Her er et spørgsmål, der ofte diskuteres i UV -verden: hvilken er den bedste UV -lampetype til desinfektion af vand: medium tryk eller lavtrykslampe? Ligesom alt andet i livet har hver fordele og ulemper, der skal overvejes i lyset af operationelle krav. I dette indlæg vil jeg undersøge tre af de vigtigste faktorer for at afgøre, hvilken UV -lampe der er bedst egnet til din drift.
Som titlen på dette indlæg antyder, er der to UV-lampetyper, der oftest bruges i UV-systemer: mellemtryk og lavtrykslamper. (Tryk vedrører kviksølv-gastrykket i lampen).
Lavtrykslamper er aflange lamper-cirka en meter i længden-med lav effekt pr. Lampe (mellem 30-600W). Til desinfektionsformål udsender lavtrykslamper en monokromatisk bølgelængde på 253,7 nm (254 nm) ved høj intensitet.
Mellemtrykslamper er betydeligt kortere end lavtrykslamper, med høj effekt pr. Lampe (normalt mellem 1-12kW). Middeltrykslamper udsender en bred bakteriedræbende bølgelængde mellem 200-320 nm ved forskellige intensiteter. Middeltrykslamper udsender også 254 nm bølgelængde, men ikke så intensiv som lavtrykslamper.
1. Desinfektionseffektivitet
254nm anvendt af lavtrykslamper er faktisk en effektiv bølgelængde mod mikroorganismernes DNA. I modsætning til hvad man traditionelt tror, er det brede bakteriedræbende område på 200-320 nm, der bruges af lamper med medium tryk, mere effektivt og opnår betydeligt bedre desinfektionsresultater ved de samme UV-dosisniveauer. Hvordan er det muligt?
Lavtrykslamper udsender UV -lys nær toppen af DNA- og RNA -absorbans for at inaktivere mikroorganismer. Middeltrykslampernes brede bølgelængder påvirker DNA og RNA plus andre biologiske molekyler som proteiner og enzymer, hvilket muliggør større inaktiveringspåvirkning. En bred bakteriedræbende bølgelængde angriber mikroorganismer på flere fronter, påfører skade på mikroorganismens væsentlige komponenter og hæmmer mikroorganismens mutationsreparationsmekanisme. For eksempel: absorbansspektre for proteiner viser en maksimal top ved 280 nm, hvorimod peptidbindingen i proteiner viser en signifikant absorbans under 240 nm. Et andet eksempel er sporer Cryptosporidium og Bacillus subtilis, der inaktiveres mest effektivt ved 270-271 nm, uden for omfanget af lavtrykslamper.
For et par år siden, den amerikanske mad& Drug Administration (FDA) udstedte den pasteuriserede mælkeforordning (PMO), der tillader substitution af varmepasteurisering af vand med UV -systemer, hvis de overholder visse retningslinjer og betingelser. En af betingelserne er, at UV -systemet skal demonstrere et UV -dosisniveau: mellemtrykssystemer skal demonstrere 120mJ/cm2 (RØD), mens lavtrykssystemer skal demonstrere 186mJ/cm2 (RØD). Hvorfor sådan en forskel? FDA støttede sig på nylige undersøgelser fra forskellige uafhængige forskningsinstitutioner, der demonstrerede den højere desinfektionseffektivitet af medium tryk, som for at opnå et bestemt desinfektionsniveau kan anvende lavere UV -doser end lavtrykslamper.
Dette er revolutionerende, i det mindste for UV -industrien: det betyder, at al den litteratur, der findes om UV -desinfektion, er korrekt om lavtrykslamper, men er forkert i forhold til mellemtrykslamper. Det betyder også, at det mangeårige paradigme for lavtrykslamper, der er den mest effektive UV-lampe til desinfektion, har været ubevist, med det resultat, at nu alle større UV-producenter på markedet tilbyder mellemtrykssystemer sammen med deres lavtrykssystemer.
Gendannelse af bakterier er et andet fænomen med lavtrykslamper og er en kilde til fortsat forurening i fisketankene. UV -lys ved 254 nm beskadiger DNA'et, men mikroorganismer behandlet af lavtrykslamper er ofte i stand til at "reparere" sig selv og fortsætte med at replikere, som om de ikke var påvirket af UV. På den anden side er det mindre sandsynligt, at bakterier, der behandles med mellemtrykslamper, reparerer sig selv på grund af den alvorlige skade på forskellige væsentlige dele påført af det brede bakteriedræbende område.
For at opsummere, har mediumtrykslamper en klar desinfektionsfordel i forhold til lavtrykslamper, hvilket opnår højere og mere bæredygtige desinfektionsniveauer som lavt tryk for det samme UV -dosisniveau.
2. Strømeffektivitet
Lavtryksomdannelsesrate, det vil sige forholdet mellem kW, der bruges af lampen til bakteriedræbende UV-lys, er normalt mellem 30-45%. Omdannelseshastighed for medium tryk er omkring en tredjedel af dette, der spænder mellem 10-15%. Det betyder, at for hvert forbrugt kW er lavtryks-UV-systemer normalt omkring 3 gange mere energieffektive end mellemtrykslamper for en given vandmængde, der skal behandles. Men det er ikke altid tilfældet:
Atlantium har konstrueret-en indbygget forstærkningsmekanisme, der kompenserer for strøm-ulempen ved mediumtrykslamper: et optisk forstærkningsdesign, der genbruger og genbruger UV-fotoner i desinfektionskammeret, hvilket gør dem lige så energieffektive som deres lavtryks-UV-systemer modparter .
For at opsummere har lavtrykssystemer en tendens til at være mere strømeffektive på grund af den bedre konverteringshastighed for lavtrykslamper. Imidlertid kan mellemtrykssystemer overvinde denne ulempe ved hjælp af en forstærkningsmekanisme, der kompenserer for den lavere omdannelseshastighed for mediumtrykslampen. Som kunde skal du altid se på det samlede energiforbrug i UV -systemet, som er nødvendigt for at opnå den ønskede UV -dosis.
3. Lampeliv
Lavtrykslamper er kendt for at have en længere levetid end mellemtrykslamper, der spænder mellem 8.000-16.000 timer, mens mellemtryk er 4.000-6.000 timer. På papir ser lavtrykslamperne fantastiske ud, men som altid skal vi se på disse data i lyset af den faktiske drift i marken. Der er to aspekter ved dette spørgsmål:
1. Økonomisk: I gennemsnit oversættes ovennævnte tal til en årlig udskiftning af lamper til lavtrykslamper og to årlige udskiftninger af lamper til mellemtryk. Da UV -systemer til medium tryk normalt anvender færre lamper end lavt tryk, er de samlede årlige driftsomkostninger omtrent lig. Afhængigt af antallet af lamper er skalaen nogle gange til fordel for LP -lamper og nogle gange for MP. Så der skal udføres økonomisk analyse for hvert projekt ad hoc.
2. Operationel: formålet med UV-systemet er at levere den korrekte UV-dosis, som til enhver tid vil sikre biosikkerhed. Af denne grund bør lamper udskiftes i henhold til deres faktiske ydeevne. Der er mange variabler, der kan forkorte eller forlænge den faktiske levetid for en UV -lampe, herunder mængden af tændinger, vandtemperatur og endda den specifikke produktionsparti af UV -lampen. Du behøver ikke at tage mit ord på dette punkt: læs blot de små bogstaver i hver UV -producents ark vedrørende lampens levetid garanti. Det er alt der. Du ønsker ikke at tage nogen risiko på dette område, og hvis en lampe er under udførelse, skal den udskiftes, selvom den ikke har nået de angivne garantitimer. Det vigtige punkt her er, at den eneste måde at være sikker på, at UV -lamperne fungerer korrekt til enhver tid, er ved at have en dedikeret UV -sensor pr. Lampe, der giver en klar indikation om hver enkelt lampes ydeevne. Producentens angivne driftstimer bør kun bruges som reference. I denne henseende har MP UV -systemer en klar fordel, da de bruger betydeligt færre lamper, hvilket gør det meget lettere at styre hver lampe individuelt, i modsætning til LP UV -systemer, der kan have snesevis af lamper pr. System, hvilket gør effektiv kontrol og overvågning næsten umulig . Dette specifikke punkt vil være emnet for mit næste indlæg, da det er en af de mest afgørende træk ved et UV-system for at sikre bæredygtig vandbio-sikkerhed.
For at opsummere er UV -lampetypen ikke en enkeltstående komponent i UV -systemet. Blot at vælge en eller anden lampetype garanterer ikke, at UV -systemet giver den nødvendige biosikkerhed. Lampetype bør undersøges i lyset af det overordnede design og konstruktion af UV -systemet for at sikre, at det giver optimale betingelser for lampens drift. Hos Atlantium er vi dedikeret til brugen af MP -lamper. Vi har designet vores system til fuldt ud at optimere desinfektionsoverlegenheden af MP -lamper, implementeret et sofistikeret kontrol- og overvågningssystem for hver eneste lampe i systemet og konstrueret en unik forstærkningsmekanisme til at kompensere for den åbenlyse ulempe ved konverteringsfrekvensen, hvilket gør Atlantium systemer så energieffektive som LP UV-systemer.
