УВ-C LED апликации во дезинфекција на вода

Различни технологии за третман на вода, вклучувајќи УВ дизинфекција на вода  се развиени како одговор на зголемената побарувачка за чиста вода за пиење. Во последниве години, ултравиолетова-C (UV-C) LED технологијата собра значителен интерес за нејзините потенцијални апликации во третман на вода за пиење. Оваа технологија има голем број на предности во однос на конвенционалните UV светилки базирани на жива, вклучувајќи енергетска ефикасност, пониски оперативни трошоци и помал еколошки отпечаток. Овој напис дава сеопфатен водич за UV-C LED апликации во санација на вода за пиење.

УВ-Ц LED технологија

УВ-Ц зрачењето е форма на електромагнетно зрачење со бранова должина која се движи од 200 до 280 нанометри. Со елиминирање на ДНК на микроорганизми како бактерии, вируси и протозои, тој е многу ефикасен во дезинфекција на водата. Традиционалните УВ ламби произведуваат УВ-Ц зрачење користејќи жива пареа. Светилките базирани на жива имаат голем број недостатоци, вклучувајќи голема потрошувачка на енергија, опасности по животната средина и потреба од периодична замена.

Спротивно на тоа, UV-C LED технологијата користи полупроводнички материјал за генерирање на UV-C зрачење. LED диодите се енергетски поефикасни и траат подолго од обичните УВ ламби. Дополнително, овие LED диоди се без жива, што ги прави поповолни за животната средина. Покрај тоа, тие можат да бидат дизајнирани да емитуваат одредена бранова должина, овозможувајќи поголема контрола врз процесот на дезинфекција.

Примени на UV-C LED диоди во третман на вода за пиење

УВ-Ц LED технологијата има повеќекратна примена во третманот на вода за пиење, вклучително и:

Дезинфекција

Дезинфекцијата е најчеста примена на оваа технологија во санирањето на водата за пиење. Тој е поефикасен од другите УВ дизинфекција на вода УВ-Ц зрачењето е исклучително ефикасно во уништување на ДНК на микроорганизми како што се бактерии, вируси и протозои, што ги прави неспособни за репродукција и повреда. УВ-Ц зрачењето продира во клеточните мембрани на микроорганизмите и ја оштетува нивната ДНК, спречувајќи ги да се реплицираат и шират болести.

УВ-Ц зрачењето не генерира штетни нуспроизводи за дезинфекција (ДБП) и не го менува вкусот, бојата или мирисот на водата, за разлика од хлорот, кој вообичаено се користи за дезинфекција на вода. УВ-Ц зрачењето е особено ефикасно против патогени во вода отпорни на хлор, како што се Cryptosporidium и Giardia. УВ-C LED системите можат да бидат дизајнирани да ја испорачуваат потребната доза за ефикасна дезинфекција на водата.

Намалување на TOC

Вкупниот органски јаглерод (TOC) на водата е мерка за нејзината органска содржина. Високите концентрации на TOC може да резултираат со формирање на DBPs, кои се штетни за здравјето на луѓето. Со разложување на органските соединенија на помали, помалку штетни молекули, UV-C LED технологијата може да се користи за намалување на нивото на TOC во водата. УВ-Ц зрачењето може да ги разбие хемиските врски во органските соединенија, што резултира со формирање на помалку опасни, поедноставни молекули.

УВ-Ц LED технологијата е особено ефикасна во отстранувањето на хуминските и фулвични киселини, кои е познато дека е тешко да се елиминираат со конвенционалните методи на лекување. Присуството на овие органски соединенија во површинските води може да придонесе за формирање на DBPs. Со намалување на нивоата на TOC во водата, UV-C LED технологијата може да помогне во спречувањето на формирање на опасни DBPs.

Управување со вкус и мирис

UV-C LED технологијата може да се користи за контрола на вкусот и мирисот на водата со елиминирање на органските соединенија кои се одговорни за овие квалитети. Одредени органски соединенија, вклучително и геосмин и 2-метилизоборнеол (МИБ), се одговорни за земјениот и заситен вкус и мирис на водата. Овие органски соединенија можат да се разградат од зрачењето, а со тоа да се подобри вкусот и мирисот на водата.

Оваа технологија е особено ефикасна за третман на вода со големи концентрации на геосмин и MIB, кои тешко се елиминираат со конвенционалните методи на третман. Со регулирање на вкусот и мирисот на водата, може да се зголеми довербата на потрошувачите во квалитетот на водата за пиење.

Напредни процеси на оксидација (AOPs)

Во врска со напредните процеси на оксидација (AOPs), UV-C LED технологијата може да се користи за санирање на водата што содржи постојани органски загадувачи (POPs). AOPs вклучуваат производство на високо реактивни хидроксилни радикали, кои можат да ги разградат сложените органски соединенија во поедноставни, помалку опасни молекули. Оваа технологија може да се искористи за производство на UV-C зрачење неопходно за активирање на AOPs.

Комбинацијата на UV-C LED технологијата и AOPs може да биде особено ефикасна за третман на вода што содржи фармацевтски производи, производи за лична нега и други нови загадувачи кои не можат ефикасно да се отстранат со конвенционални методи на третман. Особено применливо во области каде што човековите активности имаат ефект врз изворите на вода, како што се урбаните области.

Размислувања за дизајн на UV-C LED систем

Дизајнирањето на UV-C LED систем за третман на вода за пиење бара прецизно разгледување на голем број фактори, вклучително и:

УВ-C LED излез

Ова е клучна детерминанта за ефикасноста на системот за дезинфекција на водата. Излезот на системот обично се мери во миливати (mW) по квадратен сантиметар (cm2) и се одредува според бројот и видот на употребените UV-C LED диоди.

За да се обезбеди соодветна емисија, од суштинско значење е да се изберат висококвалитетни UV-C LED диоди кои се специјално дизајнирани за апликации за третман на вода. Бројот на LED диоди што се користат во системот мора да биде соодветен за да се обезбеди саканата осветленост со саканата брзина на проток. Зголемете ја вкупната осветленост со зголемување на бројот на LED диоди или со користење на LED диоди со поголема моќност.

Должина на бранот

Брановата должина на UV-C зрачењето е клучен фактор за одредување на неговата ефикасност при дезинфекција на водата. Оптималната бранова должина за дезинфекција е приближно 254 nm, иако брановите должини помеѓу 200 и 280 nm исто така можат да бидат ефективни. УВ-Ц LED диодите мора да емитуваат светлина на предвидената бранова должина.

Материјалот што се користи за производство на LED диоди, допингот на материјалот и дизајнот на LED чипот може да влијае на брановата должина на UV-C зрачењето. Неопходно е да се изберат UV-C LED диоди кои емитуваат зрачење на саканата бранова должина и да ја потврдат брановата должина користејќи соодветни техники за тестирање.

Волуметриска стапка на проток

Стапката на минување на вода низ UV-C LED системот е клучен фактор за одредување на ефикасноста на системот. За да се постигне посакуваното ниво на дезинфекција, системот мора да биде дизајниран да ја изложува целата вода на UV-C зрачење соодветно време.

За да се обезбеди доволно време на изложеност, од суштинско значење е да се пресмета потребното време на контакт врз основа на брзината на проток, должината на UV-C LED комората и бројот и поставеноста на UV-C LED диоди. Со помош на вентили и пумпи, стапката на проток може да се регулира за да се задржи стапката на проток на вода во рамките на дизајнерските параметри на LED системот.

Период на контакт

Времетраењето на контактот помеѓу водата и UV-C зрачењето е клучен елемент во одредувањето на ефективноста на системот. Времето на контакт е под влијание на брзината на протокот, должината на UV-C LED комората, како и бројот и поставеноста на UV-C LED диоди.

УВ-C LED комората мора да биде дизајнирана да обезбеди доволно време на изложеност за дезинфекција на водата. Прилагодување на должината на комората за да се постигне саканото време на контакт. Дополнително, бројот и позиционирањето на UV-C LED диоди може да се изменат за да се осигура дека целата вода е изложена на UV-C зрачење.

Перформанси на системот

Ефикасноста на UV-C LED системот е значаен фактор во одредувањето на неговите оперативни трошоци. Системот мора да биде дизајниран да ја максимизира ефикасноста со минимизирање на потрошувачката на енергија, намалување на трошоците за одржување и оптимизирање на неговата употреба.

За да се намали потрошувачката на енергија, од суштинско значење е да се изберат енергетски ефикасни UV-C LED диоди и да се дизајнира системот за да се ублажи загубата на топлина. Системот треба да биде дизајниран да ги минимизира барањата за одржување со вградување на висококвалитетни компоненти и механизми за автоматско чистење, меѓу другите карактеристики. Вградувањето на сензори и контроли за следење на перформансите на системот и менување на UV-C излезот по потреба може да ја оптимизира употребата на UV-C LED диоди.

Валидација на системот

Ефективноста на UV-C LED системот за дезинфекција на вода мора да се потврди со користење на соодветни методи за тестирање, како што е протоколот наведен во USEPA UVDGM (Упатство за упатство за дезинфекција со ултравиолетови). Дополнително, системот мора да биде конструиран за да се обезбеди усогласеност со важечките регулаторни барања, како што е Законот за безбедна вода за пиење.

За да се потврди ефикасноста на UV-C LED системот, од суштинско значење е да се спроведе потребното тестирање користејќи стандардизирани протоколи за да се осигура дека системот ги задоволува потребните стандарди за дезинфекција. За да се осигури дека прочистената вода е безбедна за човечка исхрана, системот треба да биде дизајниран да ги исполнува сите важечки регулаторни барања.

Крајна линија

УВ-Ц LED технологијата нуди неколку предности во однос на конвенционалните УВ ламби за третман на вода за пиење, вклучувајќи поголема енергетска ефикасност, пониски оперативни трошоци и помало влијание врз животната средина. Оваа технологија е извонредно ефикасна во дезинфекција на водата и регулирање на нивото на TOC, вкусот и мирисот. Може да се добие форма Производители на УВ диоди допаѓа Тианхуи Електрик

При дизајнирање на UV-C LED систем за третман на вода за пиење мора внимателно да се земат предвид бројни фактори, вклучувајќи го излезот на UV-C LED, брановата должина, брзината на проток, времетраењето на контактот, ефикасноста на системот и валидацијата на системот. Неколку студии на случај ја покажаа ефикасноста на UV-C LED технологијата во третманот на водата за пиење, и се очекува дека технологијата ќе добие пошироко прифаќање во наредните години.

За оние кои се заинтересирани за спроведување УВ дезинфекција на вода n за нивните потреби за третман на воздух и вода, се препорачува партнерство со реномиран производител на UV LED модули и диоди како Tianhui Electric. Со контактирање Тианхуи Електрик , а УВ предводени производители  можете да дознаете повеќе за нивните производи и да закажете консултација за да разговарате за вашите потреби за дезинфекција со УВ.