En ny typ av desinfektionsprodukt för vatten skapar vågor i vattenindustrin: ultraviolett (UV) desinfektionssystem som använder djup-UV-lysdioder (LED). UVC-LED-desinficeringssystem för vatten finns nu tillgängliga på marknaden och erbjuder de kombinerade fördelarna med två guldstandardtekniker; UVC-bakteriedödande bestrålning och LED-lampor. Den här artikeln diskuterar betydelsen av UV-LED-teknik, dess tillämpning vid vattenbehandling, utsikterna för deras sociala och miljöpåverkan, deras nuvarande och framtida tillämpningar och vad man ska leta efter när man överväger en UV-LED-desinfektionsprodukt.
UVC-lysdioder, ofta kallade djupa UV-lysdioder, eller helt enkelt bakteriedödande UV-lysdioder, är lysdioder som de lysdioder som ersätter halogen- och glödlampor i belysningsindustrin men som producerar en kort och intensiv våglängd i intervallet 250 nm till 280 nm. UV-LED är en uppfinning som bara de senaste åren har blivit tillräckligt kraftfull för att effektivt desinficera strömmande vatten. De kan nu användas för att designa vattendesinfektionslösningar för prisvärda point-of-use (POU). Mycket forskning och utveckling har gått till utvecklingen av UV-LED-desinfektionsanordningar för vatten, och det har blivit uppenbart att även små detaljer i utformningen av dessa enheter kan vara lika viktiga som kraften från UV-LED i sig. En mycket effektiv och prisvärd UV-LED-desinfektionsanordning är för närvarande produkten av ett fåtal utvalda företag, som alla använder sina egna koncept för hur man bäst kan använda UV-LED. Nuvarande UV-LED-desinfektionsanordningar för vatten är idealiska för POU-applikationer, vilket är bra nyheter för konsumentmarknader runt om i världen och för tillverkningsindustrin för apparater, som saknat en bekväm och miljövänlig lösning på mikrobiell patogenförorening i dricksvatten.
Teknik för vattendesinfektion& de ekologiska effekterna
Miljoner POU-vattenreningssystem och miljarder vattenflaskor säljs varje månad. Dessa produkter gör övertygande lösningar på grund av deras låga kostnad och bekvämlighet. Bortsett från flaskvatten är POU-vattenreningssystem en idealisk lösning på olika vattenföroreningar och kan lita på att göra säkert dricksvatten i många fall. Fysiska och kemiska föroreningar som sediment, tungmetaller och industriella biprodukter kan avlägsnas från vatten genom en mängd olika mekaniska filtratorer och jonbytesteknologier, men mikrobiologisk förorening utgör en särskilt svår utmaning. Kostnadseffektiv mekanisk filtrering klassificeras vanligtvis inte för bakteriell och viral dekontaminering, alltså kemikalier; submikronmembran; och kvicksilvergasbaserade UV-lampor används vanligtvis för behandling av vattenburna patogener. Var och en av dessa desinfektionsmetoder har sina egna nackdelar som kan adresseras av UV-LED-vattendesinfektionsanordningen.
Från de vanliga vattendesinfektionsteknikerna används kemiska vattenbehandlingar mest. När de används på rätt sätt är fördelarna med kemiska behandlingar obestridliga, men deras nackdelar, som potentialen för överdosering om de inte administreras ordentligt; varierande konsumentaccept mellan geografier och marknader; och den medfödda kemiska resistensen hos vissa vattenburna patogener som Legionella, Cryptosporidium, Giardia och Cyclospora, har ytterligare drivit utvecklingen av alternativa vattenbehandlingsmetoder. Speciellt utformade submikronfilter och omvänd osmos (RO) -membran erbjuder ett försvar mot en mängd mikroorganismer, ibland till och med mot virus, men kräver vanligtvis utbyten och medför höga underhålls- och förbrukningskostnader. Användningen av kvicksilverbaserade UV-lampor är den snabbast växande vattendesinfektionstekniken på grund av dess universella dosberoende bakteriedödande effekt och omfattande acceptans. UV-lampor kan erbjuda det bästa skyddet mot patogener i vatten, men de förbrukar stora mängder elektricitet; kräver vanligtvis rengöring och utbyte ofta och är en alarmerande källa till kvicksilverföroreningar och föroreningar.
Där säkert dricksvatten eller en bekväm och prisvärd vattenreningslösning inte finns, är flaskvatten kung. Mycket har skrivits om effekterna av vattenflaskor för engångsbruk på vår planetens olika ekosystem, och vattenbehandlingsindustrin har stött på vattenflaskor och deras plastavfall. Oavsiktligt har guldstandarden vid vattendesinfektion blivit UV-lampan, vilket kanske utgör ett lika alarmerande problem genom påverkan av deras kvicksilverföroreningar. Kvicksilverföroreningar i våra oceaner och livsmedelskedja är en viktig orsak till oro och är föremål för FN: s Minamata-konvention mot kvicksilver. UV-lysdioder erbjuder ett kvicksilverfritt alternativ till UV-lampor och är en verkligt miljövänlig lösning på dricksvattensäkerhet; plastavfall; och kvicksilverföroreningar.
Applikationer för UV-LED vattendesinfektionsenheter
UV-LED-desinfektionsanordningar för vatten har inte bara potential att ersätta kvicksilverbaserade UV-lampor i sina nuvarande POU-applikationer, de kan appliceras i fall där UV-lampor har varit olämpliga, kommer snart att vara lämpliga för inresa ( POE) vattendesinfektion och kommer så småningom att tillämpas på centraliserad vattenrening i industriell skala.
POU-applikationer där UV-desinfektion är en fördel, men där UV-lampan har varit olämplig, ger möjligheter för nya applikationer av UV-LED-enheter. UV-LED-enheter kan göras mycket mindre än en UV-lampa och kan passa in i mer kompakta apparater; de kan stängas av när vatten inte strömmar och genererar således en försumbar mängd värme jämfört med en UV-lampa och är idealiska för desinfektion av kylt vatten; de kan cyklas av / på oändligt och kan avge en UV-puls som är användbar för förebyggande av biofouling i vattenbehållare; de slås på direkt utan uppvärmning och sparar därmed elektricitet när de är avstängda. UV-lysdioder drivs med en likström, vilket gör dem idealiska för situationer utanför nätet där en solcell, batteri eller till och med en vev används som källa till elektricitet. Många av de nya applikationerna för UV-lysdioder erbjuder lösningar som är särskilt användbara i utvecklingsländerna, där elektriska infrastrukturer saknas / är begränsade eller där underhållskraven för UV-lampan är otillåtna. UV-LED-enheter erbjuder möjligheter för tillverkare av vattenapparater, installatörer och distributörer av vattensystem att differentiera sina produkter med en problemfri vattendesinfektionsfunktion som representerar en värdefull komfort och ökad säkerhet för sina kunder.
POE UV-LED-desinfektionsanordningar för vatten börjar dyka upp på marknaden. Den snabba utvecklingen av UV-LED och designfunktionerna hos några få UV-LED-vattendesinfektionssystemstillverkare har möjliggjort hela hemmets UV-LED-enheter. UV-LED-enheter med högre flöde säljs till en måttlig premie, men driftskostnadsbesparingen för dessa enheter innebär en väsentligt lägre ägandekostnad. Dessa mycket efterlängtade enheter representerar en övertygande lösning för desinfektion av välvatten i bostäder och kommer att ha en dramatisk inverkan på utmattningen av kvicksilverbaserade UV-lampor.
Industriella eller kommersiella UV-LED-desinfektionsanordningar för vatten kan ta flera år att realisera sig, men det verkar verkligen som att hindren för kommersialisering av sådana enheter kommer att mjukna över tiden. Att ersätta den kvicksilverbaserade UV-lampan med en bättre UV-baserad teknik i deras industriella applikationer kommer att bli en stor prestation för UV-industrin.
Vad man ska leta efter i en UV-LED vattendesinfektionsanordning
Inte alla UV-LED-desinfektionsanordningar för vatten är lika. Skillnader i UV-LED-enhetskoncept har fördelar i olika applikationer, designoptimeringskoncept varierar mellan tillverkare av UV-LED-enheter och resulterar i varierande effektivitet, hållbarhet och övergripande desinfektion, och skillnader när det gäller UV-LED-enhetscertifieringar bör övervägas när man väljer en UV-LED-produkt. UV-LED-vattenunderhållsanordningar och genomströmningsanordningar för UV-LED-vattendesinfektion har olika tillämpningar, och skillnader mellan genomströmningsanordningar påverkar deras prestanda och tillförlitlighet.
Konceptet med en UV-LED-vattenunderhållsanordning refererar vanligtvis till en ljuskrona-enhet som används för att förhindra bildande av biofilm i en vattenförvaringsbehållare. Dessa enheter erbjuder en låg nivå av desinfektion av vatten men är en kostnadseffektiv lösning för desinfektion av ytan. Man kan inte lita på en vattenunderhållsanordning för att skapa säkert vatten från en mikrobiologiskt osäker källa, eftersom en UV-LED-enhet i ljuskrona-stil kräver tillräckligt lång exponeringstid för att ge en tillräcklig nivå av vattendesinfektion.
Konceptet med en flödes UV-LED-enhet erbjuder en mycket mer kontrollerad miljö för konsekvent vattendesinfektion. Eftersom vätskedynamiken, flödet och blandningshastigheten kan kontrolleras bättre, patogener desinfektion är mer exakt optimerad. Som nämnts kan utformningen av en UV-LED-vattendesinfektionsanordning vara lika viktig som själva UV-LED: ns kraft. UV-kollimation är ett av de mest effektiva sätten att maximera den bakteriedödande effekten av UV-LED-enheten. Precis som en laserpekare används optiska linser för att skapa en fokuserad stråle av UV-energi i UV-LED-desinfektionsanordningen och erbjuder exakt och pålitlig desinfektionsprestanda. UV-kollimationsanordningar fungerar oberoende av reaktorns materialegenskaper och erbjuder en ihållande prestanda under hela UV-LED: s livslängd.
När det gäller certifiering för UV-LED-vattendesinfektionsanordningar; materiell säkerhet; strukturell integritet; och desinfektionsprestanda är de viktigaste faktorerna att verifiera. De ledande standarderna i Nordamerika för dessa faktorer är NSF Standard 55 för UV-dricksvattensystem och NSF Standard 372 för blyfria dricksvattenprodukter. Överensstämmelse med dessa standarder indikerar att UV-LED-enheten inte kommer att införa några skadliga kemikalier i vattnet, kan hantera mer än 200 psi vattentryck och kommer att desinficera en säker nivå av mikroorganismer. Certifieringsorgan som IAPMO, CSA och WQA kan intyga överensstämmelse med NSF-standarderna och slutanvändare kan titta på organens markeringar för att verifiera att korrekta NSF-standarder hänvisas.
Hur man köper en UV-LED vattendesinfektionsanordning
En enkel webbsökning visar vilka UV-LED-desinfektionsprodukter som kan hämtas för hemmabruk eller integrering av apparater, och informationen i den här artikeln kan användas för att styra valet av den perfekta enheten enligt dess användningsfall. När UV-LED-tekniken utvecklas kommer framtiden för UV-LED-enheter på vattenbehandlingsmarknaden bara att bli starkare och mer övertygande. Fördelarna med UV och lysdioder är obestridliga eftersom dessa verkligen är guldstandardsteknologier i sina egna rättigheter och deras kombination ger en av historiens mest fördelaktiga tekniska framsteg. POU UV-LED-desinfektionsanordningar erbjuder en flexibel och kostnadseffektiv rengöringslösning för dricksvatten i bostäder med utsikten att minska miljöeffekterna av vattenrening, och eventuella POE- och industriella UV-LED-enheter kommer att eliminera behovet av kvicksilver vid vattenbearbetning helt och hållet. Håll dig uppdaterad eftersom framtiden för UV-LED är ljus.
