물 소독에서의 UV-C LED 응용

다음을 포함한 다양한 수처리 기술 UV 물 소독  순수한 식수에 대한 수요 증가에 대응하여 개발되었습니다. 최근 몇 년 동안 Ultraviolet-C(UV-C) LED 기술은 음용수 처리에 잠재적인 응용 분야로 상당한 관심을 불러일으켰습니다. 이 기술은 기존의 수은 기반 UV 램프에 비해 에너지 효율성, 운영 비용 절감, 환경에 미치는 영향 감소 등 많은 장점이 있습니다. 이 기사는 음용수 정화에서 UV-C LED 응용 분야에 대한 포괄적인 가이드를 제공합니다.

UV-C LED 기술

UV-C 방사선은 파장 범위가 200~280나노미터인 전자기 방사선의 한 형태입니다. 박테리아, 바이러스, 원생동물 등 미생물의 DNA를 제거하여 물을 소독하는 데 매우 효과적입니다. 기존의 UV 램프는 수은 증기를 사용하여 UV-C 방사선을 생성합니다. 수은 기반 램프에는 높은 에너지 소비, 환경적 위험, 주기적인 교체 필요성 등 여러 가지 단점이 있습니다.

대조적으로, UV-C LED 기술은 반도체 재료를 사용하여 UV-C 방사선을 생성합니다. LED는 기존의 UV 램프보다 에너지 효율적이고 수명이 깁니다. 또한 이러한 LED는 수은이 없어 더욱 환경 친화적입니다. 또한 특정 파장을 발산하도록 설계할 수 있어 소독 프로세스를 더 잘 제어할 수 있습니다.

음용수 처리에 UV-C LED 적용

UV-C LED 기술은 음용수 처리에 다음과 같은 다양한 응용 분야가 있습니다.:

소독

소독은 음용수 정화에서 이 기술을 가장 일반적으로 적용하는 것입니다. 다른 것보다 더 효과적입니다. UV 물 소독 UV-C 방사선은 박테리아, 바이러스 및 원생동물과 같은 미생물의 DNA를 파괴하는 데 매우 효과적이어서 번식 및 손상이 불가능하도록 합니다. UV-C 방사선은 미생물의 세포막을 관통하고 DNA를 손상시켜 복제 및 질병 확산을 방지합니다.

UV-C 방사선은 유해한 소독 부산물(DBP)을 생성하지 않으며 일반적으로 물 소독에 사용되는 염소와 달리 물의 맛, 색상 또는 냄새를 변경하지 않습니다. UV-C 방사선은 크립토스포리디움 및 지아르디아와 같은 염소 저항성 수인성 병원균에 특히 효과적입니다. UV-C LED 시스템은 효과적인 물 소독에 필요한 용량을 제공하도록 설계할 수 있습니다.

TOC 감소

물의 총유기탄소(TOC)는 물의 유기물 함량을 측정한 것입니다. 높은 농도의 TOC는 인체 건강에 해로운 DBP를 형성할 수 있습니다. 유기 화합물을 더 작고 덜 해로운 분자로 분해함으로써 UV-C LED 기술을 사용하여 물의 TOC 수준을 줄일 수 있습니다. UV-C 방사선은 유기 화합물의 화학 결합을 분해하여 덜 위험하고 단순한 분자를 형성할 수 있습니다.

UV-C LED 기술은 기존 처리 방법으로는 제거하기 어려운 것으로 악명 높은 휴믹산과 풀빅산을 제거하는 데 특히 효과적입니다. 지표수에 이러한 유기 화합물이 존재하면 DBP 형성에 기여할 수 있습니다. UV-C LED 기술은 물의 TOC 수준을 줄임으로써 위험한 DBP 형성을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

맛과 냄새 관리

UV-C LED 기술은 이러한 특성을 담당하는 유기 화합물을 제거하여 물의 맛과 냄새를 제어하는 ​​데 사용할 수 있습니다. 지오스민과 2-메틸이소보르네올(MIB)을 비롯한 특정 유기 화합물은 물의 흙냄새와 곰팡내 나는 맛과 냄새의 원인이 됩니다. 이러한 유기 화합물은 방사선에 의해 분해되어 물의 맛과 냄새를 개선할 수 있습니다.

이 기술은 특히 기존 처리 방법으로는 제거하기 어려운 지오스민과 MIB 농도가 높은 물을 처리하는 데 효과적입니다. 물의 맛과 냄새를 조절함으로써 식수 품질에 대한 소비자 신뢰도를 높일 수 있습니다.

고급 산화 공정(AOP)

고급 산화 공정(AOP)과 함께 UV-C LED 기술을 사용하여 잔류성 유기 오염 물질(POP)이 포함된 물을 정화할 수 있습니다. AOP는 복잡한 유기 화합물을 더 간단하고 덜 위험한 분자로 분해할 수 있는 반응성이 높은 하이드록실 라디칼의 생성을 수반합니다. 이 기술은 AOP를 활성화하는 데 필요한 UV-C 방사선을 생성하는 데 활용할 수 있습니다.

UV-C LED 기술과 AOP의 조합은 의약품, 퍼스널 케어 제품 및 기존 처리 방법으로는 효과적으로 제거할 수 없는 기타 새로운 오염 물질을 함유한 물을 처리하는 데 특히 효과적일 수 있습니다. 특히 도시 지역과 같이 인간 활동이 수원에 영향을 미치는 지역에 적용 가능합니다.

UV-C LED 시스템 설계 시 고려 사항

음용수 처리를 위한 UV-C LED 시스템을 설계하려면 다음과 같은 여러 요인을 세심하게 고려해야 합니다.:

UV-C LED 출력

이것은 물을 소독할 때 시스템의 효능을 결정하는 중요한 요소입니다. 시스템의 출력은 일반적으로 평방 센티미터(cm2)당 밀리와트(mW)로 측정되며 사용된 UV-C LED의 수와 유형에 따라 결정됩니다.

적절한 방출을 보장하려면 수처리 응용 분야를 위해 특별히 설계된 고품질 UV-C LED를 선택하는 것이 필수적입니다. 시스템에 사용되는 LED의 수는 원하는 유량에서 원하는 광도를 제공하기에 적합해야 합니다. LED 수를 늘리거나 더 높은 출력의 LED를 사용하여 총 광도를 높입니다.

파장

UV-C 방사선의 파장은 물 소독 효능을 결정하는 중요한 요소입니다. 최적의 소독 파장은 약 254nm이지만 200~280nm의 파장도 효과적일 수 있습니다. UV-C LED는 의도한 파장에서 빛을 방출해야 합니다.

LED 제조에 사용되는 재료, 재료의 도핑 및 LED 칩의 디자인은 모두 UV-C 방사의 파장에 영향을 미칠 수 있습니다. 원하는 파장에서 방사선을 방출하는 UV-C LED를 선택하고 적절한 테스트 기술을 사용하여 파장을 확인하는 것이 중요합니다.

체적 유량

UV-C LED 시스템을 통한 물의 통과율은 시스템의 효율성을 결정하는 중요한 요소입니다. 원하는 수준의 소독을 달성하려면 적절한 시간 동안 모든 물이 UV-C 방사선에 노출되도록 시스템을 설계해야 합니다.

충분한 노출 시간을 보장하려면 유속, UV-C LED 챔버의 길이, UV-C LED의 수와 배치를 기반으로 필요한 접촉 시간을 계산하는 것이 필수적입니다. 밸브와 펌프를 사용하여 LED 시스템의 설계 매개변수 내에서 물의 유속을 유지하도록 유속을 조절할 수 있습니다.

연락 기간

물과 UV-C 방사선 사이의 접촉 시간은 시스템의 효율성을 결정하는 데 중요한 요소입니다. 접촉 시간은 유속, UV-C LED 챔버의 길이, UV-C LED의 수와 배치에 영향을 받습니다.

UV-C LED 챔버는 물 소독을 위한 충분한 노출 시간을 제공하도록 설계되어야 합니다. 원하는 접촉 시간을 달성하기 위해 챔버의 길이를 조정합니다. 또한 UV-C LED의 수와 위치를 수정하여 모든 물이 UV-C 방사선에 노출되도록 할 수 있습니다.

시스템 성능

UV-C LED 시스템의 효율성은 운영 비용을 결정하는 중요한 요소입니다. 시스템은 에너지 소비를 최소화하고 유지보수 비용을 낮추며 사용을 최적화하여 효율성을 극대화하도록 설계되어야 합니다.

에너지 소비를 줄이기 위해서는 에너지 효율적인 UV-C LED를 선택하고 열 손실을 완화하도록 시스템을 설계하는 것이 필수적입니다. 시스템은 무엇보다도 고품질 구성 요소와 자동 청소 메커니즘을 통합하여 유지 관리 요구 사항을 최소화하도록 설계되어야 합니다. 센서와 컨트롤을 통합하여 시스템 성능을 모니터링하고 필요에 따라 UV-C 출력을 수정하면 UV-C LED 사용을 최적화할 수 있습니다.

시스템 검증

UV-C LED 시스템의 물 소독 효과는 USEPA UVDGM(자외선 소독 안내 ​​매뉴얼)에 설명된 프로토콜과 같은 적절한 테스트 방법을 사용하여 검증되어야 합니다. 또한 시스템은 식수안전법(Safe Drinking Water Act)과 같은 적용 가능한 규제 요건을 준수하도록 구성되어야 합니다.

UV-C LED 시스템의 효능을 검증하려면 시스템이 필요한 소독 표준을 충족하는지 확인하기 위해 표준화된 프로토콜을 사용하여 필요한 테스트를 수행하는 것이 필수적입니다. 정제수가 인체에 안전한지 확인하기 위해 시스템은 적용 가능한 모든 규제 요건을 준수하도록 설계되어야 합니다.

결론

UV-C LED 기술은 음용수 처리를 위한 기존 UV 램프에 비해 에너지 효율성 향상, 운영 비용 절감, 환경 영향 감소 등 몇 가지 이점을 제공합니다. 이 기술은 물을 소독하고 TOC 수준, 풍미 및 냄새를 조절하는 데 매우 효과적입니다. 형태로 얻을 수 있다 UV LED 다이오드 제조업체 좋다 Tianhui 전기

음용수 처리를 위한 UV-C LED 시스템을 설계할 때 UV-C LED 출력, 파장, 유속, 접촉 시간, 시스템 효율성 및 시스템 검증을 비롯한 여러 요인을 신중하게 고려해야 합니다. 여러 사례 연구에서 음용수 처리에서 UV-C LED 기술의 효능이 입증되었으며 앞으로 이 기술이 더 널리 보급될 것으로 예상됩니다.

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