UV-C LED pritaikymas vandens dezinfekcijai

Įvairios vandens valymo technologijos, įskaitant Uv vandens dezinfekcija  buvo sukurti reaguojant į didėjančią gryno geriamojo vandens paklausą. Pastaraisiais metais Ultraviolet-C (UV-C) LED technologija sulaukė didelio susidomėjimo dėl galimo pritaikymo geriamojo vandens valymui. Ši technologija turi daug privalumų, palyginti su įprastomis gyvsidabrio pagrindu pagamintomis UV lempomis, įskaitant energijos vartojimo efektyvumą, mažesnes eksploatavimo išlaidas ir mažesnį poveikį aplinkai. Šiame straipsnyje pateikiamas išsamus UV-C LED panaudojimo geriamojo vandens valymui vadovas.

UV-C LED technologija

UV-C spinduliuotė yra elektromagnetinės spinduliuotės forma, kurios bangos ilgis svyruoja nuo 200 iki 280 nanometrų. Pašalinus mikroorganizmų, tokių kaip bakterijos, virusai ir pirmuonys, DNR, jis labai veiksmingai dezinfekuoja vandenį. Tradicinės UV lempos gamina UV-C spinduliuotę, naudodamos gyvsidabrio garus. Gyvsidabrio lempos turi daug trūkumų, įskaitant didelį energijos suvartojimą, pavojų aplinkai ir būtinybę periodiškai keisti.

Priešingai, UV-C LED technologija naudoja puslaidininkinę medžiagą, kuri sukuria UV-C spinduliuotę. Šviesos diodai taupo energiją ir tarnauja ilgiau nei įprastos UV lempos. Be to, šiuose šviesos dioduose nėra gyvsidabrio, todėl jie yra palankesni aplinkai. Be to, jie gali būti sukurti taip, kad skleistų tam tikrą bangos ilgį, kad būtų galima geriau kontroliuoti dezinfekavimo procesą.

UV-C šviesos diodų taikymas geriamojo vandens valymui

UV-C LED technologija yra daug pritaikyta geriamojo vandens valymui, įskaitant:

Dezinfekcija

Dezinfekcija yra labiausiai paplitęs šios technologijos pritaikymas geriamojo vandens valymui. Jis yra efektyvesnis nei kiti Uv vandens dezinfekcija UV-C spinduliuotė ypač efektyviai naikina mikroorganizmų, tokių kaip bakterijos, virusai ir pirmuonys, DNR, todėl jie negali daugintis ir susižaloti. UV-C spinduliuotė prasiskverbia pro mikroorganizmų ląstelių membranas ir pažeidžia jų DNR, neleidžiant jiems daugintis ir plisti ligoms.

UV-C spinduliuotė nesukuria kenksmingų dezinfekcijos šalutinių produktų (DBP) ir nekeičia vandens skonio, spalvos ar kvapo, kitaip nei chloras, kuris dažniausiai naudojamas vandens dezinfekcijai. UV-C spinduliuotė yra ypač veiksminga prieš chlorui atsparius vandens patogenus, tokius kaip Cryptosporidium ir Giardia. UV-C LED sistemos gali būti suprojektuotos taip, kad pateiktų dozę, reikalingą veiksmingai vandens dezinfekcijai.

TOC sumažėjimas

Suminė organinė anglis (TOC) vandenyje yra organinės medžiagos kiekio matas. Dėl didelės TOC koncentracijos gali susidaryti DBP, kurios kenkia žmonių sveikatai. Suskaidžius organinius junginius į mažesnes, mažiau kenksmingas molekules, UV-C LED technologija gali būti naudojama TOC kiekiui vandenyje sumažinti. UV-C spinduliuotė gali suardyti organinių junginių cheminius ryšius, todėl susidaro mažiau pavojingos, paprastesnės molekulės.

UV-C LED technologija ypač efektyviai pašalina humusines ir fulvo rūgštis, kurias, žinoma, sunku pašalinti naudojant įprastinius gydymo metodus. Šių organinių junginių buvimas paviršiniame vandenyje gali prisidėti prie DBP susidarymo. Sumažinus TOC kiekį vandenyje, UV-C LED technologija gali padėti išvengti pavojingų DBP susidarymo.

Skonio ir kvapo valdymas

UV-C LED technologija gali būti naudojama vandens skoniui ir kvapui kontroliuoti, pašalinant už šias savybes atsakingus organinius junginius. Tam tikri organiniai junginiai, įskaitant geosminą ir 2-metilizoborneolį (MIB), yra atsakingi už vandens žemišką ir purviną skonį ir kvapą. Šiuos organinius junginius gali suskaidyti spinduliuotė, todėl pagerėja vandens skonis ir kvapas.

Ši technologija ypač efektyvi apdorojant vandenį su didelėmis geosmino ir MIB koncentracijomis, kurias sunku pašalinti įprastiniais valymo metodais. Reguliuodamas vandens skonį ir kvapą, jis gali padidinti vartotojų pasitikėjimą geriamojo vandens kokybe.

Išplėstiniai oksidacijos procesai (AOP)

Kartu su pažangiais oksidacijos procesais (AOP), UV-C LED technologija gali būti naudojama vandens, kuriame yra patvariųjų organinių teršalų (POP), valymui. Dėl AOP susidaro labai reaktyvūs hidroksilo radikalai, kurie gali suskaidyti sudėtingus organinius junginius į paprastesnes, mažiau pavojingas molekules. Šią technologiją galima panaudoti gaminant UV-C spinduliuotę, reikalingą AOP suaktyvinti.

UV-C LED technologijos ir AOP derinys gali būti ypač veiksmingas apdorojant vandenį, kuriame yra vaistų, asmens priežiūros produktų ir kitų atsirandančių teršalų, kurių negalima veiksmingai pašalinti įprastiniais gydymo metodais. Ypač tinka tose vietose, kur žmogaus veikla turi įtakos vandens šaltiniams, pavyzdžiui, miesto teritorijose.

UV-C LED sistemos dizaino svarstymai

Kuriant UV-C LED sistemą, skirtą geriamojo vandens valymui, reikia kruopščiai atsižvelgti į daugelį veiksnių, įskaitant:

UV-C LED išėjimas

Tai yra esminis vandens dezinfekavimo sistemos veiksmingumo veiksnys. Sistemos galia paprastai matuojama milivatais (mW) kvadratiniam centimetrui (cm2) ir nustatoma pagal naudojamų UV-C šviesos diodų skaičių ir tipą.

Norint užtikrinti tinkamą emisiją, būtina pasirinkti aukštos kokybės UV-C šviesos diodus, specialiai sukurtus vandens valymo programoms. Sistemoje naudojamų šviesos diodų skaičius turi būti pakankamas, kad būtų užtikrintas norimas šviesumas esant norimam srautui. Padidinkite bendrą šviesumą padidindami šviesos diodų skaičių arba naudodami didesnės galios šviesos diodus.

Bangos ilgis

UV-C spinduliuotės bangos ilgis yra esminis veiksnys, lemiantis jos veiksmingumą dezinfekuojant vandenį. Optimalus dezinfekavimo bangos ilgis yra maždaug 254 nm, nors 200–280 nm bangos ilgiai taip pat gali būti veiksmingi. UV-C šviesos diodai turi skleisti šviesą numatytu bangos ilgiu.

Šviesos diodų gamybai naudojama medžiaga, medžiagos dopingas ir LED lusto konstrukcija gali turėti įtakos UV-C spinduliuotės bangos ilgiui. Labai svarbu pasirinkti UV-C šviesos diodus, skleidžiančius norimo bangos ilgio spinduliuotę, ir patikrinti bangos ilgį naudojant atitinkamus bandymo metodus.

Tūrinis srautas

Vandens pratekėjimo per UV-C LED sistemą greitis yra esminis veiksnys, lemiantis sistemos efektyvumą. Norint pasiekti norimą dezinfekcijos lygį, sistema turi būti suprojektuota taip, kad visą vandenį pakankamai ilgai veiktų UV-C spinduliuotė.

Norint užtikrinti pakankamą ekspozicijos laiką, būtina apskaičiuoti reikiamą sąlyčio laiką pagal srautą, UV-C LED kameros ilgį ir UV-C šviesos diodų skaičių bei vietą. Naudojant vožtuvus ir siurblius, srautą galima reguliuoti, kad vandens srautas atitiktų LED sistemos projektinius parametrus.

Kontaktinis laikotarpis

Vandens ir UV-C spinduliuotės kontakto trukmė yra esminis elementas, lemiantis sistemos efektyvumą. Kontakto trukmę įtakoja srautas, UV-C LED kameros ilgis, taip pat UV-C šviesos diodų skaičius ir išdėstymas.

UV-C šviesos diodų kamera turi būti suprojektuota taip, kad būtų pakankamai laiko dezinfekuoti vandenį. Kameros ilgio reguliavimas, kad būtų pasiektas norimas kontakto laikas. Be to, UV-C šviesos diodų skaičius ir padėtis gali būti keičiami siekiant užtikrinti, kad visas vanduo būtų veikiamas UV-C spinduliuotės.

Sistemos našumas

UV-C LED sistemos efektyvumas yra svarbus veiksnys, lemiantis jos eksploatavimo išlaidas. Sistema turi būti suprojektuota taip, kad maksimaliai padidintų efektyvumą, sumažinant energijos sąnaudas, sumažinant priežiūros išlaidas ir optimizuojant jos naudojimą.

Norint sumažinti energijos sąnaudas, būtina pasirinkti energiją taupančius UV-C šviesos diodus ir suprojektuoti sistemą taip, kad sumažėtų šilumos nuostoliai. Sistema turėtų būti suprojektuota taip, kad būtų kuo mažiau priežiūros reikalaujama, be kitų funkcijų, įtraukiant aukštos kokybės komponentus ir automatinius valymo mechanizmus. Įtraukus jutiklius ir valdiklius, skirtus stebėti sistemos veikimą ir prireikus modifikuoti UV-C išvestį, galima optimizuoti UV-C šviesos diodų naudojimą.

Sistemos patvirtinimas

UV-C LED sistemos veiksmingumas dezinfekuojant vandenį turi būti patvirtintas naudojant tinkamus bandymo metodus, tokius kaip USEPA UVDGM (Ultravioletinės dezinfekcijos vadovo) aprašytas protokolas. Be to, sistema turi būti sukonstruota taip, kad būtų laikomasi taikomų norminių reikalavimų, tokių kaip Saugaus geriamojo vandens įstatymas.

Norint patvirtinti UV-C LED sistemos veiksmingumą, būtina atlikti būtinus bandymus naudojant standartizuotus protokolus, siekiant užtikrinti, kad sistema atitiktų būtinus dezinfekcijos standartus. Siekiant užtikrinti, kad išvalytas vanduo būtų saugus vartoti žmonėms, sistema turi būti suprojektuota taip, kad atitiktų visus taikomus norminius reikalavimus.

Apatinė eilutė

UV-C LED technologija suteikia keletą pranašumų, palyginti su įprastomis UV lempomis, skirtomis geriamojo vandens valymui, įskaitant didesnį energijos vartojimo efektyvumą, mažesnes eksploatavimo išlaidas ir mažesnį poveikį aplinkai. Ši technologija itin efektyviai dezinfekuoja vandenį ir reguliuoja TOC lygį, skonį ir kvapą. Jį galima gauti forma UV LED diodų gamintojai Kaip Tianhui elektrinis

Kuriant UV-C LED sistemą, skirtą geriamojo vandens valymui, reikia atidžiai apsvarstyti daugybę veiksnių, įskaitant UV-C LED išvestį, bangos ilgį, srautą, kontakto trukmę, sistemos efektyvumą ir sistemos patvirtinimą. Keletas atvejų tyrimų parodė UV-C LED technologijos veiksmingumą apdorojant geriamąjį vandenį, todėl tikimasi, kad ateinančiais metais ši technologija bus pripažinta plačiau.

Tiems, kurie domisi įgyvendinimu UV vandens dezinfekcija Dėl oro ir vandens valymo poreikių rekomenduojama bendradarbiauti su gerbiamu UV LED modulių ir diodų gamintoju, pvz., „Tianhui Electric“. Susisiekus Tianhui elektrinis ,a Uv led gamintojai  Galite sužinoti daugiau apie jų gaminius ir suplanuoti konsultaciją, kad aptartumėte UV dezinfekcijos poreikius.