективно отстранени чрез конвенционалните методи за третиране. Особено приложим в райони, където човешката дейност оказва влияние върху водоизточниците, като градски райони.

Съображения за проектиране на UV-C LED система

Проектирането на UV-C LED система за третиране на питейна вода налага щателно разглеждане на редица фактори, включително:

UV-C LED изход

Това е определящ фактор за ефикасността на системата при дезинфекция на водата. Изходът на системата обикновено се измерва в миливати (mW) на квадратен сантиметър (cm2) и се определя от броя и вида на използваните UV-C светодиоди.

За да се осигури адекватно излъчване, от съществено значение е да изберете висококачествени UV-C светодиоди, които са специално проектирани за приложения за пречистване на вода. Броят на светодиодите, използвани в системата, трябва да бъде достатъчен, за да осигури желаната осветеност при желания дебит. Увеличете общата осветеност, като увеличите броя на светодиодите или използвате светодиоди с по-висока мощност.

Дължина на вълната

Дължината на вълната на UV-C лъчението е решаващ фактор при определяне на неговата ефикасност при дезинфекция на водата. Оптималната дължина на вълната за дезинфекция е приблизително 254 nm, въпреки че дължини на вълните между 200 и 280 nm също могат да бъдат ефективни. UV-C светодиодите трябва да излъчват светлина с предвидената дължина на вълната.

Материалът, използван за производството на светодиодите, допингът на материала и дизайнът на LED чипа, могат да повлияят на дължината на вълната на UV-C радиацията. От съществено значение е да изберете UV-C светодиоди, които излъчват радиация с желаната дължина на вълната и да проверите дължината на вълната, като използвате подходящи техники за тестване.

Обемен дебит

Скоростта на преминаване на водата през UV-C LED системата е решаващ фактор при определяне на ефективността на системата. За да се постигне желаното ниво на дезинфекция, системата трябва да бъде проектирана така, че да излага цялата вода на UV-C радиация за достатъчно време.

За да се осигури достатъчно време на експозиция, важно е да се изчисли необходимото време за контакт въз основа на скоростта на потока, дължината на UV-C LED камерата и броя и разположението на UV-C LED. С помощта на клапани и помпи дебитът може да се регулира, за да се поддържа водният поток в рамките на проектните параметри на LED системата.

Период на контакт

Продължителността на контакта между водата и UV-C радиацията е решаващ елемент при определяне на ефективността на системата. Времето за контакт се влияе от скоростта на потока, дължината на UV-C LED камерата, както и броя и разположението на UV-C LED.

UV-C LED камерата трябва да бъде проектирана така, че да осигурява достатъчно време на експозиция за дезинфекция на водата. Регулиране на дължината на камерата за постигане на желаното време за контакт. Освен това броят и позиционирането на UV-C светодиодите могат да бъдат модифицирани, за да се гарантира, че цялата вода е изложена на UV-C радиация.

Производителност на системата

Ефикасността на UV-C LED системата е важен фактор при определяне на нейните оперативни разходи. Системата трябва да бъде проектирана така, че да максимизира ефикасността чрез минимизиране на консумацията на енергия, намаляване на разходите за поддръжка и оптимизиране на нейното използване.

За да се намали потреблението на енергия, от съществено значение е да се изберат енергийно ефективни UV-C светодиоди и да се проектира системата за намаляване на топлинните загуби. Системата трябва да бъде проектирана така, че да минимизира изискванията за поддръжка чрез включване на висококачествени компоненти и механизми за автоматично почистване, наред с други функции. Включването на сензори и контроли за наблюдение на работата на системата и промяна на UV-C изхода, ако е необходимо, може да оптимизира използването на UV-C светодиоди.

Валидиране на системата

Ефективността на UV-C LED системата при дезинфекция на вода трябва да бъде валидирана чрез подходящи методи за изпитване, като протокола, описан в USEPA UVDGM (Ръководство за ултравиолетова дезинфекция). Освен това системата трябва да бъде конструирана така, че да гарантира съответствие с приложимите регулаторни изисквания, като например Закона за безопасна питейна вода.

За да се потвърди ефикасността на UV-C LED системата, от съществено значение е да се проведат необходимите тестове, като се използват стандартизирани протоколи, за да се гарантира, че системата отговаря на необходимите стандарти за дезинфекция. За да се гарантира, че пречистената вода е безопасна за консумация от човека, системата трябва да бъде проектирана така, че да отговаря на всички приложими нормативни изисквания.

Долен ред

UV-C LED технологията предлага няколко предимства пред конвенционалните UV лампи за обработка на питейна вода, включително по-голяма енергийна ефективност, по-ниски оперативни разходи и по-малко въздействие върху околната среда. Тази технология е изключително ефективна при дезинфекция на вода и регулиране на нивата на TOC, вкуса и миризмата. Може да се получи форма Производители на UV светодиоди като Tianhui Electric

Редица фактори, включително UV-C LED изход, дължина на вълната, скорост на потока, продължителност на контакта, ефективност на системата и валидиране на системата, трябва да бъдат внимателно разгледани при проектирането на UV-C LED система за обработка на питейна вода. Няколко казуси демонстрираха ефикасността на UV-C LED технологията при обработката на питейна вода и се очаква технологията да получи по-широко приемане през следващите години.

За тези, които се интересуват от прилагането UV дезинфекция на вода n за техните нужди от пречистване на въздух и вода се препоръчва партньорство с реномиран производител на UV LED модули и диоди като Tianhui Electric. Чрез контакт Tianhui Electric ,а Uv led производители  можете да научите повече за техните продукти и да планирате консултация, за да обсъдите вашите нужди от UV дезинфекция.