UV-C LED 在水消毒中的应用

各种水处理技术，包括 紫外线水消毒  是为了满足对纯净饮用水不断增长的需求而开发的。 近年来，紫外线 C (UV-C) LED 技术因其在饮用水处理中的潜在应用而备受关注。 与传统的汞基紫外线灯相比，这项技术具有许多优势，包括能源效率、较低的运营成本和较小的环境足迹。 本文提供了 UV-C LED 在饮用水修复中的应用综合指南。

UV-C LED 技术

UV-C 辐射是一种波长范围为 200 至 280 纳米的电磁辐射。 通过消除细菌、病毒和原生动物等微生物的 DNA，对水进行高效消毒。 传统的紫外线灯使用汞蒸气产生 UV-C 辐射。 汞基灯有许多缺点，包括高能耗、环境危害以及需要定期更换。

相比之下，UV-C LED 技术采用半导体材料来产生 UV-C 辐射。 LED 比传统的紫外线灯更节能，使用寿命更长。 此外，这些 LED 不含汞，因此更加环保。 此外，它们可以设计为发出特定波长，从而更好地控制消毒过程。

UV-C LED 在饮用水处理中的应用

UV-C LED 技术在饮用水处理方面有多种应用，包括：

消毒

消毒是该技术在饮用水修复中最常见的应用。 它比其他的更有效 紫外线水消毒 UV-C 辐射在破坏细菌、病毒和原生动物等微生物的 DNA 方面非常有效，使它们无法繁殖和受到伤害。 UV-C 辐射穿透微生物细胞膜并破坏它们的 DNA，防止它们复制和传播疾病。

与通常用于水消毒的氯不同，UV-C 辐射不会产生有害的消毒副产物 (DBP)，也不会改变水的味道、颜色或气味。 UV-C 辐射对隐孢子虫和贾第鞭毛虫等耐氯水性病原体特别有效。 UV-C LED 系统可设计为提供有效水消毒所需的剂量。

总有机碳减少

水中的总有机碳 (TOC) 是衡量水中有机物含量的一个指标。 高浓度的 TOC 会导致 DBP 的形成，这对人体健康有害。 通过将有机化合物分解成更小、危害更小的分子，UV-C LED 技术可用于降低水中的 TOC 水平。 UV-C 辐射可以分解有机化合物中的化学键，从而形成危害较小、更简单的分子。

UV-C LED 技术在去除腐植酸和富里酸方面特别有效，众所周知，传统处理方法很难去除这些物质。 这些有机化合物在地表水中的存在会促进 DBP 的形成。 通过降低水中的 TOC 水平，UV-C LED 技术有助于防止有害 DBP 的形成。

味道和气味管理

UV-C LED 技术可用于通过消除导致这些品质的有机化合物来控制水的味道和气味。 某些有机化合物，包括土臭素和 2-甲基异冰片 (MIB)，是造成水质和霉味的原因。 这些有机化合物可以被辐射降解，从而改善水的味道和气味。

该技术在处理含有高浓度土臭素和 MIB 的水时特别有效，这些水很难用传统的处理方法去除。 通过调节水的味道和气味，可以增加消费者对饮用水质量的信心。

高级氧化工艺 (AOP)

结合高级氧化工艺 (AOP)，UV-C LED 技术可用于修复含有持久性有机污染物 (POP) 的水。 AOPs 需要产生高反应性的羟基自由基，它可以将复杂的有机化合物降解为更简单、危害性更小的分子。 该技术可用于产生激活 AOP 所需的 UV-C 辐射。

UV-C LED 技术和 AOP 的结合对于处理含有药物、个人护理产品和其他传统处理方法无法有效去除的新兴污染物的水特别有效。 特别适用于城市等人类活动对水源有影响的地区。

UV-C LED 系统设计的注意事项

设计用于处理饮用水的 UV-C LED 系统需要仔细考虑许多因素，包括：

UV-C LED 输出

这是系统对水进行消毒的功效的关键决定因素。 该系统的输出通常以每平方厘米 (cm2) 毫瓦 (mW) 为单位进行测量，并由所使用的 UV-C LED 的数量和类型决定。

为确保足够的发射，必须选择专为水处理应用设计的高质量 UV-C LED。 系统中使用的 LED 数量必须足以在所需流量下提供所需的亮度。 通过增加 LED 的数量或使用更高功率的 LED 来提高总亮度。

波长

UV-C 辐射的波长是决定其消毒水功效的关键因素。 最佳消毒波长约为 254 nm，但 200 至 280 nm 之间的波长也可能有效。 UV-C LED 必须以预期波长发光。

用于制造 LED 的材料、材料的掺杂以及 LED 芯片的设计都会影响 UV-C 辐射的波长。 必须选择以所需波长发射辐射的 UV-C LED，并使用适当的测试技术验证波长。

体积流量

通过 UV-C LED 系统的水通过率是决定系统有效性的关键因素。 为了达到所需的消毒水平，系统必须设计为将所有水暴露在 UV-C 辐射下足够长的时间。

为了确保足够的曝光时间，必须根据流速、UV-C LED 室的长度以及 UV-C LED 的数量和位置来计算所需的接触时间。 使用阀门和泵，可以调节流速以将水流速保持在 LED 系统的设计参数范围内。

接触期

水和 UV-C 辐射之间的接触持续时间是决定系统有效性的关键因素。 接触时间受流速、UV-C LED 室的长度以及 UV-C LED 的数量和位置的影响。

UV-C LED 室的设计必须能够提供足够的曝光时间来对水进行消毒。 调整腔室的长度以达到所需的接触时间。 此外，可以修改 UV-C LED 的数量和位置，以确保所有水都暴露在 UV-C 辐射下。

系统性能

UV-C LED 系统的功效是决定其运营费用的重要因素。 系统的设计必须通过最大限度地减少能耗、降低维护费用和优化使用来最大限度地提高效率。

为了降低能耗，必须选择节能的 UV-C LED 并设计系统以减少热损失。 该系统的设计应通过结合高质量组件和自动清洁机制以及其他功能来最大限度地减少维护要求。 结合传感器和控件来监控系统性能并根据需要修改 UV-C 输出可以优化 UV-C LED 的使用。

系统验证

必须使用适当的测试方法验证 UV-C LED 系统在水消毒方面的有效性，例如 USEPA UVDGM（紫外线消毒指导手册）中概述的协议。 此外，系统的构造必须确保符合适用的法规要求，例如《安全饮用水法》。

为了验证 UV-C LED 系统的功效，必须使用标准化协议进行必要的测试，以确保系统满足必要的消毒标准。 为确保纯化水可供人类安全饮用，系统的设计应符合所有适用的法规要求。

底线

与用于处理饮用水的传统紫外线灯相比，UV-C LED 技术具有多项优势，包括更高的能效、更低的运营成本和更小的环境影响。 该技术在水消毒和调节 TOC 水平、味道和气味方面非常有效。 它可以得到形式 UV LED二极管制造商 喜欢 天汇电器

在设计用于处理饮用水的 UV-C LED 系统时，必须仔细考虑许多因素，包括 UV-C LED 输出、波长、流速、接触持续时间、系统效率和系统验证。 多个案例研究证明了 UV-C LED 技术在饮用水处理方面的功效，预计该技术将在未来几年获得更广泛的认可。

对于那些有兴趣实施 紫外线水消毒 n 对于他们的空气和水处理需求，建议与像天汇电气这样的知名 UV LED 模块和二极管制造商合作。 通过联系 天汇电器 ，A 紫外线发光二极管制造商  您可以详细了解他们的产品并安排咨询以讨论您的紫外线消毒需求。