नसबंदी और कीटाणुशोधन-जल शोधन में यूवी एलईडी का अनुप्रयोग अनुसंधान

यूवी-एलईडी, या पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जक डायोड, पिछले दस वर्षों में पानी को कीटाणुरहित करने की एक व्यावहारिक तकनीक बन गए हैं। रासायनिक पर पारंपरिक पारा यूवी लैंप के फायदे यूवी पानी कीटाणुशोधन   तकनीक अभी भी यूवी-एलईडी के साथ हैं, लेकिन वे कुछ कमियां भी दूर करते हैं।

बंध्याकरण प्रौद्योगिकी

के असंख्य अनुप्रयोग यूवी एलईडी नसबंदी प्रौद्योगिकी दैनिक जीवन में पाई जा सकती है। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग भोजन, दवा, पानी और सीवेज सिस्टम में किया जाता है। रसायन, गर्मी, यूवी विकिरण और ओजोन सभी का अक्सर उपयोग किया जाता है यूवी एलईडी नसबंदी   तकनीक।

उनकी सरलता के कारण, रसायनों (जैसे क्लोरीन, पेरोक्सीडेज, आदि) का अक्सर उपयोग किया जाता है यूवी एलईडी नसबंदी ; हालाँकि, उनके प्रतिकूल प्रभाव हो सकते हैं, जैसे लक्ष्य की गुणवत्ता को बदलना। क्लोरीन का उपयोग करने के नुकसान यूवी एलईडी नसबंदी गंधयुक्त और जैव-खतरनाक रसायनों का उत्पादन होता है।

पानी पराबैंगनी को बरकरार नहीं रख सकता है और इसका पारिस्थितिकी तंत्र पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। इसके अतिरिक्त, यह जीवाणु एंटीबायोटिक प्रतिरोध में परिणाम नहीं करता है। इस प्रकार, यूवी एलईडी नसबंदी , जो हाल ही में क्लोरीनीकरण के विकल्प के रूप में सुर्खियों में आया है, रासायनिक यौगिकों के बिना प्रभावी ढंग से सफाई करता है।

यूवी लैंप, जैसे अपेक्षाकृत कम और मध्यम पारा-वाष्प लैंप, पारंपरिक यूवी स्टरलाइज़िंग तकनीकों में उपयोग किए जाते हैं। इनका उपयोग जैविक प्रयोगशालाओं और चिकित्सा सुविधाओं में काम के वातावरण और उपकरणों को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है। डीएनए द्वारा यूवी अवशोषण की दक्षता के संबंध में, यूवी रोशनी एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर यूवी का उत्सर्जन करती है, जो एंटी-माइक्रोबियल प्रभावकारिता वक्र की चोटियों से बहुत निकटता से मेल खाती है।

365 एनएम की आवृत्ति वाले यूवी विकिरण को यूवी-ए (320-400 एनएम) के रूप में वर्गीकृत किया गया है, और यूवी-ए में यूवी-सी (100-280 एनएम) की तुलना में नुकसान की संभावना कम है। एक यूवी-एलईडी 365 नैनोमीटर के तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश पैदा करता है, जो 254-नैनोमीटर तरंग दैर्ध्य वाले दीपक की तुलना में मानव आंखों और त्वचा के लिए कम हानिकारक है।

इसके अतिरिक्त, क्योंकि यूवी-एलईडी पारा मुक्त है, इसका पर्यावरण या लोगों पर कोई नकारात्मक प्रभाव नहीं पड़ता है। पर्यावरण के प्रति जागरूक स्टरलाइज़र एक यूवी-एलईडी है। पारा, जो पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है, पारा-वाष्प लैंप में मौजूद है।

यूवी स्टरलाइज़र को लैंप के आकार में फिट होने के लिए बनाया जाना चाहिए, जो अक्सर विशाल होते हैं और बहुत अधिक जगह घेरते हैं। इस प्रकार, खतरनाक सामग्री का उपयोग किए बिना, नया यूवी एलईडी नसबंदी   कम ऊर्जा खपत वाले उपकरण विभिन्न आकृतियों और आकारों में बनाए जा सकते हैं।

पारंपरिक एलईडी के साथ यूवी एलईडी की तुलना; एस

यूवी-एलईडी अपने पारंपरिक समकक्षों की तुलना में अधिक लचीला, छोटा और पारा-मुक्त हैं। वे लंबे समय तक टिकते भी हैं और अधिक तेज़ी से पूर्ण शक्ति प्राप्त करते हैं। ये लाभ, लगभग तत्काल स्टार्टअप समय और अनुकूलन योग्य तरंग दैर्ध्य के साथ, यूवी-एलईडी रिएक्टर डिज़ाइन को महान डिज़ाइन लचीलेपन के साथ प्रदान करते हैं।

इन लाभों के बावजूद, पारंपरिक यूवी-एलईडी रिएक्टर अनुप्रयोगों ने छोटे नेटवर्क पर ध्यान केंद्रित किया है, जो नगरपालिका के पानी के उपचार के लिए अप्रभावी हैं। उनके मामूली आकार के कारण, जो 1 से 4 मिमी तक होता है, यूवी-एलईडी को विभिन्न दिशाओं में विकिरण उत्सर्जित करने के लिए तैनात किया जा सकता है।

पारंपरिक यूवी लैंप की तुलना में, ये अत्यधिक केंद्रित विकिरण पैटर्न अधिक अभिविन्यास विकल्पों की अनुमति देते हैं और इसलिए, अद्वितीय विखंडन रिएक्टर। के लिए यूवी पानी कीटाणुशोधन यूवी-एलईडी कम से कम यूवी (एलपीयूवी) लैंप के रूप में प्रभावी एंटी-माइक्रोबियल आवृत्तियों के एक व्यापक स्पेक्ट्रम पर दिखाया गया है (उदाहरण के लिए, 250 –285 एनएम)।

साल दर साल इन चरों में सुधार हो रहा है। यूवी-एलईडी उचित स्वच्छता प्रौद्योगिकी का व्यापक रूप से अपनाने से उच्च प्रारंभिक लागत, खराब उत्पादन शक्ति और कम मुखौटा दक्षता से बाधित हो गया है।

नतीजतन, प्रौद्योगिकी का उपयोग मुख्य रूप से बिंदु-से-उपयोग, छोटे पैमाने के बैच अनुप्रयोगों तक सीमित रहा है, जहां आवश्यक यूवी खुराक प्राप्त करने के लिए लंबे समय तक जोखिम अवधि से प्रौद्योगिकी की कमियों को दूर किया जाता है।

फिर भी, यूवी-एलईडी प्रौद्योगिकी में तेजी से प्रगति और रिएक्टरों के डिजाइन और प्रदर्शन के अनुकूलन से नगरपालिका जल कार्यों (डब्ल्यूटीडब्ल्यू) में उपयोग किए जा सकने वाले पहले पूर्ण पैमाने के यूवी-एलईडी रिएक्टरों का निर्माण संभव हो गया है।

इस तरह के रिएक्टर एक क्रिस्टल ग्लास ट्यूब से बने होते हैं जिसमें यूवी-एलईडी सिलेंडर के किनारे के साथ एक श्रृंखला में व्यवस्थित होते हैं, जो यूवी प्रकाश को रिएक्टर के माध्यम से बहने वाले पानी में प्रवेश करने की अनुमति देता है। रिएक्टर पोत के आसपास एक द्रव परिसंचरण प्रणाली का उपयोग करके ऑपरेटिंग एल ई डी द्वारा उत्पादित गर्मी को नष्ट करके थर्मल नियंत्रण पूरा किया जाता है।

बायोडोसिमेट्री

यह निर्धारित करने के लिए कि क्या बड़े पैमाने पर यूवी-एलईडी का उपयोग किया जा सकता है यूवी पानी कीटाणुशोधन,   का सटीक आकलन यूवी पानी कीटाणुशोधन   पूर्ण पैमाने के रिएक्टरों की दक्षता की आवश्यकता है। बायोडोसिमेट्री पारंपरिक यूवी रिएक्टरों (पारा लैंप का उपयोग करके) के लिए वर्तमान सत्यापन विधि है।

इस संदर्भ में, कैलिब्रेटेड सक्रियण कैनेटीक्स के साथ विभिन्न खुराकों पर यूवी जोखिम के लिए एक सरोगेट परीक्षण सूक्ष्मजीव की संवेदनशीलता का मूल्यांकन बायोडोसिमेट्री कहा जाता है। यूवी रिएक्टरों के लिए खुराक-प्रतिक्रिया वक्र आमतौर पर परीक्षण पानी के सूक्ष्मजीव का उपयोग करके कोलिमेटेड बीम परीक्षण के माध्यम से निर्धारित किया जाता है।

एक घटी हुई सापेक्ष खुराक (RED) (mJ/cm2) की गणना कैलिब्रेटेड वक्र और बायोडोसीमीटर के मापे गए निष्क्रियकरण का उपयोग करके की जाती है।

रिएक्टरों के लिए यूवी खुराक-प्रतिक्रिया वक्र

चुनौती देने वाले जीव को सूक्ष्मजीवों के एक ही भंडार से समान रूप से उगाया जाना चाहिए। ऑपरेशन के परिणामस्वरूप रिएक्टरों के लिए एक यूवी खुराक-प्रतिक्रिया वक्र उत्पन्न होता है, और यह पूर्ण पैमाने पर प्राप्त प्रत्येक लॉग निष्क्रियता के लिए घटती खुराक को दर्शाता है।

इसके अतिरिक्त, दृष्टिकोण में यूवी खुराक गणना में यूवी संप्रेषण (यूवीटी) शामिल है, जो यूवीटी पर पूरी तरह से आधारित विभिन्न संकेतक जल गुणवत्ता स्तरों के लिए रिएक्टर की यूवी खुराक-प्रतिक्रिया घटता को मानकीकृत करता है।

इसलिए, इस काम का प्राथमिक लक्ष्य वैकल्पिक परीक्षण सूक्ष्मजीवों का उपयोग करके और पारंपरिक यूवी लैंप की तुलना में यूवी-एलईडी सिस्टम के प्रदर्शन को निर्धारित करना था।

क्रिप्टोस्पोरिडियम एसपीपी

क्रिप्टोस्पोरिडियम एसपीपी चुना। यूवी के बाद से हमारे लक्षित जीव के रूप में अक्सर क्रिप्टोस्पोरिडियम घटना की अधिक संभावना वाली स्थितियों में लागू होता है। क्रिप्टोस्पोरिडियम के जोखिम कारकों में स्रोत जल में उनकी उपस्थिति, क्लोरीन के प्रतिरोध (क्लोरीन संपर्क की अवधि की सूचना दी गई है 1000 –10,000 mg min/L), और उनके छोटे आकार के कारण फ़िल्टर्ड पानी पीने से बचने की प्रवृत्ति (4 –6 मी)।

क्रिप्टोस्पोरिडियम पार्वम के लिए निष्क्रियता यूवी उपचार 0.16 सेमी 2/एमजे है, जो मुक्त क्लोरीन के लिए संगत स्थिरांक से काफी कम है।

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