紫外LED运用正不断增长，POE消毒市场应用看好

UVLED风向 · 2024-03-15

行家说UV 导读：

在入口点(POE)水处理中使用紫外线(UV)为房主提供了全屋微生物安全的水。然而，由于水俣公约或消费者情绪对汞灯禁令的担忧日益凸显，越来越多的OEM厂商开始研究UVC-LED，将其作为其产品获取UV光谱的潜在方式。

图1：常见目标微生物的吸收曲线（图片由Crystal IS提供）

据了解，传统的POE处理方法包括反渗透（RO）和颗粒活性炭（GAC）。这些方法不仅可以去除进水中存在的微量PFAS化学物质，还可以去除一些保护性化学物质，例如氯，以确保整个家庭的水的可饮用性。去除氯会增加机会性管道病原体(OPPP)和生物膜生长的风险。

这种围绕潜在汞禁令和PFAS法规的全球监管环境正在增加人们对POE中包含UVC-LED的应用的兴趣，特别是当它们的性能得到改善以满足应用需求时。

一般来说，POE紫外线处理系统的流量变化很大，从5加仑/分钟(gpm)到30加仑/分钟(gpm)。消毒剂量性能也可以从16 mJ/cm2到40 mJ/cm22。随着流量的降低，剂量需求通常会增加。通常，紫外线灯系统将采用35瓦低压汞灯，流速为9 gpm。这提供了11.5瓦紫外线254 nm处的能量，剂量为30 mJ/cm2

图2：基于254 nm的紫外线剂量响应

UVC-LED有多种峰值波长可供选择，其中260至270 nm范围内的波长可在多种微生物中提供更一致的性能（图1）。虽然灯会在光源的整个长度上发射总能量，LED提供更强烈的紫外线反应堆设计者可以在系统中关注的能量（图2）。它们还作为点源发射，这意味着输出强度是集中的，并且可以更容易地在系统内定向。

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在了解这一点后，可以考虑以9 gpm运行并需要将Q Beta减少3个对数的POE系统示例。根据表1，可以计算出实现Q Beta减少3个对数所需的剂量为34 mj/cm。一盏35瓦的汞灯几乎可以提供2。265 nm处所需的剂量为28 mj/cm2。2紫外线满足消毒要求所需的能量为11.5瓦紫外线剂量为30 mj/cm。然而，使用一个引领发射峰值杀菌波长为260 nm至270 nm，该系统需要大约9.5瓦的功率LED。

这些计算假设反应器内具有中等反射表面的基本设计。可以进一步优化反应器设计，以平衡现有技术的规格与应用的消毒性能和经济目标。

从历史上看，有一些专门从事设计和建造的利基参与者引领基反应堆。然而，性能随着采用率的增加，现在有更多的主流公司可以提供各种复杂的设计来满足系统的性能和经济目标。在使用点领域，

UVC-LED现在反应堆设计者可以使用更便宜的材料和更简单的设计来满足整个系统的经济目标。

图3：紫外光源的发射模式图解

在像POE这样的大流量案例中，设计系统的经验和专业知识UVC-LED水反应堆中的s至关重要。广泛商用UVC-LED满足使用点市场的需求，使反应堆设计更容易实现。他们也符合POE申请的准入条件，并且依赖于专门从事POE的公司引领基于反应堆的设计使原始设备制造商能够充分利用UVC-LED跨产品线的平台。随着POE系统中紫外线消毒的市场需求不断增长，预计更多OEM将转向UVC-LED随着分立器件的性能和整体系统设计的改进，将其作为平台技术。

来源：Patrick Aigeldinger、综合整理

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