Применение светодиодов UV-C в дезинфекции воды

Различные технологии очистки воды, в том числе УФ дезинфекция воды  были разработаны в ответ на растущий спрос на чистую питьевую воду. В последние годы светодиодная технология Ultraviolet-C (UV-C) вызвала значительный интерес в связи с ее потенциальным применением для очистки питьевой воды. Эта технология имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными ртутными УФ-лампами, включая энергоэффективность, более низкие эксплуатационные расходы и меньшее воздействие на окружающую среду. В этой статье представлено исчерпывающее руководство по применению светодиодов УФ-C для очистки питьевой воды.

Светодиодная технология УФ-С

УФ-С излучение представляет собой форму электромагнитного излучения с длиной волны от 200 до 280 нанометров. Уничтожая ДНК микроорганизмов, таких как бактерии, вирусы и простейшие, он очень эффективно обеззараживает воду. Традиционные УФ-лампы производят излучение УФ-С с использованием паров ртути. Ртутные лампы имеют ряд недостатков, в том числе высокое энергопотребление, экологическую опасность, необходимость периодической замены.

Напротив, светодиодная технология UV-C использует полупроводниковый материал для генерации излучения UV-C. Светодиоды более энергоэффективны и служат дольше, чем обычные УФ-лампы. Кроме того, эти светодиоды не содержат ртути, что делает их более экологически безопасными. Кроме того, они могут быть спроектированы так, чтобы излучать излучение определенной длины волны, что позволяет лучше контролировать процесс дезинфекции.

Применение светодиодов УФ-С в очистке питьевой воды

Светодиодная технология UV-C имеет множество применений при очистке питьевой воды, в том числе:

Дезинфекция

Дезинфекция является наиболее распространенным применением этой технологии при очистке питьевой воды. Он более эффективен, чем другие УФ дезинфекция воды УФ-С излучение исключительно эффективно разрушает ДНК микроорганизмов, таких как бактерии, вирусы и простейшие, делая их неспособными к размножению и повреждению. УФ-С излучение проникает через клеточные мембраны микроорганизмов и повреждает их ДНК, предотвращая их размножение и распространение болезни.

УФ-С излучение не образует вредных побочных продуктов дезинфекции (ППД) и не изменяет вкус, цвет или запах воды, в отличие от хлора, который обычно используется для дезинфекции воды. УФ-излучение особенно эффективно против устойчивых к хлору патогенов, передающихся через воду, таких как Cryptosporidium и Giardia. Светодиодные системы УФ-С могут быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать дозировку, необходимую для эффективной дезинфекции воды.

Снижение ТОС

Общий органический углерод (TOC) воды является мерой ее органического содержания. Высокие концентрации TOC могут привести к образованию DBPs, которые вредны для здоровья человека. Разбивая органические соединения на более мелкие и менее вредные молекулы, УФ-светодиодная технология может использоваться для снижения уровня общего органического углерода в воде. УФ-С излучение может разрушать химические связи в органических соединениях, что приводит к образованию менее опасных и простых молекул.

Светодиодная технология UV-C особенно эффективна для удаления гуминовых и фульвокислот, которые, как известно, трудно удалить с помощью обычных методов очистки. Присутствие этих органических соединений в поверхностных водах может способствовать образованию ПАД. Снижая уровни TOC в воде, светодиодная технология UV-C может помочь предотвратить образование опасных DBP.

Управление вкусом и запахом

Светодиодную технологию UV-C можно использовать для контроля вкуса и запаха воды за счет устранения органических соединений, ответственных за эти качества. Определенные органические соединения, в том числе геосмин и 2-метилизоборнеол (MIB), ответственны за землистый и затхлый вкус и запах воды. Эти органические соединения могут разрушаться под действием радиации, тем самым улучшая вкус и запах воды.

Эта технология особенно эффективна при очистке воды с большими концентрациями геосмина и МИБ, которые трудно удалить обычными методами очистки. Регулируя вкус и запах воды, можно повысить доверие потребителей к качеству питьевой воды.

Усовершенствованные процессы окисления (АОП)

В сочетании с передовыми процессами окисления (AOP) светодиодная технология UV-C может использоваться для очистки воды, содержащей стойкие органические загрязнители (СОЗ). АОП влекут за собой образование высокореактивных гидроксильных радикалов, которые могут разлагать сложные органические соединения на более простые и менее опасные молекулы. Эта технология может быть использована для получения УФ-излучения, необходимого для активации АОП.

Сочетание светодиодной технологии УФ-С и АОП может быть особенно эффективным для очистки воды, содержащей фармацевтические препараты, средства личной гигиены и другие возникающие загрязнители, которые невозможно эффективно удалить обычными методами очистки. Особенно применимо в районах, где деятельность человека влияет на источники воды, например, в городских районах.

Рекомендации по проектированию светодиодной системы УФ-C

Проектирование светодиодной системы УФ-С для обработки питьевой воды требует тщательного рассмотрения ряда факторов, в том числе:

Выходной сигнал УФ-светодиода

Это решающий фактор, определяющий эффективность системы при дезинфекции воды. Выходная мощность системы обычно измеряется в милливаттах (мВт) на квадратный сантиметр (см2) и определяется количеством и типом используемых УФ-C-светодиодов.

Чтобы обеспечить адекватное излучение, важно выбирать высококачественные светодиоды УФ-C, специально разработанные для систем очистки воды. Количество светодиодов, используемых в системе, должно быть достаточным для обеспечения желаемой яркости при желаемой скорости потока. Увеличьте общую яркость, увеличив количество светодиодов или используя светодиоды большей мощности.

Длина волны

Длина волны УФ-излучения является решающим фактором, определяющим его эффективность при дезинфекции воды. Оптимальная длина волны для дезинфекции составляет примерно 254 нм, хотя длины волн от 200 до 280 нм также могут быть эффективными. Светодиоды UV-C должны излучать свет с заданной длиной волны.

Материал, используемый для изготовления светодиодов, легирование материала и конструкция светодиодного чипа — все это может влиять на длину волны УФ-излучения. Очень важно выбрать светодиоды УФ-C, которые излучают излучение с желаемой длиной волны, и проверить длину волны с помощью соответствующих методов тестирования.

Объемный расход

Скорость прохождения воды через светодиодную систему UV-C является решающим фактором, определяющим эффективность системы. Для достижения желаемого уровня дезинфекции система должна быть спроектирована таким образом, чтобы вся вода подвергалась воздействию УФ-С излучения в течение достаточного периода времени.

Чтобы обеспечить достаточное время воздействия, важно рассчитать необходимое время контакта на основе скорости потока, длины камеры УФ-С светодиодов, а также количества и расположения УФ-С светодиодов. Используя клапаны и насосы, скорость потока можно регулировать, чтобы поддерживать скорость потока воды в пределах проектных параметров светодиодной системы.

Контактный период

Продолжительность контакта между водой и УФ-С излучением является решающим элементом в определении эффективности системы. На время контакта влияет скорость потока, длина камеры светодиодов УФ-С, а также количество и размещение светодиодов УФ-С.

Камера со светодиодами УФ-С должна быть спроектирована таким образом, чтобы обеспечить достаточное время воздействия для дезинфекции воды. Регулировка длины камеры для достижения желаемого времени контакта. Кроме того, количество и расположение светодиодов УФ-С можно изменить, чтобы гарантировать, что вся вода подвергается воздействию УФ-излучения.

Производительность системы

Эффективность светодиодной системы UV-C является важным фактором, определяющим ее эксплуатационные расходы. Система должна быть спроектирована так, чтобы максимизировать эффективность за счет минимизации потребления энергии, снижения затрат на техническое обслуживание и оптимизации ее использования.

Чтобы снизить энергопотребление, важно выбрать энергосберегающие светодиоды УФ-C и спроектировать систему для снижения потерь тепла. Система должна быть спроектирована таким образом, чтобы свести к минимуму требования к техническому обслуживанию за счет включения, помимо прочего, высококачественных компонентов и механизмов автоматической очистки. Включение датчиков и элементов управления для контроля производительности системы и изменения выходной мощности УФ-С по мере необходимости может оптимизировать использование светодиодов УФ-С.

Проверка системы

Эффективность светодиодной системы УФ-С для дезинфекции воды должна быть подтверждена с использованием соответствующих методов тестирования, таких как протокол, изложенный в USEPA UVDGM (Руководство по обеззараживанию ультрафиолетом). Кроме того, система должна быть сконструирована таким образом, чтобы обеспечить соответствие применимым нормативным требованиям, таким как Закон о безопасной питьевой воде.

Чтобы подтвердить эффективность светодиодной системы УФ-C, необходимо провести необходимые испытания с использованием стандартизированных протоколов, чтобы убедиться, что система соответствует необходимым стандартам дезинфекции. Чтобы очищенная вода была безопасна для потребления человеком, система должна быть спроектирована в соответствии со всеми применимыми нормативными требованиями.

Нижняя граница

Светодиодная технология UV-C предлагает несколько преимуществ по сравнению с обычными УФ-лампами для обработки питьевой воды, включая более высокую энергоэффективность, более низкие эксплуатационные расходы и меньшее воздействие на окружающую среду. Эта технология необычайно эффективна для дезинфекции воды и регулирования уровней ТОС, вкуса и запаха. Его можно получить в форме производители УФ светодиодов нравиться Тяньхуэй Электрик

Ряд факторов, в том числе мощность УФ-С-светодиода, длина волны, скорость потока, продолжительность контакта, эффективность системы и валидация системы, необходимо тщательно учитывать при разработке системы УФ-С-СИД для обработки питьевой воды. Несколько тематических исследований продемонстрировали эффективность технологии светодиодов УФ-С при очистке питьевой воды, и ожидается, что в ближайшие годы эта технология получит более широкое распространение.

Для тех, кто заинтересован во внедрении обеззараживание воды ультрафиолетом Для их потребностей в очистке воздуха и воды рекомендуется сотрудничать с известным производителем УФ-светодиодов и диодов, таким как Tianhui Electric. Связавшись Тяньхуэй Электрик , а Производители УФ-светодиод  вы можете узнать больше об их продуктах и ​​записаться на консультацию, чтобы обсудить ваши потребности в УФ-дезинфекции.