Светодиодите са определящ фактор в много технологични иновации и пречистването на водата не прави изключение. Въпреки че инциденти с живачна лампа са редки, когато лампите са инсталирани правилно, ползите от UV-C светодиодите започнаха да надвишават необходимостта да останете със статуквото.
Ултравиолетовата (UV) светлина естествено пречиства водата от векове. При ясно небе нашето слънце може да инактивира патогени на водна основа минимум за шест часа. Облачно небе или неясна вода причиняват несъвършени условия. Тези условия позволяват на бактериите да растат и правят естествените източници на вода опасни за използване. За щастие, ние сме разработили няколко вида дезинфекция на вода, вариращи от химикали до UV лампи. Въпреки че всички те са полезни за човешкото здраве, някои са по -благоприятни за околната среда от други.
Необходимостта от промяна
Напредъкът в химията и технологиите доведе до множество ефективни методи за пречистване на водата. Химикалите, като хлор, бяха първият широко използван метод за дезинфекция и в много случаи остават основното средство за пречистване. Химическите обработки разтварят напълно патогенните клетки и до ултравиолетовото (UV) лечение бяха най -добрият наличен вариант. Използването на химикали в питейната вода обаче има недостатъци. Те могат да бъдат токсични за водните организми, да създават вредни странични продукти и да не са ефективни срещу всички патогени (като Cryptosporidium). Химикалите, използвани за дезинфекция, също са силно корозивни и могат да причинят рискове за безопасността и околната среда по време на транспортиране и съхранение. (NSFC, Национална клирингова къща за малките потоци)
Въпреки че UV дезинфекцията се счита за по-безопасна от химическата употреба, всички конвенционални UV лампи обикновено съдържат 20-200 милиграма живак и са податливи на счупване по време на транспортиране, манипулиране и експлоатация. Конвенционалните UV лампи държат живака си или в течна форма (по -често в лампи със средно налягане), или в амалгама (по -често в лампи с ниско налягане, с висока мощност). Инцидентите и неправилните процедури увеличават риска от излагане.
Програмата на ООН за опазване на околната среда (UNEP) инициира Конвенцията от Минамата за живак, за да защити човешкото здраве и околната среда от антропогенни емисии и изпускания на живак. UNEP е поставила за цел живакът да бъде прекратен от производството до 2020 г. През 2013 г. организациите и правителствата бяха помолени да възпрепятстват употребата на живак, започвайки незабавно, а 127 държави подписаха да ратифицират отстраняването на целия живак до годината 2020. Въпреки че не е ясно дали UV лампите за дезинфекция на вода ще получат изключение от този регламент, ясно е, че алтернативите трябва да бъдат активно обмисляни.
UV-C светодиоди за дезинфекция на вода
Светодиодите са в челните редици на иновациите в осветлението от самото им създаване - смартфоните не биха съществували без тях. Те позволяват по -дълъг живот, бързо време за включване/изключване и ниска консумация на енергия. Светодиодите са разработени през последните няколко десетилетия, като UV светодиодите са най -новата иновация. Всеки напредък в светлинния спектър предлага нови възможности за светодиоди.
За разлика от конвенционалните UV лампи, светодиодите не използват живак, което означава, че няма риск от замърсяване на водата, ако лампата е неправилно монтирана или счупена. Конвенционалните лампи също изискват 5-10 минути за загряване до пикови температури на дезинфекция, докато UV-C светодиодите имат начален час от няколко наносекунди и нямат ограничения за включване/изключване, което позволява незабавна дезинфекция и гъвкаво време на работа. Живачните лампи имат ограничен жизнен цикъл от около една година и изискват специално изхвърляне, докато LED лампите могат да имат интервали за смяна над 10 години.
Всички светодиоди са известни с ниската си консумация на енергия и същото важи и за UV-C светодиодите, когато се използват в качествена система за дезинфекция. Конвенционалните живачни лампи изискват между 110 и 240 волта за работа, докато светодиодите изискват постоянен ток с ниско напрежение, което означава, че е възможна дезинфекция, захранвана с малък слънчев панел или батерия.
Идеалната дължина на вълната за инактивиране на повечето бактерии е между 260-270 nm, но зависи от конкретните бактерии, към които се насочва. Живачните лампи имат две възможности: ниско налягане, което излъчва 254 nm; и средно налягане, които излъчват дължини на вълните между 200-300 nm. UV-C светодиодите имат избираеми дължини на вълните, които позволяват захранването да бъде насочено към най-ефективната дължина на вълната за дезинфекция, да не е подредено неправилно, както при лампите с ниско налягане или да се разпилява, както при лампите със средно налягане.
Бъдещето на пречистването на водата
LED технологията позволява UV обработката на водата да се използва в приложения, които досега не бяха достъпни за конвенционалните живачни лампи. Например отдалечените общности могат лесно да пречистват водата с опции за слънчева енергия, а мобилните приложения вече са достъпни поради здравината и малкия размер на UV-C LED устройствата. Приложена на мястото на употреба, може да се осигури допълнителна безопасност на водата в болници и изследователски съоръжения, без да са необходими резервоари за съхранение. UV-C LED технологията не е само теоретична или на етап концепция; Проектът BIOWYSE в момента работи върху устройство, което ще внедри UV-C светодиоди за дезинфекция на вода на борда на Международната космическа станция. UV-C LED устройства в момента са налични и готови да променят пазара на дезинфекция.
Светодиодите са определящ фактор в много технологични иновации и пречистването на водата не прави изключение. Въпреки че инциденти с живачна лампа са редки, когато лампите са инсталирани правилно, ползите от UV-C светодиодите започнаха да надвишават необходимостта да останете със статуквото. Конвенционалната технология за третиране с ултравиолетови лъчи предостави на света алтернатива на химическото пречистване на водата. Сега, с напредъка в светодиодите, стигнахме до следващия етап на пречистване на водата.
