Vandens dezinfekcijos sistemos, kuriose naudojami ultravioletiniai šviesos diodai (UV šviesos diodai) germicidalyje arba UV-C diapazone, pirmą kartą buvo pristatytos komerciškai dar 2012 m.
UV šviesos diodų istorija
Pradinės sistemos buvo mažesnės nei įprastiniai UV produktai, tačiau su mažesniais srautais ir kelių tūkstančių dolerių kaina. Nuo to laiko UV-C šviesos diodai pirmiausia sutelkė dėmesį į naudojimo vietos (POU) programas, kurių sistemos tampa vis mažesnės ir mažesnės iki taško, kur jas galima lengvai integruoti arba modifikuoti į esamus produktus. Tobulėjant UV-C LED sistemų projektavimui, jos subrendo projektavimo, tvirtumo ir, svarbiausia, efektyvumo ir sąnaudų srityse, todėl galiausiai tapo konkurencingos įsitvirtinusiems produktams įvežimo punkto (POE) UV dezinfekcijos rinkoje.
Palyginimai su įprastinėmis sistemomis
UV dezinfekcijos sistemos iš esmės grindžiamos dviem principais – UV lempos efektyvumu ir reaktoriaus konstrukcijos efektyvumu. Paprastai įprastos UV lempos yra efektyvesnės, todėl UV šviesa yra didesnė nei šiluma, palyginti su UV-C LED šviesos šaltiniais. Priešingai, tai pasakytina apie įprastą gyvsidabrio lempos reaktoriaus konstrukciją, nes cilindrinė konstrukcija paprastai yra mažiau veiksminga nei šiuolaikiniai UV-C LED reaktoriai, kurie gali būti pagal užsakymą suprojektuoti remiantis šviesos diodų lankstumu. Laikui bėgant UV-C šviesos diodų UV šviesos efektyvumas pagerėjo, o dizaineriai žymiai padidino UV-C LED reaktorių efektyvumą. Nors šie pasiekimai sutvirtino LED technologiją POU programoms, ji taip pat pradėjo atverti POE rinką. UV-C LED sprendimai didesniam srautui, susijusiam su POE vandens valymu, jau sulaukė amžiaus.
Kiti veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti lyginant įprastas UV gyvsidabrio lempas ir UV-C šviesos diodus, apima bendrų sistemos priežiūros reikalavimų aspektus ir nuosavybės sąnaudas. Pirma, dėl unikalių UV-C šviesos diodų savybių, užsiteršimas yra daug mažiau susirūpinęs, nes šilumos išleidimas valdomas sistemos gale, o ne kvarco lempoje ar rankovėje, kur atsiranda užsiteršimas. "Instant on" LED technologija leidžia įjungti šviesos diodus tik tada, kai teka vanduo, taip pašalinant šilumos kaupimąsi, dėl kurio dažnai randamas užsiteršimas sistemose, naudojančiose nuolat maitinamas gyvsidabrio lempas Be to, kruopščiai valdant šilumą, UV-C LED sistemos gali trukti iki 10 000 valandų protarpiais. Momentinės šviesos diodų įjungimo / išjungimo savybės ir dėl to atsirandanti galimybė būti maitinamam tik tada, kai reikia, drastiškai sumažina lempos pakeitimo intervalą, palyginti su įprastomis gyvsidabrio lempomis. Ši funkcija kartu su srautu reguliuojamu energijos poreikiu reiškia, kad dezinfekcijai reikalinga elektros energija yra žymiai mažesnė UV-C LED sistemoms.
UV-C bangų ilgio pasirinkimo lankstumas 260–280 nm trimicidiniame diapazone yra dar vienas šviesos diodų požymis, palyginti su fiksuotu 253,7 nm emisija, kurią sukelia gyvsidabrio lempos. Tai leidžia tikslingiau suprojektuoti UV-C LED sistemas konkrečioms programoms.
Galiausiai, gebėjimas įtraukti kietojo kūno UV intensyvumo stebėjimą be brangių ir dažnai gana nepatikimų išorinių jutiklių modulių, kaip nustatyta naudojant įprastas gyvsidabrio lempų sistemas, yra didelė premija ir automatiškai suteikia ramybę, kad dezinfekavimo sistema iš tikrųjų veikia taip, kaip turėtų, užtikrindama saugiai dezinfekuotą vandenį.
LED Coming Online
UV-C LED sistemos buvo dalis kelių atvejų tyrimus, įskaitant universiteto bandomąjį tyrimą, ir bendradarbiavimo mokslinių tyrimų ir plėtros susitarimas (CRADA) su JAV EPS. Šie atvejų tyrimai, datuojami 2016 m., siūlo patikimumo ir ilgaamžiškumo rodiklį, kuris dažnai pageidaujamas kažkas tokio svarbaus kaip geriamojo vandens valymas. Pagrindinis JAV EPS R&D susitarimo tikslas buvo suprojektuoti, pagaminti ir išbandyti integruotą vandens valymo sistemą, apimančią pažangias UV-C LED dezinfekavimo ir filtravimo technologijas. Integruotas prietaisas buvo skirtas didesniam srautui ir sudėtingesnei vandens savybėms nei naudojama šiuo metu prieinamose komercinėse sistemose. Galutinis šio MTTP susitarimo rezultatas lėmė pirmąją pasaulyje komerciškai prieinamą UV-C LED POE apdorojimo sistemą.
Gyvenamieji POE vienetai
Dabar, kai UV-C LED sistemos tvirtai peržengė POE slenkstį, akivaizdžiausias technologijos "saldus taškas" yra viso namų vandens valymas, apimantis ne tik geriamojo vandens dezinfekciją, bet ir dušų, vonios maišytuvų ir kt. apsaugą. Dabar yra visiškai perspektyvi alternatyva labiau tradicinėms gyvsidabrio lempų sistemoms, kurioms, kad jos būtų visiškai veiksmingos, paprastai reikia, kad lempos visada veiktų visu pajėgumu dėl reikalingo gyvsidabrio lempų įšilimo laiko. Įprastinių UV sistemų naudotojai bus labai gerai susipažinę su "karšto vandens šūviu", kuris atsiranda po ilgesnių laikotarpių be srauto (pvz., Pirmas dalykas ryte). Šis dirginimas pašalinamas "akimirksniu" led sistemų funkcija. Penkerių metų LED keitimo intervalai, pagrįsti nenutrūkstamu vandens naudojimu tipiniuose namuose, kartu su sumažėjusiu elektros suvartojimu ir be gyvsidabrio turinčios lempos šalinant, padidina LED tirpalo patrauklumą.
Komerciniai vienetai
Šviesos diodų taikymas pirmiau aprašytoms POE programoms taip pat suteikia sau tai, ką galima apibūdinti kaip "lengvą komercinį", kai reikiami vandens srautai nėra tokie labai skirtingi nei gyvenamojoje aplinkoje. Pavyzdžiai galėtų būti mažų bendruomenių centrai ir arenos, mažos mokyklos, maži biurai, priešgaisrinės salės ir mažmeninės prekybos parduotuvės. Didesniems įrenginiams lygiagrečiai gali būti montuojami keli POE moduliai, tačiau artimiausioje ateityje, nes tiek produktų kūrimas, tiek padidėjusi paklausa lemia mažesnes išlaidas ir pėdsaką, bus prieinamos sistemos, skirtos įvairioms komercinėms reikmėms.
Savivaldybės padaliniai
Pagal savo pobūdį savivaldybių vandens valymo sistemos turi didžiausią aptariamų programų srautą. Papildomas dėmesys skiriamas tipiškam "daugia barjeriniam" metodui, kuris dažnai apims UV dezinfekciją ir chloro likučio tiekimą. UV energijos kiekis reikalingas visiems, tačiau mažiausios sistemos yra didelės ir dar kurį laiką dominuos įprastos gyvsidabrio lempos technologijos. Tačiau, kaip minėta pirmiau, LED technologijos, skirtos UV-C taikomosioms programoms, moksliniai tyrimai ir plėtra sparčiai auga, o sąnaudų ir galios bei efektyvumo santykis nuolat gerėja. Jungtinėje Karalystėje jau pradėti savivaldybių sistemos bandymai, naudojant LED technologiją tiek dezinfekcijai, tiek pažangiai oksidacijai (AOP), ir tai tikrai yra ženklas, kad viskas ateis.
UV-C LED rinkos tendencijos
Bendras POE UV rinkos dydis: Šiame straipsnyje mes apsvarstysime tik gyvenamąsias ir lengvąsias komercines programas, kuriose srautai paprastai yra nuo 5 iki 15 gpm (nuo 20 iki 60 lpm) diapazone. Apskaičiuota, kad šio segmento rinkos dydis yra apie 0,3 milijardo JAV dolerių per metus, o tai prilygsta maždaug 300 000 sistemų visame pasaulyje.
Pastarojo meto augimas / COVID-19: didėjant galutiniam vartotojui apie vandens kokybės problemas per labai paviešintus renginius, tokius kaip Flintas, Mičiganas ir kiti, kartu su bendresniu padidėjusiu sveikatos nerimo lygiu dėl COVID-19, UV dezinfekcijos rinka apskritai auga dviženkliu tikslu. Tai apima paviršiaus ir oro naudojimą be geriamojo vandens.
UV LED sistemų augimas rinkoje: didėjantys reikalavimai ir poreikis tvariems sveikatos ir su gyvybe susijusių klausimų sprendimams turėtų užtikrinti vis svarbesnę vietą UV-C LED technologijoms patobulintų vandens valymo metodikų srityje. Nuolatinis veiklos rezultatų gerinimas ir sąnaudų mažinimas jau leidžia tai padaryti ir tik padidins skverbimąsi į rinką ateityje.
