A LED -ek számos technológiai újítás meghatározó tényezői voltak, és a vízkezelés sem kivétel. Bár a higanylámpa-balesetek ritkák, ha helyesen telepítik a lámpákat, az UV-C LED-ek előnyei kezdik felülmúlni a jelenlegi állapot fenntartásának szükségességét.
Az ultraibolya (UV) fény évszázadok óta természetes tisztító víz. Tiszta égbolt esetén a napunk hat órán belül képes inaktiválni a vízbázisú kórokozókat. A felhős ég vagy a homályos víz tökéletlen körülményeket okoz. Ezek a körülmények lehetővé teszik a baktériumok szaporodását, és a természetes vízforrások használatát nem teszik biztonságossá. Szerencsére többféle vízfertőtlenítést fejlesztettünk ki, a vegyszerektől az UV -lámpákig. Bár ezek mind előnyösek az emberi egészségre, egyesek környezeti szempontból előnyösebbek, mint mások.
A változás szükségessége
A kémia és a technológia fejlődése számos hatékony módszert eredményezett a víz tisztítására. A vegyszerek, például a klór volt az első széles körben használt fertőtlenítési módszer, és sok esetben továbbra is az elsődleges tisztítási eszköz. A kémiai kezelések teljesen feloldják a kórokozó sejteket, és az ultraibolya (UV) kezelésig a rendelkezésre álló legjobb megoldás volt. Vannak azonban árnyoldalai is a vegyszerek ivóvízben történő használatának. Mérgezőek lehetnek a vízi élővilágra, káros melléktermékeket hozhatnak létre, és nem hatékonyak minden kórokozó (például a Cryptosporidium) ellen. A fertőtlenítéshez használt vegyszerek szintén erősen maró hatásúak, és biztonsági és környezeti kockázatokat okozhatnak szállítás és tárolás során. (NSFC, National Small Flows Clearinghouse)
Bár az UV-fertőtlenítés biztonságosabbnak tekinthető, mint a vegyi használat, minden hagyományos UV-lámpa jellemzően 20-200 milligramm higanyt tartalmaz, és hajlamos a törésre szállítás, kezelés és üzemeltetés során. A hagyományos UV -lámpák higanyukat vagy folyékony formában (gyakrabban közepes nyomású lámpákban), vagy amalgámban tartják (gyakrabban alacsony nyomású, nagy teljesítményű lámpákban). A balesetek és a nem megfelelő eljárások növelik az expozíció kockázatát.
Az ENSZ Környezetvédelmi Programja (UNEP) kezdeményezte a higanyról szóló Minamata -egyezményt, hogy megvédje az emberi egészséget és a környezetet az antropogén kibocsátásoktól és a higany kibocsátásától. Az UNEP azt a célt tűzte ki, hogy 2020 -ig le kell állítani a higany termelését. 2013 -ban a szervezeteket és kormányokat arra kérték, hogy azonnal kezdjék el a higany használatát, és 127 ország aláírta, hogy évre ratifikálják a higany eltávolítását. 2020. Bár nem világos, hogy a vízfertőtlenítésre szolgáló UV -lámpák mentesülnek -e e rendelet alól, egyértelmű, hogy aktívan mérlegelni kell az alternatívákat.
UV-C LED-ek a víz fertőtlenítésére
A LED -ek kezdettől fogva élen járnak a világítási innovációkban - nélkülük nem léteznének okostelefonok. Hosszabb élettartamot, gyors be- és kikapcsolási időt és alacsony energiafogyasztást tesznek lehetővé. A LED -eket az elmúlt évtizedekben fejlesztették ki, az UV LED -ek a legújabb innováció. A fényspektrum minden fejlődése új lehetőségeket kínál a LED -ek számára.
A hagyományos UV -lámpákkal ellentétben a LED -ek nem használnak higanyt, vagyis nem áll fenn a víz szennyeződésének veszélye, ha a lámpa helytelenül van felszerelve vagy elromlik. A hagyományos lámpák 5-10 percet is igénybe vesznek, hogy felmelegedjenek a fertőtlenítési csúcshőmérsékletre, míg az UV-C LED-ek kezdési ideje néhány nanosekundum, és nincsenek be- és kikapcsolási korlátozásaik, ami lehetővé teszi az azonnali fertőtlenítést és a rugalmas működési időt. A higanylámpák élettartama korlátozott, körülbelül egy év, és különleges ártalmatlanítást igényelnek, míg a LED -es lámpák cseréjének időtartama több mint 10 év lehet.
Minden LED alacsony energiafogyasztásáról ismert, és ugyanez igaz az UV-C LED-ekre is, ha minőségi fertőtlenítő rendszerben használják. A hagyományos higanylámpák működéséhez 110-240 volt szükséges, míg a LED -ekhez alacsony feszültségű egyenáram szükséges, ami azt jelenti, hogy a kisméretű napelemmel vagy akkumulátorral működtetett fertőtlenítés megvalósítható.
Az ideális hullámhossz a legtöbb baktérium inaktiválásához 260-270 nm között van, azonban ez a megcélzott baktériumoktól függ. A higanylámpáknak két lehetősége van: alacsony nyomás, 254 nm kibocsátás; és közepes nyomású, amelyek 200-300 nm közötti hullámhosszúságot bocsátanak ki. Az UV-C LED-ek választható hullámhosszúak, így a teljesítményt a leghatékonyabb fertőtlenítési hullámhosszra lehet irányítani, nem lehet rosszul beállítani, mint az alacsony nyomású lámpáknál, vagy elpazarolni, mint a közepes nyomású lámpáknál.
A víztisztítás jövője
A LED technológia lehetővé teszi az UV vízkezelés alkalmazását olyan alkalmazásokban, amelyek korábban nem voltak elérhetők a hagyományos higanylámpákhoz. Például a távoli közösségek napenergiával könnyen tisztíthatják a vizet, és az UV-C LED-eszközök strapabírósága és kis mérete miatt mostantól elérhetők a mobil alkalmazások is. A felhasználás helyén alkalmazva a kórházakban és a kutatóintézetekben további biztonságot lehet nyújtani a vízhez tárolótartályok nélkül. Az UV-C LED technológia nem csak elméleti vagy koncepciós szakaszban van; A BIOWYSE Project jelenleg egy olyan készüléken dolgozik, amely UV-C LED-eket alkalmaz a víz fertőtlenítésére a Nemzetközi Űrállomáson. Az UV-C LED-eszközök jelenleg rendelkezésre állnak, és készek megváltoztatni a fertőtlenítési piacot.
A LED -ek számos technológiai újítás meghatározó tényezői voltak, és a vízkezelés sem kivétel. Bár a higanylámpa-balesetek ritkák, ha helyesen telepítik a lámpákat, az UV-C LED-ek előnyei kezdik felülmúlni a jelenlegi állapot fenntartásának szükségességét. A hagyományos ultraibolya kezelési technológia alternatívát biztosított a világnak a kémiai vízkezelésre. Most a LED -ek fejlődésével elértük a víztisztítás következő szakaszát.
