UV-C LED-toepassingen bij waterdesinfectie

Diverse waterbehandelingstechnologieën waaronder UV-water desinfectie  zijn ontwikkeld als antwoord op de stijgende vraag naar zuiver drinkwater. In de afgelopen jaren heeft de Ultraviolet-C (UV-C) LED-technologie veel belangstelling gekregen voor mogelijke toepassingen in drinkwaterbehandeling. Deze technologie heeft een aantal voordelen ten opzichte van conventionele op kwik gebaseerde UV-lampen, waaronder energiezuinigheid, lagere bedrijfskosten en een kleinere ecologische voetafdruk. Dit artikel biedt een uitgebreide gids voor UV-C LED-toepassingen bij de sanering van drinkwater.

UV-C LED-technologie

UV-C straling is een vorm van elektromagnetische straling met een golflengte van 200 tot 280 nanometer. Door het DNA van micro-organismen zoals bacteriën, virussen en protozoa te verwijderen, is het zeer effectief in het desinfecteren van water. Traditionele UV-lampen produceren UV-C-straling met behulp van kwikdamp. Op kwik gebaseerde lampen hebben een aantal nadelen, waaronder een hoog energieverbruik, gevaren voor het milieu en de noodzaak van periodieke vervanging.

De UV-C LED-technologie gebruikt daarentegen een halfgeleidermateriaal om UV-C-straling te genereren. LED's zijn energiezuiniger en gaan langer mee dan conventionele UV-lampen. Bovendien zijn deze LED's kwikvrij, waardoor ze milieuvriendelijker zijn. Bovendien kunnen ze worden ontworpen om een ​​bepaalde golflengte uit te stralen, waardoor meer controle over het desinfectieproces mogelijk is.

Toepassingen van UV-C LED's in drinkwaterbehandeling

UV-C LED-technologie heeft meerdere toepassingen in de behandeling van drinkwater, waaronder:

Desinfectie

Desinfectie is de meest voorkomende toepassing van deze technologie bij drinkwatersanering. Het is effectiever dan andere UV-water desinfectie UV-C-straling is buitengewoon effectief in het vernietigen van het DNA van micro-organismen zoals bacteriën, virussen en protozoa, waardoor ze niet meer in staat zijn zich voort te planten en letsel kunnen oplopen. UV-C-straling dringt door de celmembranen van micro-organismen en beschadigt hun DNA, waardoor ze zich niet kunnen vermenigvuldigen en ziekten kunnen verspreiden.

UV-C-straling genereert geen schadelijke desinfectiebijproducten (DBP's) en verandert de smaak, kleur of geur van water niet, in tegenstelling tot chloor, dat gewoonlijk wordt gebruikt voor waterdesinfectie. UV-C-straling is met name effectief tegen chloorresistente watergedragen ziekteverwekkers zoals Cryptosporidium en Giardia. UV-C LED-systemen kunnen worden ontworpen om de dosering te leveren die nodig is voor effectieve waterdesinfectie.

TOC-verlaging

De totale organische koolstof (TOC) van water is een maat voor het organische gehalte. Hoge concentraties TOC kunnen leiden tot de vorming van DBP's, die schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid. Door organische verbindingen af ​​te breken tot kleinere, minder schadelijke moleculen, kan UV-C LED-technologie worden gebruikt om het TOC-gehalte in water te verlagen. UV-C-straling kan de chemische bindingen in organische verbindingen afbreken, wat resulteert in de vorming van minder gevaarlijke, eenvoudigere moleculen.

UV-C LED-technologie is vooral effectief bij het verwijderen van humus- en fulvinezuren, die notoir moeilijk te verwijderen zijn met conventionele behandelingsmethoden. De aanwezigheid van deze organische verbindingen in oppervlaktewater kan bijdragen aan de vorming van DBP's. Door de niveaus van TOC in water te verlagen, kan UV-C LED-technologie helpen bij het voorkomen van de vorming van gevaarlijke DBP's.

Smaak- en geurmanagement

UV-C LED-technologie kan worden gebruikt om de smaak en geur van water te beheersen door de organische verbindingen die verantwoordelijk zijn voor deze eigenschappen te elimineren. Bepaalde organische verbindingen, waaronder geosmin en 2-methylisoborneol (MIB), zijn verantwoordelijk voor de aardse en muffe smaak en geur van het water. Deze organische verbindingen kunnen door de straling worden afgebroken, waardoor de smaak en geur van het water verbeteren.

Deze technologie is vooral effectief bij het behandelen van water met grote concentraties geosmin en MIB, die moeilijk te verwijderen zijn met conventionele behandelingsmethoden. Door de smaak en geur van water te reguleren, kan het het vertrouwen van de consument in de kwaliteit van drinkwater vergroten.

Geavanceerde oxidatieprocessen (AOP's)

In combinatie met geavanceerde oxidatieprocessen (AOP's) kan UV-C LED-technologie worden gebruikt om water te saneren dat persistente organische verontreinigende stoffen (POP's) bevat. AOP's omvatten de productie van zeer reactieve hydroxylradicalen, die complexe organische verbindingen kunnen afbreken tot eenvoudigere, minder gevaarlijke moleculen. Deze technologie kan worden gebruikt om de UV-C-straling te produceren die nodig is om de AOP's te activeren.

De combinatie van UV-C LED-technologie en AOP's kan bijzonder effectief zijn voor de behandeling van water dat geneesmiddelen bevat, producten voor persoonlijke verzorging en andere opkomende verontreinigingen die niet effectief kunnen worden verwijderd met conventionele behandelingsmethoden. Met name toepasbaar in gebieden waar menselijke activiteiten invloed hebben op waterbronnen, zoals stedelijke gebieden.

Overwegingen bij het ontwerpen van UV-C LED-systemen

Het ontwerpen van een UV-C LED-systeem voor de behandeling van drinkwater vereist een zorgvuldige afweging van een aantal factoren, waaronder::

UV-C LED-uitgang

Dit is een cruciale bepalende factor voor de doeltreffendheid van het systeem bij het desinfecteren van water. De output van het systeem wordt meestal gemeten in milliwatt (mW) per vierkante centimeter (cm2) en wordt bepaald door het aantal en type UV-C LED's dat wordt gebruikt.

Om voldoende emissie te garanderen, is het essentieel om hoogwaardige UV-C-leds te kiezen die specifiek zijn ontworpen voor waterbehandelingstoepassingen. Het aantal LED's dat in het systeem wordt gebruikt, moet voldoende zijn om de gewenste helderheid te bieden bij het gewenste debiet. Verhoog de totale lichtsterkte door het aantal LED's te vergroten of door LED's met een hoger vermogen te gebruiken.

Golflengte

De golflengte van de UV-C-straling is een cruciale factor bij het bepalen van de doeltreffendheid ervan bij het desinfecteren van water. De optimale desinfectiegolflengte is ongeveer 254 nm, hoewel golflengten tussen 200 en 280 nm ook effectief kunnen zijn. De UV-C leds moeten licht uitstralen op de beoogde golflengte.

Het materiaal dat wordt gebruikt om de leds te maken, de dotering van het materiaal en het ontwerp van de led-chip kunnen allemaal invloed hebben op de golflengte van de UV-C-straling. Het is essentieel om UV-C-leds te kiezen die straling op de gewenste golflengte uitzenden en de golflengte te verifiëren met behulp van geschikte testtechnieken.

Volumetrische stroomsnelheid

De waterdoorlaatbaarheid door het UV-C LED-systeem is een cruciale factor bij het bepalen van de effectiviteit van het systeem. Om het gewenste desinfectieniveau te bereiken, moet het systeem zo zijn ontworpen dat al het water voldoende lang wordt blootgesteld aan UV-C-straling.

Om voldoende belichtingstijd te garanderen, is het essentieel om de vereiste contacttijd te berekenen op basis van het debiet, de lengte van de UV-C LED-kamer en het aantal en de plaatsing van de UV-C LED's. Met behulp van kleppen en pompen kan het debiet worden geregeld om het waterdebiet binnen de ontwerpparameters van het LED-systeem te houden.

Contactperiode

De contactduur tussen het water en de UV-C-straling is een cruciaal element bij het bepalen van de effectiviteit van het systeem. De contacttijd wordt beïnvloed door het debiet, de lengte van de UV-C LED-kamer, evenals het aantal en de plaatsing van UV-C LED's.

De UV-C LED-kamer moet ontworpen zijn om voldoende blootstellingstijd te bieden voor het desinfecteren van het water. De lengte van de kamer aanpassen om de gewenste contacttijd te bereiken. Bovendien kan het aantal en de plaatsing van UV-C-leds worden gewijzigd om ervoor te zorgen dat al het water wordt blootgesteld aan UV-C-straling.

Systeem prestatie

De efficiëntie van het UV-C LED-systeem is een belangrijke factor bij het bepalen van de bedrijfskosten. Het systeem moet worden ontworpen om de efficiëntie te maximaliseren door het energieverbruik te minimaliseren, de onderhoudskosten te verlagen en het gebruik ervan te optimaliseren.

Om het energieverbruik te verminderen, is het essentieel om energiezuinige UV-C-leds te kiezen en het systeem zo te ontwerpen dat warmteverlies wordt beperkt. Het systeem moet worden ontworpen om de onderhoudsvereisten tot een minimum te beperken door onder andere hoogwaardige componenten en automatische reinigingsmechanismen op te nemen. Door sensoren en bedieningselementen op te nemen om de prestaties van het systeem te bewaken en de UV-C-uitvoer indien nodig aan te passen, kan het gebruik van UV-C-leds worden geoptimaliseerd.

Systeem validatie

De effectiviteit van het UV-C LED-systeem bij het desinfecteren van water moet worden gevalideerd met behulp van geschikte testmethoden, zoals het protocol beschreven in de USEPA UVDGM (Ultraviolet Disinfection Guidance Manual). Bovendien moet het systeem worden gebouwd om te voldoen aan de toepasselijke wettelijke vereisten, zoals de Safe Drinking Water Act.

Om de doeltreffendheid van het UV-C LED-systeem te valideren, is het essentieel om de nodige tests uit te voeren met behulp van gestandaardiseerde protocollen om ervoor te zorgen dat het systeem voldoet aan de noodzakelijke desinfectienormen. Om ervoor te zorgen dat het gezuiverde water veilig is voor menselijke consumptie, moet het systeem worden ontworpen om te voldoen aan alle toepasselijke wettelijke vereisten.

Het komt erop neer

UV-C LED-technologie biedt verschillende voordelen ten opzichte van conventionele UV-lampen voor de behandeling van drinkwater, waaronder een grotere energie-efficiëntie, lagere bedrijfskosten en minder impact op het milieu. Deze technologie is buitengewoon effectief in het desinfecteren van water en het reguleren van TOC-niveaus, smaak en geur. Het kan vorm krijgen Fabrikanten van UV-leddiodes leuk vinden Tianhui Elektrisch

Een aantal factoren, waaronder UV-C LED-output, golflengte, stroomsnelheid, contactduur, systeemefficiëntie en systeemvalidatie, moet zorgvuldig worden overwogen bij het ontwerpen van een UV-C LED-systeem voor de behandeling van drinkwater. Verschillende casestudy's hebben de werkzaamheid van UV-C LED-technologie bij de behandeling van drinkwater aangetoond en de verwachting is dat de technologie de komende jaren breder zal worden geaccepteerd.

Voor diegenen die geïnteresseerd zijn in implementatie UV-waterdesinfectie n voor hun behoeften op het gebied van lucht- en waterbehandeling wordt samenwerking met een gerenommeerde fabrikant van UV-LED-modules en -dioden zoals Tianhui Electric aanbevolen. Door contact op te nemen Tianhui Elektrisch ,A UV led fabrikanten  u kunt meer te weten komen over hun producten en een consult plannen om uw behoeften op het gebied van UV-desinfectie te bespreken.