Світлодіоди були визначальним чинником у багатьох технологічних інноваціях, і очищення води не є винятком. Хоча аварії з ртутними лампами трапляються рідко, якщо лампи встановлені правильно, переваги світлодіодів UV-C почали переважати над необхідністю залишатися при статусі.
Ультрафіолетове (УФ) світло очищає воду природним шляхом протягом століть. При чистому небі наше сонце може інактивувати патогени на водній основі мінімум за шість годин. Хмарне небо або нечітка вода викликають недосконалі умови. Ці умови дозволяють бактеріям рости і роблять природні джерела води небезпечними для використання. На щастя, ми розробили кілька видів знезараження води, починаючи від хімікатів і закінчуючи УФ -лампами. Хоча всі вони корисні для здоров’я людини, деякі з них екологічно вигідніші за інші.
Потреба змін
Досягнення хімії та технології призвело до декількох ефективних методів очищення води. Хімічні речовини, такі як хлор, були першим широко використовуваним методом дезінфекції і в багатьох випадках залишаються основним засобом очищення. Хімічна обробка повністю розчиняє клітини патогенів і, поки лікування ультрафіолетом (УФ) не було найкращим доступним варіантом. Однак існують і негативні сторони використання хімічних речовин у питній воді. Вони можуть бути токсичними для водних організмів, створювати шкідливі побічні продукти і не ефективні проти всіх патогенів (таких як криптоспоридій). Хімікати, що використовуються для дезінфекції, також є дуже корозійними і можуть створювати ризики для безпеки та навколишнього середовища під час транспортування та зберігання. (NSFC, Національний центр обміну інформацією про малі потоки)
Хоча дезінфекція ультрафіолетовим випромінюванням вважається більш безпечною, ніж хімічне використання, усі звичайні УФ-лампи зазвичай містять 20-200 міліграм ртуті і схильні до руйнування під час транспортування, поводження та експлуатації. Звичайні ультрафіолетові лампи утримують ртуть або у рідкій формі (частіше у лампах із середнім тиском), або у амальгамі (частіше у лампах з низьким тиском, з високою продуктивністю). Аварії та неправильні процедури збільшують ризик зараження.
Екологічна програма ООН (ЮНЕП) ініціювала Мінаматську конвенцію про ртуть для захисту здоров’я людей та навколишнього середовища від антропогенних викидів та викидів ртуті. ЮНЕП поставила собі за мету поступове припинення виробництва ртуті до 2020 року. У 2013 році організації та уряди попросили негайно припинити використання ртуті, і 127 країн підписали ратифікацію видалення всієї ртуті до року. 2020. Хоча незрозуміло, чи отримають УФ -лампи для дезінфекції води виняток із цього регламенту, очевидно, що альтернативи слід активно розглядати.
Світлодіоди UV-C для дезінфекції води
Світлодіоди з моменту свого заснування займали лідируючі позиції у сфері освітлення - смартфони не існували б без них. Вони забезпечують тривалий термін служби, швидкий час включення/вимикання та низьке споживання електроенергії. Світлодіоди були розроблені протягом останніх кількох десятиліть, і УФ -світлодіоди є останнім нововведенням. Кожен прогрес у світловому спектрі пропонує нові можливості для світлодіодів.
На відміну від звичайних ультрафіолетових ламп, світлодіоди не використовують ртуть, тобто немає ризику забруднення води, якщо лампа встановлена неправильно або зламана. Звичайним лампам також потрібно 5-10 хвилин для розігріву до пікових температур дезінфекції, тоді як світлодіоди UV-C мають час початку декількох наносекунд і не мають обмежень увімкнення/вимкнення, що забезпечує миттєву дезінфекцію та гнучкий час роботи. Ртутні лампи мають обмежений термін служби приблизно один рік і вимагають спеціальної утилізації, тоді як світлодіодні лампи можуть мати інтервали заміни більше 10 років.
Усі світлодіоди відомі своїм низьким споживанням енергії, і те саме стосується світлодіодів UV-C, які використовуються в якісній системі дезінфекції. Звичайні ртутні лампи вимагають від 110 до 240 вольт для роботи, тоді як світлодіоди вимагають низької напруги постійного струму, що означає, що дезінфекція здійснюється за допомогою невеликої сонячної панелі або акумулятора.
Ідеальна довжина хвилі для інактивування більшості бактерій становить 260-270 нм, однак це залежить від конкретних бактерій, на яких нападає ціль. Ртутні лампи мають два варіанти: низький тиск, що випромінює 254 нм; і середнім тиском, які випромінюють довжини хвиль між 200-300 нм. Світлодіоди UV-C мають довжини хвиль, які дозволяють вибирати, щоб потужність була націлена на найефективнішу довжину хвилі дезінфекції, а не зміщуватись, як у ламп низького тиску, або марнувати, як у ламп середнього тиску.
Майбутнє очищення води
Світлодіодна технологія дозволяє використовувати ультрафіолетову обробку води у застосуваннях, раніше недоступних для звичайних ртутних ламп. Наприклад, віддалені громади можуть легко очищати воду за допомогою варіантів сонячної енергії, а тепер доступне мобільне використання через міцність та невеликі розміри світлодіодних пристроїв UV-C. Застосовуючи на місці використання, можна забезпечити додаткову безпеку води у лікарнях та науково -дослідних установах без необхідності зберігання ємностей. Технологія світлодіодів UV-C-це не просто теорія або концепція; В даний час проект BIOWYSE працює над пристроєм, який буде впроваджувати світлодіоди UV-C для дезінфекції води на борту Міжнародної космічної станції. Наразі світлодіодні пристрої UV-C доступні та готові змінити ринок дезінфекції.
Світлодіоди були визначальним чинником у багатьох технологічних інноваціях, і очищення води не є винятком. Хоча аварії з ртутними лампами трапляються рідко, якщо лампи встановлені правильно, переваги світлодіодів UV-C почали переважати над необхідністю залишатися при статусі. Традиційні технології ультрафіолетового очищення дали світові альтернативу хімічній обробці води. Тепер, просуваючись у світлодіодах, ми підійшли до наступного етапу очищення води.
