Een nieuw type waterdesinfectieproduct maakt furore in de waterindustrie: ultraviolette (UV) waterdesinfectiesystemen die gebruik maken van diep-UV light-emitting diodes (LED). UVC-LED-waterdesinfectiesystemen zijn nu op de markt verkrijgbaar en bieden de gecombineerde voordelen van twee gouden standaardtechnologieën; UVC kiemdodende bestraling en LED-verlichting. Dit artikel bespreekt het belang van UV-LED-technologie, de toepassing ervan in waterbehandeling, het vooruitzicht op hun sociale en ecologische impact, hun huidige en toekomstige toepassingen en waar u op moet letten bij het overwegen van een UV-LED-waterdesinfectieproduct.
UVC-LED's, vaak diep-UV-LED's genoemd, of eenvoudigweg kiemdodende UV-LED's, zijn LED's zoals de LED's die halogeen- en gloeilampen in de verlichtingsindustrie vervangen, maar die een korte en intense golflengte van licht produceren in het bereik van 250 nm tot 280 nm. De UV-LED is een uitvinding die pas de laatste jaren krachtig genoeg is geworden om stromend water effectief te desinfecteren. Ze kunnen nu worden gebruikt om betaalbare point-of-use (POU) waterdesinfectieoplossingen te ontwerpen. Er is veel onderzoek en ontwikkeling gestoken in de ontwikkeling van UV-LED-waterdesinfectieapparaten, en het is duidelijk geworden dat zelfs de kleinste details in het ontwerp van deze apparaten net zo belangrijk kunnen zijn als de kracht van de UV-LED zelf. Een zeer efficiënt en betaalbaar UV-LED-waterdesinfectieapparaat is momenteel het product van een select aantal bedrijven, die elk hun eigen concepten toepassen over hoe UV-LED's het beste kunnen worden gebruikt. De huidige UV-LED-waterdesinfectie-apparaten zijn ideaal voor POU-toepassingen, wat geweldig nieuws is voor consumentenmarkten over de hele wereld en voor de apparatenbouwindustrie, die geen handige en milieuvriendelijke oplossing hebben voor besmetting met microbiële pathogenen in drinkwater.
Waterdesinfectietechnologieën& de ecologische effecten
Maandelijks worden er miljoenen POU-waterzuiveringssystemen en miljarden waterflessen verkocht. Deze producten zijn aantrekkelijke oplossingen vanwege hun lage kosten en gemak. Afgezien van gebotteld water, zijn POU-waterzuiveringssystemen een ideale oplossing voor verschillende waterverontreinigingen en kunnen ze in veel gevallen worden vertrouwd om veilig drinkwater te maken. Fysische en chemische verontreinigingen zoals sedimenten, zware metalen en industriële bijproducten kunnen uit water worden verwijderd door middel van een verscheidenheid aan mechanische filters en ionenuitwisselingstechnologieën, maar microbiologische verontreiniging vormt een bijzonder moeilijke uitdaging. Kosteneffectieve mechanische filtratie is meestal niet geschikt voor bacteriële en virale decontaminatie, dus chemicaliën; submicron membranen; en op kwikgas gebaseerde UV-lampen worden vaak gebruikt voor de behandeling van watergedragen pathogenen. Elk van deze desinfectiemethoden heeft zijn eigen nadelen die kunnen worden aangepakt door het UV-LED-waterdesinfectieapparaat.
Van de gangbare waterdesinfectietechnologieën worden chemische waterbehandelingen het meest toegepast. Bij correct gebruik zijn de voordelen van chemische behandelingen onmiskenbaar, maar hun nadelen, zoals de mogelijkheid van overdosering als ze niet correct worden toegediend; variabele acceptatie door de consument tussen regio's en markten; en de aangeboren chemische resistentie van bepaalde watergedragen pathogenen zoals Legionella, Cryptosporidium, Giardia en Cyclospora, hebben de ontwikkeling van alternatieve waterbehandelingsmethoden verder gestimuleerd. Speciaal ontworpen submicronfilters en omgekeerde osmose (RO)-membranen bieden bescherming tegen een verscheidenheid aan micro-organismen, soms zelfs tegen virussen, maar vereisen meestal frequente vervanging en brengen hoge onderhouds- en verbruikskosten met zich mee. Het gebruik van op kwik gebaseerde UV-lampen is de snelst groeiende waterdesinfectietechnologie vanwege de universele dosisafhankelijke kiemdodende werking en wijdverbreide acceptatie. UV-lampen bieden misschien de beste bescherming tegen ziekteverwekkers in water, maar ze verbruiken veel elektriciteit; vereisen meestal frequente reiniging en vervanging; en zijn een alarmerende bron van kwikverontreiniging en -vervuiling.
Waar veilig drinkwater of een handige en betaalbare waterzuiveringsoplossing niet beschikbaar is, is flessenwater koning. Er is veel geschreven over de impact van waterflessen voor eenmalig gebruik op de verschillende ecosystemen van onze planeet, en de waterzuiveringsindustrie heeft zich ingezet tegen waterflessen en hun plastic afval. Onbedoeld is de gouden standaard in waterdesinfectie de UV-lamp geworden, die misschien een even alarmerend probleem vormt vanwege de impact van hun kwikvervuiling. Verontreiniging met kwik in onze oceanen en voedselketen is een grote reden tot bezorgdheid en is het onderwerp van het Minamata-verdrag van de Verenigde Naties tegen kwik. UV-LED's bieden een kwikvrij alternatief voor UV-lampen en zijn een echt milieuvriendelijke oplossing voor de veiligheid van drinkwater; plastic afval; en kwikvervuiling.
Toepassingen voor UV-LED-apparaten voor waterdesinfectie
UV-LED-apparaten voor waterdesinfectie hebben niet alleen het potentieel om op kwik gebaseerde UV-lampen te vervangen in hun huidige POU-toepassingen, ze kunnen worden toegepast in gevallen waar UV-lampen ongeschikt waren, en zullen binnenkort geschikt zijn voor point-of-entry ( POE) waterdesinfectie en zal uiteindelijk worden toegepast op gecentraliseerde waterbehandeling op industriële schaal.
POU-toepassingen waar UV-desinfectie een voordeel is, maar waar de UV-lamp ongeschikt was, bieden kansen voor nieuwe toepassingen van UV-LED-apparaten. UV-LED-apparaten kunnen veel kleiner worden gemaakt dan een UV-lamp en passen in compactere apparaten; ze kunnen worden uitgeschakeld als er geen water stroomt, genereren dus een verwaarloosbare hoeveelheid warmte in vergelijking met een UV-lamp en zijn ideaal voor de desinfectie van gekoeld water; ze kunnen oneindig aan/uit worden gefietst en kunnen een UV-puls afgeven die nuttig is voor het voorkomen van bio-fouling in watercontainers; ze schakelen onmiddellijk in zonder opwarmperiode, en besparen dus elektriciteit wanneer ze zijn uitgeschakeld; UV-LED's worden gevoed met een gelijkstroom, waardoor ze bij uitstek geschikt zijn voor off-grid situaties waar een zonnecel, batterij of zelfs een handslinger wordt gebruikt als de bron van elektriciteit. Veel van de nieuwe toepassingen voor UV-LED's bieden oplossingen die bijzonder nuttig zijn in ontwikkelingslanden, waar elektrische infrastructuren afwezig/beperkt zijn of waar de onderhoudsvereisten van de UV-lamp onbetaalbaar zijn. UV-LED-apparaten bieden mogelijkheden voor fabrikanten van waterapparatuur, installateurs en distributeurs van watersystemen om hun producten te onderscheiden met een probleemloze waterdesinfectiefunctie die een waardevol niveau van comfort en extra veiligheid voor hun klanten vertegenwoordigt.
POE UV-LED waterdesinfectieapparaten beginnen op de markt te verschijnen. De snelle evolutie van de UV-LED en de ontwerpmogelijkheden van een select aantal fabrikanten van UV-LED-waterdesinfectiesystemen hebben UV-LED-apparaten voor het hele huis mogelijk gemaakt. High-flow UV-LED-apparaten worden verkocht voor een bescheiden premie, maar de operationele kostenbesparing van deze apparaten betekent aanzienlijk lagere eigendomskosten. Deze langverwachte apparaten vormen een overtuigende oplossing voor desinfectie van bronwater in woningen en zullen een dramatische impact hebben op het verdwijnen van op kwik gebaseerde UV-lampen.
Het kan enkele jaren duren voordat industriële of commerciële UV-LED-apparaten voor waterdesinfectie op de markt komen, maar het lijkt er zeker op dat de barrières voor de commercialisering van dergelijke apparaten na verloop van tijd zullen afnemen. Het vervangen van de op kwik gebaseerde UV-lamp door een betere UV-gebaseerde technologie in hun industriële toepassingen zal een grote prestatie zijn voor de UV-industrie.
Waar moet u op letten bij een UV-LED-waterdesinfectieapparaat?
Niet alle UV-LED-waterdesinfectieapparaten zijn gelijk gemaakt. Verschillen in concepten van UV-LED-apparaten hebben voordelen in verschillende toepassingen, concepten voor ontwerpoptimalisatie variëren tussen fabrikanten van UV-LED-apparaten en resulteren in verschillende efficiëntie, duurzaamheid en algehele desinfectie, en verschillen in termen van UV-LED-apparaatcertificeringen moeten worden overwogen bij het selecteren een UV-LED-product. UV-LED-apparaten voor wateronderhoud en doorstroom-UV-LED-waterdesinfectieapparaten hebben verschillende toepassingen en verschillen tussen doorstroomapparaten hebben invloed op hun prestaties en betrouwbaarheid.
Het concept van een UV-LED-apparaat voor wateronderhoud verwijst meestal naar een apparaat in kroonluchterstijl dat wordt gebruikt om biofilmvorming in een wateropslagcontainer te voorkomen. Deze apparaten bieden een laag niveau van waterdesinfectie, maar zijn een kosteneffectieve oplossing voor oppervlaktedesinfectie. Men kan niet vertrouwen op een wateronderhoudsapparaat voor het maken van veilig water uit een microbiologisch onveilige bron, aangezien een UV-LED-apparaat in kroonluchterstijl een voldoende lange blootstellingstijd nodig heeft om een adequaat niveau van waterdesinfectie te bieden.
Het concept van een doorstroom-UV-LED-apparaat biedt een veel meer gecontroleerde omgeving voor consistente waterdesinfectie. Doordat de vloeistofdynamica, het debiet en de mengsnelheid beter kunnen worden gecontroleerd, wordt de desinfectie van pathogenen nauwkeuriger geoptimaliseerd. Zoals gezegd kan het ontwerp van een UV-LED waterdesinfectieapparaat net zo belangrijk zijn als de kracht van de UV-LED zelf. UV-collimatie is een van de meest efficiënte manieren om de kiemdodende werkzaamheid van het UV-LED-apparaat te maximaliseren. Net als een laserpointer worden optische lenzen gebruikt om een gerichte straal van UV-energie te creëren in het UV-LED-desinfectieapparaat en bieden nauwkeurige en betrouwbare desinfectieprestaties. UV-collimatieapparaten werken onafhankelijk van de materiaaleigenschappen van de reactor en bieden een aanhoudende prestatie gedurende de gehele levensduur van de UV-LED.
Op het gebied van certificering voor UV-LED-waterdesinfectieapparaten; materiële veiligheid; structurele integriteit; en desinfectieprestaties zijn de belangrijkste te verifiëren factoren. De leidende normen in Noord-Amerika voor deze factoren zijn NSF Standard 55 voor UV-drinkwatersystemen en NSF Standard 372 voor loodvrije drinkwaterproducten. Naleving van deze normen geeft aan dat het UV-LED-apparaat geen schadelijke chemicaliën in het water zal introduceren, een waterdruk van meer dan 200 psi aankan en een veilig niveau van micro-organismen zal desinfecteren. Certificatie-instanties zoals IAPMO, CSA en WQA kunnen de naleving van de NSF-normen certificeren, en eindgebruikers kunnen de markeringen van de instanties bekijken om te verifiëren dat naar de juiste NSF-normen wordt verwezen.
Hoe een UV-LED-apparaat voor waterdesinfectie te vinden?
Een eenvoudige zoekopdracht op het web zal aangeven welke UV-LED-waterdesinfectieproducten kunnen worden gebruikt voor thuisgebruik of apparaatintegratie, en de informatie in dit artikel kan worden gebruikt om de selectie van het ideale apparaat volgens de gebruikssituatie te begeleiden. Naarmate de UV-LED-technologie evolueert, zal de toekomst van UV-LED-apparaten in de waterbehandelingsmarkt alleen maar sterker en aantrekkelijker worden. De voordelen van UV en LED's zijn onmiskenbaar, aangezien dit op zichzelf echt gouden standaardtechnologieën zijn, en hun combinatie zorgt voor een van de meest gunstige technologische ontwikkelingen in de geschiedenis. POU UV-LED-apparaten voor waterdesinfectie bieden een flexibele en kosteneffectieve oplossing voor het zuiveren van drinkwater voor huishoudelijk gebruik met het vooruitzicht de milieueffecten van waterzuivering te verminderen, en eventuele POE- en industriële UV-LED-apparaten zullen de noodzaak van kwik in de waterverwerking volledig elimineren. Blijf op de hoogte, want de toekomst van de UV-LED is rooskleurig.
