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市政+工业紫外线
紫外线消毒基础知识
众所周知,强烈的阳光可以杀死细菌,病毒,霉菌和孢子。 大约一个世纪以前,科学家们发现引起这种众所周知的效应的光谱部分主要是在UV-C光谱中。
什么是紫外线(UV)?
紫外线是太阳辐射的自然成分。 它是在可见光和X射线之间的波长范围在100nm – 400nm的电磁光谱。 UV可以进一步分为UV-A,UV-B,UV-C以及真空UV。
低压
中压
中压vs低压:您可以根据自己的情况在高效率和紧凑型之间做出选择
1 支中压灯输出= 5支低压灯输出
使用低压灯或中压灯的好处:
低压 | 中压 | 理由 | |
低功率使用 | 低压灯效率更高,但功率较低 | ||
在大流量时效率更高 |
中压灯比低压灯具有更高的功率密度,因此一支中压灯可以比单支低压灯处理更大的流量。 | ||
空间限制 | 具有相同紫外线输出的中压灯管大约是低压灯长度的三分之一,因此中压系统要小得多 | ||
灯管寿命 | 低压灯管通常可持续9000至15000小时,而最新一代的中压灯管则可持续9000小时 | ||
节省维护成本和使用备件 | 在相同条件下,中压UV系统通常比低压系统占地更小,使用的灯管也更少 |
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杀菌效率 | 中压可产生更高的紫外线能量,不仅可以破坏微生物的DNA键,而且还会破坏细胞壁。一些微生物对由中压灯产生的多普段波长更敏感。 | ||
低运行温度 | 低压灯工作时表面温度约120°C,而中压灯则在600°C到800°C之间 | ||
高水温的影响 |
中压紫外线系统工作时几乎不受水温的影响,而低压只能在5-40°C之间运行 |
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在零流量的情况下,可以保持灯管较长时间开启 | 低压系统在零流量时可以比中压系统运行更长的时间 |
紫外线处理系统的主要特点
紫外线腔体:这是一个反应器,流体通过它流动并接受紫外线照射。它有一个入口和一个出口,可以连接到您的管路上,并且作为压力容器进行设计和测试。腔体可以是轴流,交叉流动或U形。
石英套管内的紫外线灯:紫外线灯被密封在石英套管内,以保护其免受水或液体侵蚀,同时允许UVC波长通过。可以通过调整石英纯度来控制通过的波长。石英套管通过灯管两端法兰或支撑框将其固定在适当的位置。
紫外线强度传感器:该仪器测量穿过水层并到达传感器的紫外线强度(W/cm2)。该强度用于计算正在传输的紫外线剂量(mJ/cm2)。
紫外线设备如何选型?
为紫外线设备选型时,需要考虑三个关键参数:
- 水质
- 水流量
- 需要灭活的目标病原体
紫外线剂量
紫外线应用要求指定的紫外线剂量才能达到所需的杀菌水平。 紫外线剂量是照射在单位面积上的紫外线能量。 计算公式为:
剂量=强度x时间(mJ /cm2)*
*强度取决于灯管的功率和紫外线照射时间。 考虑到灯管的老化和液体穿透率,目标微生物体和所需的对数杀菌率,我们将为每种应用推荐合适的紫外线剂量。 在UV反应腔体的湍流条件下,并非每个水或微生物都有相同的停留时间,这意味着性能评估要么是使用计算机流体动力学(CFD)建模的统计计算,要么是使用生物验定法直接经验测量。
紫外线剂量要求–毫焦耳/平方厘米(mj/cm2)1
目标致病菌 | 对数灭活率 | |||||||
0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | |
隐孢子虫 |
1.6 | 2.5 | 3.9 | 5.8 | 8.5 | 12 | 15 | 22 |
贾第鞭毛虫 |
1.5 | 2.1 | 3.0 | 5.2 | 7.7 | 11 | 15 | 22 |
病毒 |
39 | 58 | 79 | 100 | 121 | 143 | 163 | 186 |
1 40 CFR 141.720 (d)(1)
用来灭活病原体的UV-C的量被称为“紫外线照射量”。事实上,这种照射的正确术语是“紫外线剂量”或“紫外线强度”。如上表所示,紫外线强度与对数杀菌率的关系被描述为病原体的“剂量响应曲线”。 由于紫外线剂量是紫外线照射最常用的术语,因此从这里开始将使用这个术语。
紫外线剂量反应曲线很少是呈线性的。一个常见的错误是获取达到1个log所需的紫外线剂量,然后简单地将其乘以计算更高的对数杀菌率。只有一种非常常见的病原体大肠杆菌的剂量反应曲线几乎是线性的,其他大多数不是。
病原体屏障或卫生维护–您需要什么?
对于诸如饮用水之类的规范应用,答案很简单,您已经确定了目标病原体,必须实现给定的对数杀菌率,而且通常会制定验证协议。 (请参阅验证)
在工业领域的应用,您的选择范围更广。您是想要:
- 进水处的病原体初级屏障
- 出水口的病原体的最终屏障
- 减少处理设备的生物负荷
- 对已经制备的高质量水保持卫生
这些考虑将帮助您选择剂量水平,以及您的紫外线是否需要验证或是否需要卫生级设计。
在知晓您的水处理需求后,我们会基于优化的设计理念给您推荐最优化的方案。在工艺流程开始时,就考虑病原体屏障,以确保它们不会在下游设备中扩散,然后使用卫生维护理念来控制处理后以及分配和存储中的二次污染。如果您的工艺流程涉及到关键消毒,我们建议使用生物验定验证的病原体屏障作为性能证明。请参阅我们的PQ系统。
卫生设计的系统将有助于保持较低的细菌数量。即,卫生设计就是流体保持在20℃以下,以大于1m / s的速度从无死角,无裂缝且高度抛光的系统中连续循环,另外还需要常规CIP以确保不会形成生物膜,但是良好的紫外线会延长CIP间隔时间,从而减少停机时间和运行成本。
为我们自己的系统制造中压灯管和汞齐灯管的能力使我们在行业中独树一帜。
自1924年公司成立以来,就开始生产紫外线灯管,在紫外线杀菌和光解应用系统的研发方面,我们拥有90多年丰富的经验。
独特之处在于,我们可以针对预期的应用优化灯管技术和系统设计。 我们对灯管科技,系统设计和应用需求的洞察力转化为真正的“针对不同行业应用进行优化的紫外线”系统。
中压灯管vs低压灯管:您可以根据自己的情况选择高效型或者紧凑型。
1支中压灯管的强度输出= 5支低压灯管的强度输出
有两种主流的UVC灯管技术应用于工业和市政领域:
- 汞齐灯管在254nm处提供单色(单波长)输出,约有35%的电能转换为UVC。 这些灯管效率高,但能量密度低,这意味着它们的功率相对较低(100至800 W)且长度较长。 当效率是关键时可以使用它们,但是较大的多灯管系统可能因为体积庞大而难以维护。
- 中压灯管可在宽谱范围内提供多普段输出。 这可有助于匹配目标微生物的敏感性,但它们的能量效率较低(约15%)。 相反,它们功率高(1kw至24KW)且长度很短,这意味着您在较小的腔体需要的灯较少。
这两种灯管技术提供了一种反应腔体设计的选择,这使我们能够针对特定的应用权衡尺寸和效率的利弊。 因为我们可以生产两种类型的灯管,我们处于独特的地位,可以评估这些竞争的特点,从而获得“针对不同行业应用进行优化紫外线”的解决方案。
紫外灯管创新:
由欧盟地平线2020计划资助的ECO UV项目将Hanovia,KIT,DVGW和IVL汇集在一起,这个计划旨在将新颖的高效灯管和无汞灯管推向市场。 点击下面了解更多信息: