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Applicazioni di ricerca di UV LED in sterilizazione è disinfezione-purificazione di l'acqua

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UV-LED, o diodi emettitori di luce ultravioletta, sò diventati una tecnica pratica per disinfettà l'acqua in l'ultimi deci anni. I vantaghji di i lampi UV tradiziunali di mercuriu nantu à a chimica Guli travagliu sf   tecnichi sò sempre cu UV-LEDs, ma dinù fà luntanu cù qualchi inconvenienti.

A tecnulugia di sterilizazione

Numerose applicazioni di Sterilizazione UV LED A tecnulugia pò esse truvata in a vita di ogni ghjornu. Per esempiu, hè utilizatu in l'alimentariu, a medicina, l'acqua è i sistemi di fognatura. I chimichi, u calore, a radiazione UV è l'ozonu sò tutti spessu usati Sterilizazione UV LED   tecniche.

Per via di a so simplicità, i chimichi (cum'è u cloru, perossidasi, etc.) sò spessu impiegati per Sterilizazione UV LED ; in ogni modu, ponu avè effetti sfavorevoli, cum'è cambià a qualità di u mira. U svantaghju di aduprà u cloru per Sterilizazione UV LED hè a produzzione di sustanzi chimichi odori è biopericuli.

L'acqua ùn pò micca rete ultraviolet è hà pocu impattu annantu à l'ecosistema. Inoltre, ùn hè micca risultatu in a resistenza à l'antibiotici bacterial. Cusì, Sterilizazione UV LED , chì hè apparsu pocu tempu in u focu cum'è una alternativa di clorazione, pulisce in modu efficace senza composti chimichi.

Lampi UV, cum'è lampi di vapore di mercuriu relativamente bassu è moderatu, sò usati in tecniche di sterilizazione UV tradiziunali. Quessi sò usati in laboratori biologichi è strutture mediche per disinfettà l'ambienti di travagliu è l'equipaggiu. In quantu à l'efficienza di l'assorbimentu UV da l'ADN, i luci UV emettenu UV à una lunghezza d'onda specifica, chì currisponde assai strettamente à i picchi di a curva di efficacità antimicrobiana.

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A radiazione UV cù una freccia di 365 nm hè categurizatu cum'è UV-A (320-400 nm), è UV-A hà menu potenziale per danni cà UV-C (100-280 nm). Un UV-LED produce luce cù una lunghezza d'onda di 365 nanometri, chì hè menu dannusu per l'ochji umani è a pelle cà una lampada cù una lunghezza d'onda di 254 nanometri.

Inoltre, perchè UV-LED hè senza mercuriu, ùn hà micca effetti negativi nantu à l'ambiente o a ghjente. Un sterilizatore ecologicu hè un UV-LED. U mercuriu, chì hè dannusu à l'ambiente è a salute umana, hè presente in lampade di vapore di mercuriu.

Sterilizzatori UV deve esse fatte per adattà a forma di lampade, chì sò spessu enormi è occupanu assai spaziu. Cusì, senza aduprà materiali periculosi, novu Sterilizazione UV LED   L'equipaggiu cù un bassu cunsumu d'energia pò esse creatu in diverse forme è dimensioni.

Paragone di LED UV cù LED convenzionale; S

I LED UV sò più resistenti, più chjuchi è senza mercuriu cà i so contraparti convenzionali. Ancu duranu più longu è ghjunghjenu u putere pienu più rapidamente. Questi benefici, cù tempi di startup quasi immediati è lunghezze d'onda persunalizabili, furniscenu disinni di reattori UV-LED cù una grande flessibilità di cuncepimentu.

Malgradu questi benefizii, l'applicazioni di reattori UV-LED cunvinziunali sò cuncentrati nantu à e rete più chjuche, chì sò inefficaci per trattà l'acqua municipale. A causa di a so dimensione modesta, chì varieghja da 1 à 4 mm, i UV-LED ponu esse posizionati per emette radiazioni in diverse direzzione.

Paragunatu à i lampi UV convenzionali, questi mudelli di radiazione altamente focalizzati permettenu più opzioni di orientazione è dunque, reattori di fissione unichi. Òl Guli travagliu sf , UV-LED anu dimustratu per esse almenu efficaci cum'è lampade UV ridotte (LPUV) in un largu spettru di frequenze anti-microbiche (per esempiu, 250 –285 nm).

Queste variàbili sò megliurà annu dopu annu. L'adopzione generalizata di a tecnulugia di sanificazione UV-LED hè stata limitata da alti costi iniziali, poca putenza di output è bassa efficienza di facciata.

In u risultatu, l'utilizazione di a tecnulugia hè stata principarmenti limitata à l'applicazioni in batch point-of-use, in piccula scala, induve i difetti di a tecnulugia sò superati da periodi di esposizione prolongati per ottene a dosa UV necessaria.

Tuttavia, a creazione di i primi reattori UV-LED in scala completa chì ponu esse aduprati in l'opere municipali di l'acqua (WTWs) hè stata pussibule da i rapidi avanzamenti in a tecnulugia UV-LED è l'ottimisazione di u disignu è u rendiment di i reattori.

Tali reattori sò fatti di un tubu di vetru di cristallu cù UV-LED disposti in una serie longu u cilindru di u cilindru, chì permette à a luce UV di entre in l'acqua chì scorri per u reattore. U cuntrollu termale hè realizatu dissipandu u calore pruduciutu da i LED di u funziunamentu utilizendu un sistema di circulazione di fluidu chì circundava a nave di u reattore.

Biodosimetria

Per determinà se UV-LEDs pò esse usatu per grande scala Guli travagliu rvat,   una valutazione precisa di u Guli travagliu sf   L'efficienza di i reattori full-scale hè necessaria. A biodosimetria hè u metudu di validazione attuale per i reattori UV convenzionali (aduprendu lampade à mercuriu)

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In questu cuntestu, a valutazione di a sensibilità di un microorganismu di test surrogatu à l'esposizione UV in diverse dosi cù cinetica di attivazione calibrata hè chjamata biodosimetria. A curva di dosa-risposta per i reattori UV hè tipicamente determinata da a prova di fasciu collimatu utilizendu u microorganismu di l'acqua di prova.

Una dosa relativa ridotta (RED) (mJ/cm2) hè calculata utilizendu a curva calibrata è a disattivazione misurata di u biodosimetru.

Curva Dose-Risposta UV Per I Reattori

L'organismu sfidau deve esse cultivatu in modu simile da u stessu stock di microorganismi. Una curva di dosa-risposta UV per i reattori hè prodotta in u risultatu di l'operazione, è mostra a dosa di riduzzione per ogni inattivazione di log ottenuta à scala completa.

Inoltre, l'approcciu include a trasmittanza UV (UVT) in u calculu di a dosa UV, standardizzandu e curve di dosa-risposta UV di u reattore à diversi livelli indicativi di qualità di l'acqua basati puramente in UVT.

Dunque, u scopu primariu di stu travagliu era di determinà a prestazione di u sistema UV-LED utilizendu microorganismi di prova sustitutivi è paragunendu à quellu di lampade UV tradiziunali.

Cryptosporidium spp

hà sceltu Cryptosporidium spp. cum'è u nostru urganismu miratu postu chì l'UV hè spessu appiicata in situazioni cù una probabilità maiò di incidenza di Cryptosporidium. I fattori di risicu per Cryptosporidium includenu a so prisenza in l'acqua di fonte, a resistenza à u cloru (durata di u cuntattu di u cloru rapportatu di 1000 –10 000 mg min/L), et la propension à échapper à l'eau potable filtrée en raison de leur petite taille (4 –6 m).

U trattamentu UV di inattivazione per Cryptosporidium parvum hè 0,16 cm2 / MJ, chì hè considerablemente menu di a constante currispondente per u cloru liberu.

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