Un nuovo tipo di prodotto per la disinfezione dell'acqua sta facendo scalpore nel settore dell'acqua: i sistemi di disinfezione dell'acqua a raggi ultravioletti (UV) che utilizzano diodi a emissione di luce (LED) UV profondi. I sistemi di disinfezione dell'acqua UVC-LED sono ora disponibili sul mercato e offrono i vantaggi combinati di due tecnologie standard; Irradiazione germicida UVC e luci a LED. Questo articolo discute l'importanza della tecnologia UV-LED, la sua applicazione nel trattamento delle acque, la prospettiva del loro impatto sociale e ambientale, le loro applicazioni attuali e future e cosa cercare quando si considera un prodotto per la disinfezione dell'acqua UV-LED.
I LED UVC, spesso indicati come LED UV profondi, o semplicemente LED UV germicidi, sono LED come i LED che stanno sostituendo le lampadine alogene e a incandescenza nel settore dell'illuminazione, ma che producono una lunghezza d'onda della luce breve e intensa in la gamma da 250 nm a 280 nm. L'UV-LED è un'invenzione che solo negli ultimi anni è diventata abbastanza potente da disinfettare efficacemente l'acqua corrente. Ora possono essere utilizzati per progettare soluzioni convenienti per la disinfezione dell'acqua al punto d'uso (POU). Molte ricerche e sviluppi sono stati dedicati allo sviluppo di dispositivi di disinfezione dell'acqua UV-LED ed è diventato evidente che anche i minimi dettagli nella progettazione di questi dispositivi possono essere importanti quanto la potenza del LED UV stesso. Un dispositivo di disinfezione dell'acqua UV-LED altamente efficiente e conveniente è attualmente il prodotto di poche aziende selezionate, ognuna delle quali applica i propri concetti su come utilizzare al meglio i LED UV. Gli attuali dispositivi di disinfezione dell'acqua UV-LED sono ideali per le applicazioni POU, un'ottima notizia per i mercati dei consumatori di tutto il mondo e per l'industria manifatturiera degli elettrodomestici, a cui manca una soluzione conveniente ed ecologica per la contaminazione da agenti patogeni microbici nell'acqua potabile.
Tecnologie di disinfezione dell'acqua& gli impatti ecologici
Ogni mese vengono venduti milioni di sistemi di purificazione dell'acqua POU e miliardi di bottiglie d'acqua. Questi prodotti costituiscono soluzioni convincenti grazie al loro basso costo e alla loro convenienza. Acqua in bottiglia a parte, i sistemi di purificazione dell'acqua POU rappresentano una soluzione ideale per vari contaminanti dell'acqua e in molti casi si può fare affidamento per rendere l'acqua potabile sicura. I contaminanti fisici e chimici come sedimenti, metalli pesanti e sottoprodotti industriali possono essere rimossi dall'acqua attraverso una varietà di filtri meccanici e tecnologie di scambio ionico, ma la contaminazione microbiologica rappresenta una sfida particolarmente difficile. La filtrazione meccanica economica di solito non è valutata per la decontaminazione batterica e virale, quindi per i prodotti chimici; membrane submicroniche; e le lampade UV a base di gas di mercurio sono comunemente usate per il trattamento di agenti patogeni trasportati dall'acqua. Ciascuno di questi metodi di disinfezione ha i propri inconvenienti che sono affrontabili dal dispositivo di disinfezione dell'acqua UV-LED.
Dalle comuni tecnologie di disinfezione dell'acqua, i trattamenti chimici dell'acqua sono i più ampiamente applicati. Se correttamente utilizzati, i benefici dei trattamenti chimici sono innegabili, ma i loro svantaggi, come il potenziale di sovradosaggio se non adeguatamente somministrati; accettazione variabile dei consumatori tra geografie e mercati; e la resistenza chimica innata di alcuni agenti patogeni portati dall'acqua come Legionella, Cryptosporidium, Giardia e Cyclospora, hanno ulteriormente guidato lo sviluppo di metodi alternativi di trattamento delle acque. Filtri submicrometrici appositamente progettati e membrane ad osmosi inversa (RO) offrono una difesa contro una varietà di microrganismi, a volte anche contro i virus, ma di solito richiedono sostituzioni frequenti e comportano un elevato costo di manutenzione e materiali di consumo. L'uso di lampade UV a base di mercurio è la tecnologia di disinfezione dell'acqua in più rapida crescita grazie al suo effetto germicida universale dose-dipendente e all'ampia accettazione. Le lampade UV possono offrire la migliore difesa contro gli agenti patogeni nell'acqua, ma consumano elevate quantità di elettricità; di solito richiedono frequenti pulizie e sostituzioni; e sono una fonte allarmante di contaminazione e inquinamento da mercurio.
Dove non è disponibile acqua potabile sicura o una soluzione di purificazione dell'acqua conveniente e conveniente, l'acqua in bottiglia è il re. Molto è stato scritto sull'impatto delle bottiglie d'acqua monouso sui vari ecosistemi del nostro pianeta e l'industria del trattamento delle acque si è mobilitata contro le bottiglie d'acqua e i loro rifiuti di plastica. Inavvertitamente, il gold standard nella disinfezione dell'acqua è diventato la lampada UV, che pone forse un problema altrettanto allarmante a causa dell'impatto del loro inquinamento da mercurio. La contaminazione da mercurio nei nostri oceani e nella catena alimentare è una delle principali cause di preoccupazione ed è oggetto della Convenzione di Minamata delle Nazioni Unite contro il mercurio. I LED UV offrono un'alternativa senza mercurio alle lampade UV e sono una soluzione veramente ecologica per la sicurezza dell'acqua potabile; rifiuti di plastica; e inquinamento da mercurio.
Applicazioni per dispositivi di disinfezione dell'acqua UV-LED
I dispositivi di disinfezione dell'acqua UV-LED non solo hanno il potenziale per sostituire le lampade UV a base di mercurio nelle loro attuali applicazioni POU, ma possono essere applicati nei casi in cui le lampade UV non sono state adatte, saranno presto appropriati per il punto di ingresso ( POE) disinfezione dell'acqua e sarà eventualmente applicabile al trattamento centralizzato delle acque su scala industriale.
Le applicazioni POU in cui la disinfezione UV è un vantaggio, ma dove la lampada UV è stata inadatta, presentano opportunità per nuove applicazioni dei dispositivi UV-LED. I dispositivi UV-LED possono essere molto più piccoli di una lampada UV e possono essere inseriti in apparecchi più compatti; possono essere spenti quando l'acqua non scorre, generano quindi una quantità di calore trascurabile rispetto ad una lampada UV e sono ideali per la disinfezione dell'acqua refrigerata; possono essere attivati/disattivati all'infinito e possono emettere un impulso UV utile per la prevenzione del bio-fouling nei contenitori dell'acqua; si accendono istantaneamente senza alcun periodo di riscaldamento, risparmiando così elettricità quando sono spenti; I LED UV sono alimentati con una corrente elettrica continua, che li rende ideali per situazioni off-grid in cui una cella solare, una batteria o anche una manovella viene utilizzata come fonte di elettricità. Molte delle nuove applicazioni per i LED UV offrono soluzioni particolarmente utili nei paesi in via di sviluppo, dove le infrastrutture elettriche sono assenti/limitate o dove i requisiti di manutenzione della lampada UV sono proibitivi. I dispositivi UV-LED offrono ai produttori di apparecchiature per l'acqua, agli installatori di sistemi idrici e ai distributori l'opportunità di differenziare i loro prodotti con una funzione di disinfezione dell'acqua senza problemi che rappresenta un prezioso livello di comfort e una maggiore sicurezza per i loro clienti.
I dispositivi di disinfezione dell'acqua UV-LED POE stanno iniziando ad apparire sul mercato. La rapida evoluzione del LED UV e le capacità di progettazione di alcuni produttori selezionati di sistemi di disinfezione dell'acqua UV-LED hanno reso possibile l'intera casa di dispositivi UV-LED. I dispositivi UV-LED a flusso più elevato sono venduti a un prezzo moderato, ma il risparmio sui costi operativi di questi dispositivi rappresenta un costo di proprietà sostanzialmente inferiore. Questi attesissimi dispositivi rappresentano una soluzione convincente per la disinfezione dell'acqua di pozzo residenziale e avranno un impatto drammatico sull'estinzione delle lampade UV a base di mercurio.
I dispositivi di disinfezione dell'acqua UV-LED industriali o commerciali possono richiedere diversi anni per materializzarsi, ma sembra certamente che le barriere alla commercializzazione di tali dispositivi si attenueranno nel tempo. La sostituzione della lampada UV a base di mercurio con una migliore tecnologia basata sui raggi UV nelle loro applicazioni industriali sarà un risultato importante per l'industria UV.
Cosa cercare in un dispositivo di disinfezione dell'acqua a LED UV
Non tutti i dispositivi di disinfezione dell'acqua UV-LED sono uguali. Le differenze nei concetti dei dispositivi UV-LED presentano vantaggi in diverse applicazioni, i concetti di ottimizzazione del design variano tra i produttori di dispositivi UV-LED e si traducono in una diversa efficienza, durata e disinfezione complessiva e le differenze in termini di certificazioni dei dispositivi UV-LED dovrebbero essere prese in considerazione quando si seleziona un prodotto UV-LED. I dispositivi per la manutenzione dell'acqua UV-LED e i dispositivi per la disinfezione dell'acqua UV-LED a flusso continuo hanno applicazioni diverse e le differenze tra i dispositivi a flusso continuo hanno un impatto sulle loro prestazioni e affidabilità.
Il concetto di dispositivo di mantenimento dell'acqua a LED UV si riferisce in genere a un dispositivo in stile lampadario utilizzato per prevenire la formazione di biofilm all'interno di un contenitore di stoccaggio dell'acqua. Questi dispositivi offrono un basso livello di disinfezione dell'acqua ma sono una soluzione economica per la disinfezione delle superfici. Non si può fare affidamento su un dispositivo di mantenimento dell'acqua per produrre acqua sicura da una fonte microbiologicamente non sicura, poiché un dispositivo UV-LED stile lampadario richiede un tempo di esposizione sufficientemente lungo per fornire un livello adeguato di disinfezione dell'acqua.
Il concetto di un dispositivo UV-LED a flusso continuo offre un ambiente molto più controllato per una disinfezione dell'acqua coerente. Poiché la fluidodinamica, il flusso e la velocità di miscelazione possono essere controllati meglio, la disinfezione degli agenti patogeni è ottimizzata in modo più accurato. Come accennato, il design di un dispositivo di disinfezione dell'acqua UV-LED può essere importante quanto la potenza del LED UV stesso. La collimazione UV è uno dei modi più efficienti per massimizzare l'efficacia germicida del dispositivo UV-LED. Proprio come un puntatore laser, le lenti ottiche vengono utilizzate per creare un raggio focalizzato di energia UV all'interno del dispositivo di disinfezione UV-LED e offrono prestazioni di disinfezione accurate e affidabili. I dispositivi di collimazione UV funzionano indipendentemente dalle proprietà del materiale del reattore e offrono prestazioni sostenute per l'intera vita del LED UV.
In termini di certificazione per dispositivi di disinfezione dell'acqua UV-LED; sicurezza dei materiali; integrità strutturale; e le prestazioni di disinfezione sono i principali fattori da verificare. Gli standard principali in Nord America per questi fattori sono NSF Standard 55 per i sistemi di acqua potabile UV e NSF Standard 372 per prodotti per acqua potabile senza piombo. La conformità a questi standard indica che il dispositivo UV-LED non introdurrà sostanze chimiche dannose nell'acqua, è in grado di gestire più di 200 psi di pressione dell'acqua e disinfetterà un livello sicuro di microrganismi. Gli organismi di certificazione come IAPMO, CSA e WQA possono certificare la conformità agli standard NSF e gli utenti finali possono guardare ai marchi degli organismi per verificare che si faccia riferimento agli standard NSF corretti.
Come procurarsi un dispositivo di disinfezione dell'acqua a LED UV UV
Una semplice ricerca sul web indicherà quali prodotti per la disinfezione dell'acqua UV-LED possono essere acquistati per l'uso domestico o per l'integrazione di elettrodomestici e le informazioni contenute in questo articolo possono essere utilizzate per guidare la selezione del dispositivo ideale in base al suo caso d'uso. Con l'evoluzione della tecnologia UV-LED, il futuro dei dispositivi UV-LED nel mercato del trattamento dell'acqua diventerà sempre più forte e avvincente. I vantaggi dei raggi UV e dei LED sono innegabili in quanto si tratta di tecnologie veramente gold standard di per sé e la loro combinazione costituisce uno dei progressi tecnologici più vantaggiosi della storia. I dispositivi di disinfezione dell'acqua UV-LED POU offrono una soluzione di purificazione dell'acqua potabile residenziale flessibile ed economica con la prospettiva di ridurre l'impatto ambientale della purificazione dell'acqua, ed eventuali dispositivi POE e UV-LED industriali elimineranno del tutto la necessità di mercurio nel trattamento dell'acqua. Resta sintonizzato perché il futuro dei LED UV è luminoso.
