UV-C LED aplikace při dezinfekci vody

Různé technologie úpravy vody včetně Dezinfekce uv vody  byly vyvinuty v reakci na rostoucí poptávku po čisté pitné vodě. V posledních letech si technologie Ultraviolet-C (UV-C) LED získala značný zájem pro své potenciální aplikace při úpravě pitné vody. Tato technologie má oproti běžným UV lampám na bázi rtuti řadu výhod, včetně energetické účinnosti, nižších provozních nákladů a menší ekologické stopy. Tento článek poskytuje komplexní průvodce aplikacemi UV-C LED při sanaci pitné vody.

Technologie UV-C LED

UV-C záření je forma elektromagnetického záření s vlnovou délkou v rozmezí 200 až 280 nanometrů. Tím, že eliminuje DNA mikroorganismů, jako jsou bakterie, viry a prvoky, je vysoce účinný při dezinfekci vody. Tradiční UV lampy produkují UV-C záření pomocí rtuťových par. Výbojky na bázi rtuti mají řadu nevýhod, včetně vysoké spotřeby energie, nebezpečí pro životní prostředí a potřeby pravidelné výměny.

Oproti tomu UV-C LED technologie využívá polovodičový materiál pro generování UV-C záření. LED diody jsou energeticky účinnější a vydrží déle než běžné UV lampy. Tyto LED diody navíc neobsahují rtuť, což je činí příznivějšími pro životní prostředí. Navíc mohou být navrženy tak, aby vyzařovaly určitou vlnovou délku, což umožňuje větší kontrolu nad procesem dezinfekce.

Aplikace UV-C LED při úpravě pitné vody

Technologie UV-C LED má mnoho aplikací při úpravě pitné vody, včetně:

Dezinfekce

Dezinfekce je nejčastější aplikací této technologie při sanaci pitné vody. Je účinnější než jiné Dezinfekce uv vody UV-C záření je výjimečně účinné při ničení DNA mikroorganismů, jako jsou bakterie, viry a prvoci, čímž je činí neschopnými reprodukce a poranění. UV-C záření proniká buněčnými membránami mikroorganismů a poškozuje jejich DNA, brání jim v replikaci a šíření nemocí.

UV-C záření nevytváří škodlivé vedlejší produkty dezinfekce (DBP) a nemění chuť, barvu ani vůni vody, na rozdíl od chlóru, který se běžně používá k dezinfekci vody. UV-C záření je zvláště účinné proti vodním patogenům odolným vůči chlóru, jako jsou Cryptosporidium a Giardia. UV-C LED systémy mohou být navrženy tak, aby dodávaly dávku potřebnou pro účinnou dezinfekci vody.

Snížení TOC

Celkový organický uhlík (TOC) vody je měřítkem jejího organického obsahu. Vysoké koncentrace TOC mohou vést k tvorbě DBP, které jsou škodlivé pro lidské zdraví. Rozložením organických sloučenin na menší, méně škodlivé molekuly lze UV-C LED technologii použít ke snížení hladin TOC ve vodě. UV-C záření může rozbít chemické vazby v organických sloučeninách, což má za následek tvorbu méně nebezpečných, jednodušších molekul.

Technologie UV-C LED je zvláště účinná při odstraňování huminových a fulvokyselin, které je notoricky obtížné eliminovat konvenčními metodami ošetření. Přítomnost těchto organických sloučenin v povrchových vodách může přispívat k tvorbě DBP. Snížením hladiny TOC ve vodě může technologie UV-C LED pomoci zabránit tvorbě nebezpečných DBP.

Řízení chutí a vůní

Technologie UV-C LED může být použita k řízení chuti a zápachu vody odstraněním organických sloučenin, které jsou za tyto vlastnosti zodpovědné. Některé organické sloučeniny, včetně geosminu a 2-methylizoborneolu (MIB), jsou zodpovědné za zemitou a zatuchlou chuť a vůni vody. Tyto organické sloučeniny mohou být degradovány zářením, čímž se zlepší chuť a vůně vody.

Tato technologie je zvláště účinná při úpravě vody s velkými koncentracemi geosminu a MIB, které je obtížné eliminovat běžnými metodami úpravy. Regulací chuti a zápachu vody může zvýšit důvěru spotřebitelů v kvalitu pitné vody.

Pokročilé oxidační procesy (AOPs)

Ve spojení s pokročilými oxidačními procesy (AOP) lze technologii UV-C LED použít k rekultivaci vody obsahující perzistentní organické polutanty (POP). AOP zahrnují produkci vysoce reaktivních hydroxylových radikálů, které mohou degradovat složité organické sloučeniny na jednodušší, méně nebezpečné molekuly. Tuto technologii lze využít k produkci UV-C záření nezbytného k aktivaci AOP.

Kombinace technologie UV-C LED a AOP může být zvláště účinná pro úpravu vody obsahující léčiva, produkty osobní péče a další vznikající kontaminanty, které nelze účinně odstranit konvenčními metodami úpravy. Zvláště použitelné v oblastech, kde lidská činnost ovlivňuje vodní zdroje, jako jsou městské oblasti.

Úvahy o návrhu systému UV-C LED

Navrhování UV-C LED systému pro úpravu pitné vody vyžaduje pečlivé zvážení řady faktorů, včetně:

UV-C LED výstup

To je zásadním určujícím faktorem účinnosti systému při dezinfekci vody. Výkon systému se obvykle měří v miliwattech (mW) na centimetr čtvereční (cm2) a je určen počtem a typem použitých UV-C LED.

Pro zajištění adekvátního vyzařování je nezbytné zvolit vysoce kvalitní UV-C LED, které jsou speciálně navrženy pro aplikace na úpravu vody. Počet LED použitých v systému musí být adekvátní k zajištění požadované svítivosti při požadovaném průtoku. Zvyšte celkovou svítivost zvýšením počtu LED nebo použitím LED s vyšším výkonem.

Vlnová délka

Vlnová délka UV-C záření je rozhodujícím faktorem při určování jeho účinnosti při dezinfekci vody. Optimální vlnová délka dezinfekce je přibližně 254 nm, ačkoli účinné mohou být i vlnové délky mezi 200 a 280 nm. UV-C LED musí vyzařovat světlo o zamýšlené vlnové délce.

Materiál použitý k výrobě LED diod, dopování materiálu a design LED čipu, to vše může ovlivnit vlnovou délku UV-C záření. Je nezbytné vybrat UV-C LED, které vyzařují záření na požadované vlnové délce, a ověřit vlnovou délku pomocí vhodných testovacích technik.

Objemový průtok

Rychlost průchodu vody systémem UV-C LED je zásadním faktorem při určování účinnosti systému. Pro dosažení požadované úrovně dezinfekce musí být systém navržen tak, aby veškerou vodu vystavil UV-C záření po přiměřenou dobu.

Pro zajištění dostatečné doby expozice je nezbytné vypočítat požadovanou dobu kontaktu na základě průtoku, délky UV-C LED komory a počtu a umístění UV-C LED. Pomocí ventilů a čerpadel lze regulovat průtok tak, aby byl průtok vody v rámci konstrukčních parametrů LED systému.

Kontaktní období

Doba kontaktu mezi vodou a UV-C zářením je rozhodujícím prvkem při určování účinnosti systému. Doba kontaktu je ovlivněna průtokem, délkou UV-C LED komory a také počtem a umístěním UV-C LED.

UV-C LED komora musí být navržena tak, aby poskytovala dostatečnou dobu expozice pro dezinfekci vody. Úprava délky komory pro dosažení požadované doby kontaktu. Kromě toho lze počet a umístění UV-C LED upravit, aby bylo zajištěno, že veškerá voda bude vystavena UV-C záření.

Výkon systému

Účinnost systému UV-C LED je významným faktorem při určování jeho provozních nákladů. Systém musí být navržen tak, aby maximalizoval účinnost minimalizací spotřeby energie, snížením nákladů na údržbu a optimalizací jeho využití.

Pro snížení spotřeby energie je nezbytné zvolit energeticky účinné UV-C LED a navrhnout systém tak, aby zmírnil tepelné ztráty. Systém by měl být navržen tak, aby minimalizoval požadavky na údržbu začleněním vysoce kvalitních součástí a automatických čisticích mechanismů, mimo jiné. Začlenění senzorů a ovládacích prvků pro monitorování výkonu systému a modifikaci výstupu UV-C podle potřeby může optimalizovat použití UV-C LED.

Validace systému

Účinnost systému UV-C LED při dezinfekci vody musí být ověřena pomocí vhodných testovacích metod, jako je protokol uvedený v USEPA UVDGM (Ultraviolet Desinfection Guidance Manual). Kromě toho musí být systém konstruován tak, aby zajistil shodu s platnými regulačními požadavky, jako je zákon o bezpečné pitné vodě.

Pro ověření účinnosti systému UV-C LED je nezbytné provést nezbytné testování pomocí standardizovaných protokolů, aby bylo zajištěno, že systém splňuje nezbytné dezinfekční standardy. Aby bylo zajištěno, že vyčištěná voda je bezpečná pro lidskou spotřebu, měl by být systém navržen tak, aby vyhovoval všem platným regulačním požadavkům.

Sečteno a podtrženo

Technologie UV-C LED nabízí několik výhod oproti běžným UV lampám pro úpravu pitné vody, včetně vyšší energetické účinnosti, nižších provozních nákladů a menšího dopadu na životní prostředí. Tato technologie je mimořádně účinná při dezinfekci vody a regulaci hladiny TOC, chuti a zápachu. Dá se získat formou Výrobci UV LED diod jako Tianhui Electric

Při navrhování systému UV-C LED pro úpravu pitné vody je třeba pečlivě zvážit řadu faktorů, včetně výstupu UV-C LED, vlnové délky, průtoku, doby kontaktu, účinnosti systému a ověření systému. Několik případových studií prokázalo účinnost technologie UV-C LED při úpravě pitné vody a očekává se, že tato technologie v nadcházejících letech získá širší přijetí.

Pro zájemce o realizaci UV dezinfekce vody n pro potřeby úpravy vzduchu a vody se doporučuje partnerství s renomovaným výrobcem modulů UV LED a diod, jako je Tianhui Electric. Kontaktováním Tianhui Electric ,A Uv led výrobci  můžete se dozvědět více o jejich produktech a naplánovat si konzultaci k projednání vašich potřeb UV dezinfekce.