浄水器の細菌汚染防止及び制御における深紫外UVC LEDの応用に関する議論

发布时间：2021-06-23 11:29 来源：萤光创新

現在，市販の浄水器は，浄水器，限外ろ過式浄水器，逆浸透浄水器など各種の浄水器の増加に伴い，どのように選べばよいのか。

浄水器は水を浄化するために使用され、それ自身の潜在的汚染問題はしばしば無視されやすい。実際には、浄水器の各フィルタユニットでは、細菌が潜在的に繁殖することがあります。例えば、浄水器、PPコットンフィルタコア、カーボンロッドフィルタコア、パイプライン、コネクタその他の部品、部品の前処理・後処理システムでは、抗菌機能がなく、細菌が繁殖することがある。マイクロフィルタ、限外ろ過器または逆浸透膜フィルタによって処理された純水は、貯蔵された場合、または不適切に使用された場合にも汚染され得る。逆浸透（RO）水清浄機を例としてください。バケットRO浄水器付きの水槽は、浄化しやすい水です。長い時間の後、バクテリアは水タンクで繁殖して、水質に影響を及ぼします。すなわち、濾過式のRO浄水器は水槽を持たないが、逆浸透膜はバクテリアやウイルスを濾過することができるが、逆浸透膜出口からタップまでは、水を長時間使用しないと、バクテリアを繁殖させやすく、また、汚水は細菌汚染のリスクを有する。

紫外線殺菌は、長期的に使用されている水処理産業の技術的なスキームとして紫外線殺菌は、紫外線殺菌は物理的な殺菌に属し、水の紫外線を使用して様々な細菌やウイルスや他の微生物の効率的な不活性化のために、水の再生の細菌を防ぐことです。浄化効果を達成するために。伝統的なUV水銀灯は、熱放射、短い生命、大きなサイズ、低い効率、環境保護と他の欠点のない熱源で、市場で段階的にされています;UVLEDランプは従来のUV水銀ランプと同じ殺菌効果を持つだけでなく、従来のUV水銀ランプの欠点を克服することもできる。潜在的バクテリア汚染を防止して、コントロールするために、浄水器で伝統的なUV水銀灯の代わりにUVLED技術を使う方法？

UV industrial water treatment

1. UVLEDの技術的特性

紫外線LED（紫外線発光ダイオード）は、固体半導体チップを発光材料とする半導体固体発光素子である。UVLED光は、照らされた物の表面と長い生命の上で熱放射、低温上昇のない冷たい光源です。ランプの寿命は従来の紫外線ランプの10倍以上である。uvledの光エネルギーは高効率のある特定の紫外スペクトルセグメントに高度に集中している。従来の紫外線水銀灯からの光は明るく見えますが、その広いスペクトルと高い熱のため、エネルギーの一部だけが有効な紫外スペクトルにあります。エネルギーの多くは目に見える（迷光）と赤外線（発熱）地域であり、それはバクテリアを殺さない。瞬間的にUVLEDを点灯させると、予熱なしで瞬時に最大のUV出力パワーが得られ、スイッチング寿命によって寿命が変化しない。UVLEDは水銀を含まず、使用中にオゾンを生成しない。それはより安全で環境に優しいUV殺菌光源です。

逆浸透浄水器の細菌汚染の分析

試験は純水でいっぱいのタンクで行われた。タンクを3日間設置すると，タンク内細菌叢総数は5 cfu／mlから106 cfu／mlまで急速に上昇し，飲料水衛生基準を超えた。時間の経過に伴い、細菌コロニーの総数は、図1に示すように上昇し続けている。バックレス逆浸透水浄化器、RO膜出口端から後部活性炭活性炭コアおよびウォータパイプおよび他のウェディング材料を通してのタップへの純水。粒状活性炭材料が細菌の増殖に促進効果を持つ中で、微生物汚染を悪化させる。12時間（一晩模擬）した後，殺菌処理はなかった。マシンをオンにした後、500 mlの水の最初のカップを取った。3機の全細菌コロニー数が飲料水衛生基準を超えていることが分かった。その結果、1つのプロトタイプの全細菌コロニー数は538 cfu / mlと高い基準を超えていた。家庭用逆浸透式浄水器は良好な濾過効果を有するが、実際の使用過程における潜在的な細菌汚染の可能性がある。UVLED技術は便利かつ効果的にこの問題を解決するために使用することができます。

図1水槽上の総コロニー数の曲線

実験により、逆浸透式浄水器は水道水中の細菌を効果的に除去することができるが、設置後使用した後、細菌によって汚染されている可能性があり、排水微生物（細菌のコロニーの総数、総大腸菌群）によって汚染されている可能性があると結論できるなど）標準に達しません。浄水器を長期間使用しないと微生物汚染が深刻になる。時間が経つにつれて、バクテリアと粘液は表面に蓄積し続けます。そして、浄化された水バクテリア植民地の総数が標準を上回るという問題に至ります。

逆浸透浄水器におけるUVLED技術の応用

逆浸透水浄化器は一般的に2つのタイプがあり、1つはバケツモデル、RO膜の水の流れは小さいです、純水は水槽に格納され、水の需要を満たすために水タンクから解放されますもう一つはバケットのモデルではなく、ROフィルムの水の流れが大きく、純水を使う必要があります。貯蔵タンクの長期使用は、貯蔵槽の主たる場所である樽型ro機械（水タンク式）があり、タンク内のウインチを設計することができます。機械がしばらく使用されないならば、アウトレット水の前に逆浸透膜から蛇口まで水路で潜在的バクテリア増殖があります。

*注：蛍光製品効果描画

4.1.1 UVLEDランプの異なる固定モードの解析

UVLEDランプは、水槽の下部に固定され、光は下から上に放射します。光を照射すると放射角がある。殺菌効果は放射角内で良好であり，放射角外の放射ブラインド領域と呼ばれている。通常、タンクの水出口は下にあるので、最初に放出される水は放射線ブラインド領域の水です、そして、バクテリアのコロニーの総数は標準を超えそうです。UVLEDランプは水槽の上部に固定されており、水槽の蓋に一般的に一体化されている。紫外線は水中に対して全方位であり、基本的には放射ブラインド領域はない。水タンクが水でいっぱいであるとき、滅菌のために水にほとんどすべての放射線エネルギーは、エネルギー損失は、少なくとも効果が良いです水槽が使用されているときは水位が下がり続け、ランプと水の間の空気層が次第に大きくなっていきますが、紫外線は空気中で急激に減衰し、放射線エネルギーが多くなると空気中の紫外線が入り、殺菌効果が悪くなります。

本来の殺菌効果を達成したい場合は、UVランプの点灯時間を延長したりUVランプのパワーを上げたりすることが必要であり、UVランプや水槽の寿命には良くないので、経済には適していない。水槽の上部または下部に固定されたUVLEDランプは、利点と欠点の両方を有する。両者の利点を組み合わせることによって、UVLEDランプを水面より上に配置し、ランプを静的に上下に固定することができる。水位が変化すると、UVランプと水が同期して移動するので、紫外線ランプと水との距離は相対的に変化しないので、大きな空気層を避けて紫外線が効率的に使用されるようにする。

4.1.2 浮動UVLEDランプ構造の実装形態

図2に示されているダイナミックなUVLED構造は、水と接触している部分である。浮遊ボールの浮力は、それ自体とUVLEDランプの重量を克服する必要があり、それは水の上に浮くことができると小さな距離を保つ。浮動ボールはUV抵抗性プラスチックでできており、2つの半球に設計され、超音波プロセスによって溶接されるか、またはブロー成形プロセスによって実現することができる。UVランプが上下に浮くとき、ワイヤーストレージはキーです。移動のプロセスに良い閉鎖と配置がない場合は、ワイヤが散乱されるか、またはフローティングボールを動かせ、動きの柔軟性と信頼性に影響を与える。ワイヤストレージの問題を解決するためには、ワイヤを蚊帳コイルのように螺旋状に設計することができる。水位でランプが上昇すると、ワイヤハーネスを整然として平面に収納することができる。水位が低下するとハーネスが自動的に開きます。ワイヤ自体は、小さな収縮弾性を有する。ワイヤハーネスをフレキシブルに保つために、低コストの解決策の一つとして、ワイヤ又はバネが1つとして螺旋状のワイヤを形成できるように、ケーシング又は熱収縮パイプによって螺旋状ばねにワイヤを接合することがある。

Fig. 2 浮体式浮水水槽構造図

4.1.3 浮体・固定型UVLEDの殺菌効果比較試験

残りの半分は試験サンプルとした。標準水の初期総コロニー数は23100 cfu／mlであった。浮体型のUVLEDランプは浮遊ボールを介して水面上に置かれ、固定されたUVLEDランプはタンクカバーに固定された。1 . 1 . 2，2 . 5 mgの水試料は，殺菌効率の高い水面に常に近い浮きuvledランプで殺菌した。約25分の照射時間後，水の全細菌コロニー数は100 cfu／ml以下に減少し，飲料水基準を満たした。3本の経度及び4本の水試料を一定のUVランプで殺菌した。滅菌ランプは水面から遠く離れた水槽カバーの位置にしか保管できず，殺菌効率が悪い。50分間の照射後、水の細菌コロニーの総数は100 cfu / ml以下に減少した。試験データの分析により、浮くUVLED殺菌時間を半分に短縮でき、効率を2倍にすることができ、UVLEDランプとプラスチック製水槽の耐用年数を延長できる。比較試験データを表2に示す。

Fig. 3 浮体・固定型UVLEDランプ実験装置の概要

4.2 フィルタ式ROマシンにおけるUVLED技術の応用

すなわち、フィルター式のroマシンには水槽がなく、RO膜流が大きい。マシンを起動した後、逆浸透膜によって生成された純水は、蛇口から直接排出される。紫外線ランプは、リアルタイムで流動状態の水を殺菌する。水が流れているので、蛇口を開くと、UVランプを同期的に開き、瞬時にピーク放射強度に到達し、流水を効果的に殺菌できる。各蛇口によって放出される水の第1カップの総細菌数が基準を超えないようにするために、紫外線ランプの位置は蛇口口から可能な限り近く、非滅菌水路の距離を短くし、殺菌効果を向上させる。

したがって、健康の更なる理解のためにあなたと見られることができて、UVC LED滅菌技術は傾向になります、そして、UV LEDアプリケーション技術研究と工業化に蛍光焦点は、主な製品を含みます：空気と水質分析検出器、殺菌健康製品、産業科学研究レベルUVモジュール、カスタマイズシステムソリューション。同社の製品は、関連するテスト構造認定試験の数を持って、30以上の国家特許を持って、選択のUVC LED技術です。