Un nou tipus de producte de desinfecció de l’aigua produeix ones a la indústria de l’aigua: sistemes de desinfecció d’aigua ultraviolada (UV) que utilitzen díodes emissors de llum ultraviolats (LED). Els sistemes de desinfecció d’aigua UVC-LED ja estan disponibles al mercat i ofereixen els avantatges combinats de dues tecnologies estàndard d’or; Irradiació germicida UVC i llums LED. Aquest article analitza la importància de la tecnologia UV-LED, la seva aplicació en el tractament d’aigües, la perspectiva del seu impacte social i ambiental, les seves aplicacions actuals i futures i què s’ha de tenir en compte quan es considera un producte de desinfecció d’aigua UV-LED.
Els LED UVC, sovint anomenats LED UV profunds, o simplement LED UV germicides, són LEDs com els LED que substitueixen les bombetes halògenes i incandescents de la indústria de la il·luminació, però que produeixen una longitud d’ona curta i intensa a el rang de 250 nm a 280 nm. El LED UV és un invent que només en els darrers anys s’ha convertit en prou potent per desinfectar eficaçment l’aigua que flueix. Ara es poden utilitzar per dissenyar solucions assequibles de desinfecció d’aigües en el punt d’ús (POU). S’ha dedicat molta investigació i desenvolupament al desenvolupament de dispositius de desinfecció de l’aigua amb LED UV i s’ha fet evident que fins i tot detalls minuciosos en el disseny d’aquests dispositius poden ser tan importants com la potència del propi LED UV. Actualment, un dispositiu de desinfecció d’aigua UV-LED altament eficient i assequible és el producte d’unes poques empreses, cadascuna aplicant els seus propis conceptes sobre com utilitzar millor els LED UV. Els dispositius actuals de desinfecció d’aigua LED-UV són ideals per a aplicacions POU, una gran notícia per als mercats de consumidors de tot el món i per a la indústria de fabricació d’aparells que no tenen una solució convenient i ecològica per a la contaminació de patògens microbians a l’aigua potable.
Tecnologies de desinfecció de l'aigua&lificador; els impactes ecològics
Es venen milions de sistemes de purificació d’aigua POU i milers de milions d’ampolles d’aigua cada mes. Aquests productes ofereixen solucions atractives pel seu baix cost i comoditat. A part de l’aigua embotellada, els sistemes de purificació d’aigua POU constitueixen una solució ideal per a diversos contaminants d’aigua i en molts casos es pot confiar per aconseguir aigua potable. Els contaminants físics i químics com els sediments, els metalls pesants i els subproductes industrials es poden eliminar de l’aigua mitjançant diversos filtradors mecànics i tecnologies d’intercanvi iònic, però la contaminació microbiològica suposa un repte particularment difícil. La filtració mecànica rendible no sol ser classificada per a la descontaminació bacteriana i vírica, per tant, per productes químics; membranes submicrones; i les làmpades UV basades en gas mercuri s’utilitzen habitualment per al tractament de patògens transmesos per l’aigua. Cadascun d'aquests mètodes de desinfecció té els seus propis inconvenients que el dispositiu de desinfecció d'aigua UV-LED pot solucionar.
A partir de les tecnologies habituals de desinfecció de l'aigua, els tractaments químics de l'aigua són els més aplicats. Quan s’utilitzen correctament, els beneficis dels tractaments químics són innegables, però els seus inconvenients, com el potencial de sobredosi si no s’administren adequadament; acceptació variable dels consumidors entre geografies i mercats; i la resistència química innata de certs patògens transmesos per l'aigua com Legionella, Cryptosporidium, Giardia i Cyclospora, han impulsat encara més el desenvolupament de mètodes alternatius de tractament de l'aigua. Els filtres submicrons especialment dissenyats i les membranes d’osmosi inversa (RO) ofereixen una defensa contra una gran varietat de microorganismes, de vegades fins i tot contra virus, però normalment requereixen reemplaçaments freqüents i comporten un elevat cost de manteniment i consumibles. L’ús de làmpades UV basades en mercuri és la tecnologia de desinfecció de l’aigua de més ràpid creixement gràcies al seu efecte germicida universal dependent de la dosi i a la seva acceptació generalitzada. Les làmpades UV poden oferir la millor defensa contra els patògens de l’aigua, però consumeixen una gran quantitat d’electricitat; solen requerir neteja i substitució freqüents; i són una font alarmant de contaminació i contaminació per mercuri.
Quan no hi ha aigua potable segura o una solució de purificació d’aigua convenient i assequible, l’aigua embotellada és la principal. S’ha escrit molt sobre l’impacte de les ampolles d’aigua d’un sol ús en els diversos ecosistemes del nostre planeta i la indústria del tractament de l’aigua s’ha concentrat contra les ampolles d’aigua i els seus residus plàstics. Sense voler, l’estàndard d’or en la desinfecció de l’aigua s’ha convertit en la làmpada UV, que potser suposa un problema igualment alarmant per l’impacte de la seva contaminació per mercuri. La contaminació amb mercuri als nostres oceans i la nostra cadena alimentària és un motiu de preocupació important i és objecte de la Convenció Minamata de les Nacions Unides contra el mercuri. Els LED UV ofereixen una alternativa lliure de mercuri a les làmpades UV i són una solució veritablement ecològica per a la seguretat de l’aigua potable; residus plàstics; i contaminació per mercuri.
Aplicacions per a dispositius de desinfecció d'aigües amb LED UV
Els dispositius de desinfecció d’aigua amb LED UV no només poden substituir les làmpades UV basades en mercuri en les seves aplicacions actuals de POU, sinó que es poden aplicar als casos en què les làmpades UV no siguin adequades, aviat seran apropiades per al punt d’entrada ( Desinfecció de l’aigua POE) i, finalment, serà aplicable al tractament d’aigües a escala industrial centralitzada.
Les aplicacions POU on la desinfecció UV és un avantatge, però on la làmpada UV no és adequada, ofereixen oportunitats per a noves aplicacions de dispositius UV-LED. Els dispositius UV-LED es poden fer molt més petits que una llum UV i poden encabir-se en aparells més compactes; es poden apagar quan l'aigua no flueix, generant així una quantitat de calor insignificant en comparació amb una làmpada UV i són ideals per a la desinfecció d'aigua refrigerada; es poden desactivar / encendre infinitament i poden emetre un pols UV útil per a la prevenció de la contaminació biològica als contenidors d’aigua; s’encenen a l’instant sense període d’escalfament, de manera que conserven l’electricitat quan s’apaguen; Els LED UV s’alimenten amb corrent elèctric directe, cosa que els fa ideals per a situacions fora de la xarxa on s’utilitza una cèl·lula solar, una bateria o fins i tot una manovella com a font d’electricitat. Moltes de les noves aplicacions per als LEDs UV ofereixen solucions que són particularment útils en el món en desenvolupament, on les infraestructures elèctriques són absents / limitades o on els requisits de manteniment de la làmpada UV són prohibitius. Els dispositius UV-LED ofereixen oportunitats als fabricants d’aparells d’aigua, als instal·ladors i distribuïdors de sistemes d’aigua per diferenciar els seus productes amb una característica de desinfecció de l’aigua sense problemes que representa un valor valuós de confort i seguretat afegida als seus clients.
Comencen a aparèixer aparells de desinfecció d’aigua UV-LED POE al mercat. La ràpida evolució de l’UV-LED i les capacitats de disseny d’alguns fabricants selectius de sistemes de desinfecció d’aigua UV-LED han permès dispositius UV-LED per a tota la casa. Els dispositius LED de flux més alt es venen per una prima moderada, però l’estalvi de costos operatius d’aquests dispositius representa un cost de propietat substancialment inferior. Aquests dispositius tan esperats representen una solució convincent per a la desinfecció d’aigües residuals de pous i tindran un impacte dramàtic en l’aparició de llums UV basades en mercuri.
Els dispositius industrials o comercials de desinfecció d’aigua amb LED UV poden trigar uns quants anys a materialitzar-se, però sens dubte sembla que les barreres a la comercialització d’aquests dispositius s’estovaran amb el pas del temps. La substitució de la llum UV basada en mercuri per una millor tecnologia basada en UV en les seves aplicacions industrials serà un gran assoliment per a la indústria UV.
Què s’ha de buscar en un dispositiu de desinfecció d’aigua amb LED UV?
No tots els dispositius de desinfecció d’aigua amb LED UV són iguals. Les diferències en els conceptes de dispositius UV-LED tenen avantatges en diferents aplicacions, els conceptes d’optimització del disseny varien entre els fabricants de dispositius UV-LED i donen lloc a una eficiència, durabilitat i desinfecció general variables i s’han de tenir en compte les diferències en termes de certificacions de dispositius UV-LED a l’hora de seleccionar un producte UV-LED. Els dispositius de manteniment d’aigua UV-LED i els dispositius de desinfecció d’aigua UV-LED tenen aplicacions diferents i les diferències entre dispositius de flux tenen un impacte en el seu rendiment i fiabilitat.
El concepte d’un dispositiu de manteniment d’aigua amb LED UV es refereix típicament a un dispositiu d’estil de llum que s’utilitza per evitar la formació de biopel·lícula dins d’un contenidor d’emmagatzematge d’aigua. Aquests dispositius ofereixen un baix nivell de desinfecció de l’aigua, però són una solució rendible per a la desinfecció superficial. No es pot confiar en un dispositiu de manteniment de l’aigua per fer aigua segura a partir d’una font insegura microbiològicament, ja que un dispositiu de llum LED d’aranya requereix un temps d’exposició suficient per proporcionar un nivell adequat de desinfecció de l’aigua.
El concepte d’un dispositiu LED de flux fluït ofereix un entorn molt més controlat per a una desinfecció constant de l’aigua. Atès que la dinàmica de fluids, el flux i la velocitat de mescla es poden controlar millor, la desinfecció dels patògens s’optimitza amb més precisió. Com s’ha esmentat, el disseny d’un dispositiu de desinfecció d’aigua amb LED UV pot ser tan important com la potència del propi LED UV. La colimació UV és una de les maneres més eficients de maximitzar l'eficàcia germicida del dispositiu LED-UV. Igual que un punter làser, les lents òptiques s’utilitzen per crear un feix focal d’energia UV dins del dispositiu de desinfecció UV-LED i ofereixen un rendiment de desinfecció precís i fiable. Els dispositius de collimació UV funcionen independentment de les propietats del material del reactor i ofereixen un rendiment sostingut durant tota la vida del LED UV.
En termes de certificació per a dispositius de desinfecció d’aigua amb LED UV; seguretat material; integritat estructural; i el rendiment de la desinfecció són els principals factors a verificar. Els estàndards més importants d’Amèrica del Nord per a aquests factors són la norma NSF 55 per als sistemes d’aigua potable UV i la norma 372 NSF per als productes d’aigua potable sense plom. El compliment d’aquestes normes indica que el dispositiu UV-LED no introduirà productes químics nocius a l’aigua, pot suportar més de 200 psi de pressió de l’aigua i desinfectarà un nivell segur de microorganismes. Els organismes de certificació com IAPMO, CSA i WQA poden certificar el compliment de les normes NSF i els usuaris finals poden mirar les marques dels organismes per verificar que es faci referència als estàndards NSF adequats.
Com obtenir un dispositiu de desinfecció d’aigua amb LED UV
Una simple cerca web indicarà quins productes de desinfecció d’aigua UV-LED es poden obtenir per a ús domèstic o integració d’aparells, i la informació d’aquest article es pot utilitzar per guiar la selecció del dispositiu ideal segons el seu cas d’ús. A mesura que la tecnologia UV-LED evolucioni, el futur dels dispositius UV-LED al mercat del tractament d’aigües només esdevindrà més fort i atractiu. Els avantatges dels raigs ultraviolats i dels LED són innegables, ja que es tracta de tecnologies d’origen autèntic per dret propi i la seva combinació fa que sigui un dels avenços tecnològics més beneficiosos de la història. Els dispositius de desinfecció d’aigua UV LED POU ofereixen una solució de purificació d’aigua potable residencial flexible i rendible amb la possibilitat de reduir els impactes ambientals de la depuració d’aigua, i els eventuals dispositius POE i UV-LED industrials eliminaran la necessitat de mercuri en el processament de l’aigua. Estigueu atents ja que el futur de l’UV-LED és brillant.
