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深紫外LED在消毒水处理中的应用-UVTaaoYuan



深紫外LED在消毒水处理中的应用:

一、水处理消毒技术种类 
  
水消毒技术主要包括紫外消毒、化学消毒,化学消毒又包括氯消毒、二氧化氯消毒、过氧乙酸消毒、臭氧消毒、氯胺消毒、过氧化氢消毒等。目前,紫外系统在我国市政污水处理的应用已经大规模展开,使用紫外线消毒技术的污水处理厂超过50%。” 
  
几种常用消毒方法的比较 
 
二、深紫外LED消毒原理 
  
紫外技术是20世纪90年代兴起的一种快速、经济的高效消毒技术。它是利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的波段(110~280)紫外光发生装置产生紫外辐射,用以杀灭水中的各种细菌、病毒、寄生虫、藻类等。其机理是一定剂量的紫外辐射可以破坏生物细胞的结构,通过破坏生物的遗传物质而杀灭水生生物,从而达到净化水质的目的。 
  
紫外线消毒是一种物理方法,它不向水中增加任何物质,没有副作用,不会产生消毒副产物。但缺乏持续灭菌能力,所以一般要与其它消毒方法联合使用。 
  
三、紫外消毒灯种类 
  
目前污水紫外线消毒系统中常用的紫外线杀菌灯包括:低压低强度汞灯(LP)、低压高强度汞灯(LPHO,又称为低压高强灯)和中压高强度汞灯(MP)。 
  
其中低压灯系统是指紫外消毒设备中单根紫外灯输出功率为30W-40W,它主要用于小型水处理厂或低流量水处理系统的应用。低压高强灯系统指紫外消毒设备中单根紫外灯输出为100W左右,它主要适用于中型污水处理厂的应用。中压灯系统指紫外消毒设备中单根紫外灯输出在420W以上,它主要用于大型污水处理厂和高悬浮物,紫外线穿透率(WT)低的水处理系统。 
  
深紫外LED将成为发展趋势。 
  
(1)汞灯杀菌是目前广泛使用的杀菌消毒方法。但由于其含有毒汞,耗电量大及寿命短等原因,汞灯紫外杀菌正在逐渐被UVC  LED光源取代。 
  
(2)《水俣公约》正式生效,以汞灯为代表的汞产品将加速淘汰进程。 
  
(3)UV LED在尺寸、重量、能耗和使用寿命等方面拥有众多优点: 
  
UV LED可以产生用户需要的最佳波长的光线,而传统的光源产生的光线波长是固定的; 
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UV  LED瞬间启动和关闭不会减少使用寿命,并且更安全,使用更方便; 
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基于潜在的新设计, UV LED可以创造出新的消毒应用领域。 
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(4)UV消毒的其他优点:无毒,立即起效,对环境和用户无害,无气味等。 
  
四、深紫外LED消毒市场 
  
据国际机构统计,2017年紫外消毒/净化系统在水处理领域的市场规模约为9.42亿美元。目前,西方国家已有约25%的工业和污水处理厂采用了紫外杀菌技术。 
  
由于2003年“非典”事件刺激了紫外消毒技术在我国污水处理中的推广应用。此外我国污水处理厂起步较晚,在建设发展时期可以充分借鉴国外的成功经验。目前,紫外消毒系统在我国污水处理的应用已大规模展开,使用紫外消毒技术的污水处理厂超过50%。 
 
在UV LED市场应用中,UV-A占有最大市场份额,高达90%。其最主要的应用市场为固化,涉及到美甲、牙齿、油墨印刷等领域。除此之外,UV-A也导入商业照明,可以使白色衣物看起来更洁白。
1.UVA LED在光固化系统中的应用领域:
UVA波段的典型应用为紫外固化和UV喷墨打印,代表波长为395nm、365nm, UV LED光固化应用包含在显示屏、电子医疗、仪表等行业的UV胶黏剂固化;建材、家具、家电、汽车等行业的UV涂料固化;印刷、包装等行业的UV油墨固化……
2. UVA LED植物工厂领域:
据中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所的刘文科研究员介绍,封闭式无土栽培中易造成自毒物质累积,而TiO2光催化可降解基质栽培营养液中的根分泌物和稻壳降解产物,太阳光仅含3%的紫外光、设施覆盖材料如玻璃的过滤掉60%以上,无法在设施内应用;蔬菜反季节栽培冬季低温寡照使之效率低且稳定性差,无法满足设施蔬菜工厂化生产的需求。所以UVA在植物工厂有广泛的应用领域。
3.UVA LED宝石鉴定领域:
不同种类的宝石、不同颜色的同一种宝石、同一颜色不同致色机理的宝石其紫外可见吸收光谱都不同。一些经优化处理的宝石虽然颜色与其对应的天然宝石一样,但因致色机理或致色物质不同,吸收光谱有差异。UVA LED可以帮助鉴定宝石及区分某些天然宝石与合成宝石、还可以通过紫外光照区分某些天然宝石与人工处理宝石。


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