Суды залалсыздандырудағы UV-C жарық диодты қолданбалары

Суды тазартудың әртүрлі технологиялары, соның ішінде UV-су десинфекциялауы  таза ауыз суға сұраныстың артуына жауап ретінде әзірленді. Соңғы жылдары Ультракүлгін-С (УК-С) жарықдиодты технологиясы ауыз суды тазартудағы әлеуетті қолданбалары үшін үлкен қызығушылық тудырды. Бұл технология кәдімгі сынап негізіндегі ультракүлгін шамдарға қарағанда бірқатар артықшылықтарға ие, соның ішінде энергия тиімділігі, пайдалану шығындарының төмендігі және қоршаған ортаның азырақ ізі. Бұл мақала ауыз суды қалпына келтіруде UV-C жарықдиодты қолданбалары бойынша толық нұсқаулық береді.

UV-C LED технологиясы

УК-С сәулеленуі - толқын ұзындығы 200-ден 280 нанометрге дейінгі электромагниттік сәулеленудің бір түрі. Бактериялар, вирустар және қарапайымдылар сияқты микроорганизмдердің ДНҚ-сын жою арқылы ол суды зарарсыздандыруда өте тиімді. Дәстүрлі ультракүлгін шамдар сынап буының көмегімен УК-С сәулесін шығарады. Сынап негізіндегі шамдардың бірқатар кемшіліктері бар, соның ішінде жоғары энергия тұтыну, қоршаған ортаға қауіп төндіретін және мерзімді ауыстыру қажеттілігі.

Керісінше, UV-C LED технологиясы УК-С сәулеленуін жасау үшін жартылай өткізгіш материалды пайдаланады. Жарықдиодты шамдар әдеттегі ультракүлгін шамдарға қарағанда энергияны үнемдейді және ұзақ қызмет етеді. Бұған қоса, бұл жарықдиодты шамдар сынапсыз, бұл оларды қоршаған ортаға қолайлы етеді. Бұған қоса, олар дезинфекция процесін көбірек бақылауға мүмкіндік беретін белгілі бір толқын ұзындығын шығару үшін жобалануы мүмкін.

Ауыз суды тазартуда УК-С жарықдиодтарын қолдану

UV-C LED технологиясы ауыз суды өңдеуде, соның ішінде көптеген қолданбаларға ие:

Дезинфекция

Дезинфекция - ауыз суды қалпына келтіруде осы технологияның ең көп тараған қолданылуы. Басқаларға қарағанда тиімдірек UV-су десинфекциялауы УК-С сәулесі бактериялар, вирустар және қарапайымдылар сияқты микроорганизмдердің ДНҚ-сын жоюда өте тиімді, оларды көбеюге және жарақат алуға қабілетсіз етеді. УК-С сәулесі микроорганизмдердің жасушалық мембраналарына еніп, олардың ДНҚ-сын зақымдап, олардың репликациялануын және аурудың таралуын болдырмайды.

Ультракүлгін-С сәулесі зиянды дезинфекциялық жанама өнімдерді (DBP) жасамайды және әдетте суды зарарсыздандыру үшін қолданылатын хлордан айырмашылығы судың дәмін, түсін немесе иісін өзгертпейді. УК-С сәулеленуі Cryptosporidium және Giardia сияқты хлорға төзімді сумен тасымалданатын патогендерге қарсы ерекше тиімді. UV-C жарықдиодты жүйелері суды тиімді залалсыздандыру үшін қажетті мөлшерді жеткізу үшін жобалануы мүмкін.

TOC төмендеуі

Судың жалпы органикалық көміртегі (TOC) оның органикалық құрамының өлшемі болып табылады. TOC жоғары концентрациясы адам денсаулығына зиян келтіретін DBP түзілуіне әкелуі мүмкін. Органикалық қосылыстарды кішірек, аз зиянды молекулаларға ыдырату арқылы UV-C LED технологиясын судағы TOC деңгейін төмендету үшін пайдалануға болады. УК-С сәулесі органикалық қосылыстардағы химиялық байланыстарды бұзады, нәтижесінде қауіптілігі азырақ, қарапайым молекулалар пайда болады.

УК-С жарықдиодты технологиясы әсіресе қарапайым емдеу әдістерімен жою қиын болатын гумин және фульво қышқылдарын кетіруде тиімді. Бұл органикалық қосылыстардың жер үсті суларында болуы DBP түзілуіне ықпал етуі мүмкін. Судағы TOC деңгейін төмендету арқылы UV-C LED технологиясы қауіпті DBP түзілуін болдырмауға көмектеседі.

Дәм мен иісті басқару

UV-C LED технологиясы осы қасиеттерге жауап беретін органикалық қосылыстарды жою арқылы судың дәмі мен иісін бақылау үшін пайдаланылуы мүмкін. Кейбір органикалық қосылыстар, соның ішінде геосмин және 2-метилизоборнеол (MIB) судың жер және көгерген дәмі мен иісіне жауап береді. Бұл органикалық қосылыстар радиацияның әсерінен ыдырауы мүмкін, осылайша судың дәмі мен иісін жақсартады.

Бұл технология әсіресе геосмин мен MIB үлкен концентрациясы бар суды тазартуда тиімді, оларды әдеттегі тазарту әдістерімен жою қиын. Судың дәмі мен иісін реттей отырып, тұтынушылардың ауыз су сапасына деген сенімін арттыра алады.

Жетілдірілген тотығу процестері (AOPs)

Жетілдірілген тотығу процестерімен (AOPs) бірге UV-C LED технологиясын құрамында тұрақты органикалық ластағыштар (POP) бар суды тазарту үшін пайдалануға болады. AOPs күрделі органикалық қосылыстарды қарапайым, аз қауіпті молекулаларға ыдырататын жоғары реактивті гидроксил радикалдарын өндіруді талап етеді. Бұл технологияны AOP белсендіру үшін қажетті УК-С сәулеленуін өндіру үшін пайдалануға болады.

УК-С жарықдиодты технологиясы мен AOP комбинациясы әдеттегі емдеу әдістерімен тиімді жоюға болмайтын фармацевтикалық препараттар, жеке күтім өнімдері және басқа пайда болатын ластаушы заттар бар суды тазарту үшін әсіресе тиімді болуы мүмкін. Әсіресе, адам әрекеті су көздеріне әсер ететін аймақтарда, мысалы, қалалық жерлерде қолданылады.

УК-С жарықдиодты жүйесін жобалауға қатысты ойлар

Ауыз суды тазартуға арналған УК-С жарықдиодты жүйесін жобалау бірқатар факторларды мұқият қарастыруды қажет етеді, соның ішінде:

UV-C жарық диоды шығысы

Бұл жүйенің суды зарарсыздандырудағы тиімділігінің шешуші факторы болып табылады. Жүйенің шығысы әдетте шаршы сантиметрге (см2) милливаттпен (мВт) өлшенеді және қолданылатын УК-С жарық диодтарының саны мен түрімен анықталады.

Сәйкес эмиссияны қамтамасыз ету үшін суды тазарту қолданбалары үшін арнайы әзірленген жоғары сапалы UV-C жарық диодтарын таңдау маңызды. Жүйеде қолданылатын жарық диодтарының саны қажетті ағын жылдамдығында қажетті жарықтылықты қамтамасыз ету үшін сәйкес болуы керек. Жарық диодтарының санын көбейту немесе қуаты жоғары жарық диодтарын пайдалану арқылы жалпы жарықтылықты арттырыңыз.

Толқын ұзындығы

УК-С радиациясының толқын ұзындығы оның суды зарарсыздандырудағы тиімділігін анықтауда шешуші фактор болып табылады. Оңтайлы залалсыздандыру толқын ұзындығы шамамен 254 нм, дегенмен 200 және 280 нм арасындағы толқын ұзындығы да тиімді болуы мүмкін. UV-C жарық диодтары жоспарланған толқын ұзындығында жарық шығаруы керек.

Жарықдиодты шамдарды өндіру үшін қолданылатын материал, материалды қоспалау және жарықдиодты чиптің дизайны УК-С сәулеленуінің толқын ұзындығына әсер етуі мүмкін. Қажетті толқын ұзындығында сәуле шығаратын UV-C жарық диодтарын таңдау және тиісті сынақ әдістерін қолдана отырып, толқын ұзындығын тексеру өте маңызды.

Көлемді ағын жылдамдығы

UV-C LED жүйесі арқылы судың өту жылдамдығы жүйенің тиімділігін анықтауда шешуші фактор болып табылады. Дезинфекцияның қажетті деңгейіне жету үшін жүйе барлық суды жеткілікті уақыт ішінде УК-С сәулеленуіне ұшырататын етіп жобалануы керек.

Экспозицияның жеткілікті уақытын қамтамасыз ету үшін ағын жылдамдығына, УК-С жарықдиодты камерасының ұзындығына және UV-C жарық диодтарының саны мен орналасуына негізделген қажетті байланыс уақытын есептеу қажет. Клапандар мен сорғыларды пайдалана отырып, су ағынының жылдамдығын жарықдиодты жүйенің жобалық параметрлері шегінде ұстау үшін ағын жылдамдығын реттеуге болады.

Байланыс кезеңі

Су мен УК-С сәулелену арасындағы байланыс ұзақтығы жүйенің тиімділігін анықтауда шешуші элемент болып табылады. Байланыс уақытына ағын жылдамдығы, UV-C жарықдиодты камерасының ұзындығы, сондай-ақ УК-С жарық диодтарының саны мен орналасуы әсер етеді.

UV-C жарық диодты камерасы суды зарарсыздандыру үшін жеткілікті әсер ету уақытын қамтамасыз ететіндей етіп жасалуы керек. Қажетті байланыс уақытын орындау үшін камераның ұзындығын реттеу. Оған қоса, барлық судың УК-С сәулеленуіне ұшырауын қамтамасыз ету үшін УК-С жарық диодтарының саны мен орналасуын өзгертуге болады.

Жүйе өнімділігі

UV-C LED жүйесінің тиімділігі оның операциялық шығындарын анықтауда маңызды фактор болып табылады. Жүйе энергияны тұтынуды азайту, техникалық қызмет көрсету шығындарын азайту және оны пайдалануды оңтайландыру арқылы тиімділікті барынша арттыру үшін жобалануы керек.

Қуатты тұтынуды азайту үшін энергияны үнемдейтін UV-C жарық диодтарын таңдау және жылу жоғалуын азайту үшін жүйені жобалау маңызды. Жүйе басқа мүмкіндіктермен қатар жоғары сапалы құрамдас бөліктерді және автоматты тазалау механизмдерін қосу арқылы техникалық қызмет көрсету талаптарын барынша азайтуға арналған. Жүйенің жұмысын бақылау және қажет болған жағдайда УК-С шығысын өзгерту үшін сенсорлар мен басқару элементтерін қосу УК-С жарық диодтарын пайдалануды оңтайландырады.

Жүйені тексеру

Суды дезинфекциялаудағы УК-С жарықдиодты жүйесінің тиімділігі USEPA UVDGM (ультракүлгін дезинфекция бойынша нұсқаулық) көрсетілген хаттама сияқты сәйкес сынақ әдістерін қолдану арқылы тексерілуі керек. Бұған қоса, жүйе Қауіпсіз ауыз су туралы заң сияқты қолданыстағы нормативтік талаптарға сәйкестігін қамтамасыз ету үшін салынуы керек.

UV-C LED жүйесінің тиімділігін растау үшін жүйенің қажетті дезинфекция стандарттарына сәйкестігіне көз жеткізу үшін стандартталған хаттамаларды пайдалана отырып, қажетті сынақтарды жүргізу қажет. Тазартылған судың адам тұтынуы үшін қауіпсіз болуын қамтамасыз ету үшін жүйе барлық қолданыстағы нормативтік талаптарға сәйкес жобалануы керек.

Төменгі сызық

UV-C жарықдиодты технологиясы ауыз суды тазартуға арналған кәдімгі ультракүлгін шамдарға қарағанда бірнеше артықшылықтарды ұсынады, соның ішінде энергия тиімділігін арттыру, пайдалану шығындарын азайту және қоршаған ортаға әсер ету. Бұл технология суды зарарсыздандыруда және TOC деңгейлерін, дәм мен иісті реттеуде өте тиімді. Оны формада алуға болады Ультракүлгін диодтарды өндірушілер сияқты Tianhui Electric

Ауыз суды тазартуға арналған UV-C жарық диодты жүйесін жобалау кезінде бірқатар факторларды, соның ішінде УК-С жарық диодты шығысын, толқын ұзындығын, ағын жылдамдығын, байланыс ұзақтығын, жүйенің тиімділігін және жүйенің валидациясын мұқият ескеру қажет. Бірнеше жағдайлық зерттеулер ауыз суды тазартудағы UV-C LED технологиясының тиімділігін көрсетті және бұл технология алдағы жылдары кеңірек қабылданады деп күтілуде.

Іске асыруға мүдделі адамдар үшін Ультракүлгін суды залалсыздандыру n олардың ауа мен суды тазарту қажеттіліктері үшін Tianhui Electric сияқты ультракүлгін жарықдиодты модульдер мен диодтардың беделді өндірушісімен серіктес болу ұсынылады. Байланыс арқылы Tianhui Electric , а UV басты құрастырушылары  сіз олардың өнімдері туралы көбірек біле аласыз және ультракүлгін сәулелерді дезинфекциялау қажеттіліктерін талқылау үшін кеңесті жоспарлай аласыз.