UV-C LED primjene u dezinfekciji vode

Različite tehnologije tretmana vode uključujući UV disinfekcija voda  razvijeni su kao odgovor na rastuću potražnju za čistom vodom za piće. Posljednjih godina, Ultraviolet-C (UV-C) LED tehnologija je privukla značajan interes za svoje potencijalne primjene u tretmanu pitke vode. Ova tehnologija ima niz prednosti u odnosu na konvencionalne UV lampe na bazi žive, uključujući energetsku efikasnost, niže operativne troškove i manji uticaj na životnu sredinu. Ovaj članak pruža sveobuhvatan vodič za UV-C LED primjene u sanaciji vode za piće.

UV-C LED tehnologija

UV-C zračenje je oblik elektromagnetnog zračenja sa talasnom dužinom u rasponu od 200 do 280 nanometara. Eliminirajući DNK mikroorganizama poput bakterija, virusa i protozoa, vrlo je efikasan u dezinfekciji vode. Tradicionalne UV lampe proizvode UV-C zračenje koristeći pare žive. Svjetiljke na bazi žive imaju niz nedostataka, uključujući visoku potrošnju energije, opasnosti po okoliš i potrebu za periodičnom zamjenom.

Nasuprot tome, UV-C LED tehnologija koristi poluvodički materijal za stvaranje UV-C zračenja. LED diode su energetski efikasnije i traju duže od konvencionalnih UV lampi. Osim toga, ove LED diode ne sadrže živu, što ih čini ekološki povoljnijim. Osim toga, mogu biti dizajnirani da emituju određenu valnu dužinu, omogućavajući veću kontrolu nad procesom dezinfekcije.

Primjena UV-C LED dioda u tretmanu vode za piće

UV-C LED tehnologija ima višestruku primjenu u tretmanu vode za piće, uključujući:

Dezinfekcija

Dezinfekcija je najčešća primjena ove tehnologije u sanaciji pitke vode. Efikasniji je od ostalih UV disinfekcija voda UV-C zračenje je izuzetno efikasno u uništavanju DNK mikroorganizama kao što su bakterije, virusi i protozoe, čineći ih nesposobnim za reprodukciju i povrede. UV-C zračenje prodire u ćelijske membrane mikroorganizama i oštećuje njihov DNK, sprečavajući ih da se razmnožavaju i šire bolesti.

UV-C zračenje ne stvara štetne nusproizvode dezinfekcije (DBP) i ne mijenja okus, boju ili miris vode, za razliku od hlora koji se obično koristi za dezinfekciju vode. UV-C zračenje je posebno efikasno protiv vodenih patogena otpornih na hlor kao što su Cryptosporidium i Giardia. UV-C LED sistemi mogu biti dizajnirani da isporuče dozu potrebnu za efikasnu dezinfekciju vode.

Smanjenje TOC-a

Ukupni organski ugljik (TOC) vode je mjera njenog organskog sadržaja. Visoke koncentracije TOC-a mogu dovesti do stvaranja DBP-a, koji su štetni za ljudsko zdravlje. Razbijanjem organskih jedinjenja na manje, manje štetne molekule, UV-C LED tehnologija se može koristiti za smanjenje nivoa TOC-a u vodi. UV-C zračenje može razbiti hemijske veze u organskim jedinjenjima, što rezultira stvaranjem manje opasnih, jednostavnijih molekula.

UV-C LED tehnologija je posebno efikasna u uklanjanju huminskih i fulvo kiselina, koje je poznato da je teško eliminisati konvencionalnim metodama tretmana. Prisustvo ovih organskih spojeva u površinskim vodama može doprinijeti stvaranju DBP-a. Smanjenjem nivoa TOC-a u vodi, UV-C LED tehnologija može pomoći u sprečavanju stvaranja opasnih DBP.

Upravljanje ukusom i mirisom

UV-C LED tehnologija može se koristiti za kontrolu okusa i mirisa vode eliminacijom organskih spojeva koji su odgovorni za ove kvalitete. Određeni organski spojevi, uključujući geosmin i 2-metilizoborneol (MIB), odgovorni su za zemljani i pljesnivi okus i miris vode. Ova organska jedinjenja mogu se razgraditi zračenjem, čime se poboljšava ukus i miris vode.

Ova tehnologija je posebno efikasna u tretiranju vode sa velikim koncentracijama geosmina i MIB, koje je teško eliminisati konvencionalnim metodama tretmana. Regulacijom okusa i mirisa vode može povećati povjerenje potrošača u kvalitet vode za piće.

Napredni procesi oksidacije (AOP)

U kombinaciji s naprednim procesima oksidacije (AOP), UV-C LED tehnologija se može koristiti za remedijaciju vode koja sadrži postojane organske zagađivače (POP). AOP uključuju proizvodnju visoko reaktivnih hidroksilnih radikala, koji mogu razgraditi složena organska jedinjenja u jednostavnije, manje opasne molekule. Ova tehnologija se može koristiti za proizvodnju UV-C zračenja neophodnog za aktiviranje AOP-a.

Kombinacija UV-C LED tehnologije i AOP-a može biti posebno efikasna za tretman vode koja sadrži farmaceutske proizvode, proizvode za ličnu njegu i druge zagađivače koji se ne mogu efikasno ukloniti konvencionalnim metodama tretmana. Posebno se primjenjuje u područjima gdje ljudske aktivnosti utiču na izvore vode, kao što su urbana područja.

Razmatranja za dizajn UV-C LED sistema

Dizajniranje UV-C LED sistema za tretman vode za piće zahtijeva pažljivo razmatranje niza faktora, uključujući:

UV-C LED izlaz

Ovo je ključna determinanta efikasnosti sistema u dezinfekciji vode. Snaga sistema se obično meri u milivatima (mW) po kvadratnom centimetru (cm2) i određuje se brojem i tipom upotrebljenih UV-C LED dioda.

Kako bi se osigurala adekvatna emisija, bitno je odabrati visokokvalitetne UV-C LED diode koje su posebno dizajnirane za primjene u tretmanu vode. Broj LED dioda koji se koriste u sistemu mora biti adekvatan da obezbijedi željeni osvjetljenje pri željenoj brzini protoka. Povećajte ukupnu svjetlost povećanjem broja LED dioda ili korištenjem LED dioda veće snage.

Dužina talasa

Talasna dužina UV-C zračenja je ključni faktor u određivanju njegove efikasnosti u dezinfekciji vode. Optimalna talasna dužina dezinfekcije je približno 254 nm, iako talasne dužine između 200 i 280 nm takođe mogu biti efikasne. UV-C LED diode moraju emitovati svjetlost na predviđenoj talasnoj dužini.

Materijal koji se koristi za proizvodnju LED dioda, dopiranje materijala i dizajn LED čipa mogu utjecati na valnu dužinu UV-C zračenja. Od suštinskog je značaja odabrati UV-C LED diode koje emituju zračenje na željenoj talasnoj dužini i verifikovati talasnu dužinu odgovarajućim tehnikama testiranja.

Volumetrijski protok

Brzina prolaska vode kroz UV-C LED sistem je ključni faktor u određivanju efikasnosti sistema. Da bi se postigao željeni nivo dezinfekcije, sistem mora biti projektovan tako da svu vodu izloži UV-C zračenju u odgovarajućem vremenskom periodu.

Da bi se osiguralo dovoljno vremena ekspozicije, bitno je izračunati potrebno vrijeme kontakta na osnovu brzine protoka, dužine UV-C LED komore i broja i položaja UV-C LED dioda. Koristeći ventile i pumpe, brzina protoka se može regulisati kako bi se protok vode održao unutar projektnih parametara LED sistema.

Kontakt Period

Trajanje kontakta između vode i UV-C zračenja je ključni element u određivanju efikasnosti sistema. Na vrijeme kontakta utiče brzina protoka, dužina UV-C LED komore, kao i broj i smještaj UV-C LED dioda.

UV-C LED komora mora biti dizajnirana tako da obezbijedi dovoljno vremena izlaganja za dezinfekciju vode. Podešavanje dužine komore da bi se postiglo željeno vreme kontakta. Osim toga, broj i pozicioniranje UV-C LED dioda može se mijenjati kako bi se osiguralo da je sva voda izložena UV-C zračenju.

Performanse sistema

Efikasnost UV-C LED sistema je značajan faktor u određivanju njegovih operativnih troškova. Sistem mora biti dizajniran tako da maksimizira efikasnost minimiziranjem potrošnje energije, smanjenjem troškova održavanja i optimizacijom njegove upotrebe.

Da biste smanjili potrošnju energije, neophodno je odabrati energetski efikasne UV-C LED diode i dizajnirati sistem za smanjenje gubitaka toplote. Sistem bi trebao biti dizajniran tako da minimizira zahtjeve za održavanjem, uključujući visokokvalitetne komponente i mehanizme automatskog čišćenja, između ostalih karakteristika. Uključivanje senzora i kontrola za praćenje performansi sistema i modifikovanje UV-C izlaza po potrebi može optimizirati upotrebu UV-C LED dioda.

Validacija sistema

Efikasnost UV-C LED sistema u dezinfekciji vode mora biti potvrđena odgovarajućim metodama testiranja, kao što je protokol opisan u USEPA UVDGM (Uputstvu za ultraljubičastu dezinfekciju). Pored toga, sistem mora biti konstruisan tako da osigura usklađenost sa važećim regulatornim zahtevima, kao što je Zakon o bezbednoj vodi za piće.

Da bi se potvrdila efikasnost UV-C LED sistema, neophodno je sprovesti neophodna testiranja koristeći standardizovane protokole kako bi se osiguralo da sistem zadovoljava neophodne standarde dezinfekcije. Kako bi se osiguralo da je pročišćena voda sigurna za ljudsku upotrebu, sistem bi trebao biti dizajniran tako da bude u skladu sa svim primjenjivim regulatornim zahtjevima.

Bottom Line

UV-C LED tehnologija nudi nekoliko prednosti u odnosu na konvencionalne UV lampe za tretman vode za piće, uključujući veću energetsku efikasnost, niže operativne troškove i manji uticaj na životnu sredinu. Ova tehnologija je izuzetno efikasna u dezinfekciji vode i regulaciji nivoa TOC-a, ukusa i mirisa. Može se dobiti u obliku Proizvođači UV led dioda like Tianhui Electric

Brojni faktori, uključujući UV-C LED izlaz, talasnu dužinu, brzinu protoka, trajanje kontakta, efikasnost sistema i validaciju sistema, moraju se pažljivo razmotriti kada se dizajnira UV-C LED sistem za tretman vode za piće. Nekoliko studija slučaja pokazalo je efikasnost UV-C LED tehnologije u tretmanu vode za piće, a očekuje se da će ta tehnologija dobiti širu prihvaćenost u narednim godinama.

Za zainteresovane za implementaciju UV dezinfekcija vode n za potrebe tretmana zraka i vode preporučuje se partnerstvo s renomiranim proizvođačem UV LED modula i dioda kao što je Tianhui Electric. Kontaktiranjem Tianhui Electric ,a UV vodeći proizvođaci  možete saznati više o njihovim proizvodima i zakazati konsultacije kako biste razgovarali o vašim potrebama za UV dezinfekcijom.