LED telah menjadi faktor penentu dalam banyak inovasi teknologi, dan pengolahan air tidak terkecuali. Meskipun kecelakaan lampu merkuri jarang terjadi ketika lampu dipasang dengan benar, manfaat LED UV-C telah mulai lebih besar daripada kebutuhan untuk tetap dengan status quo.
Sinar ultraviolet (UV) telah memurnikan air secara alami selama berabad-abad. Dengan langit yang cerah, matahari kita dapat menonaktifkan patogen berbasis air dalam waktu minimal enam jam. Langit berawan atau air yang tidak jelas menyebabkan kondisi yang tidak sempurna. Kondisi ini memungkinkan bakteri tumbuh dan membuat sumber air alami tidak aman untuk digunakan. Untungnya, kami telah mengembangkan beberapa jenis desinfeksi air, mulai dari bahan kimia hingga lampu UV. Meskipun ini semua bermanfaat bagi kesehatan manusia, beberapa lebih bermanfaat bagi lingkungan daripada yang lain.
Kebutuhan akan Perubahan
Kemajuan dalam kimia dan teknologi telah menghasilkan beberapa metode yang efektif untuk memurnikan air. Bahan kimia, seperti klorin, adalah metode desinfeksi pertama yang banyak digunakan dan dalam banyak kasus tetap menjadi alat pemurnian utama. Perawatan kimia melarutkan sel patogen sepenuhnya dan, sampai pengobatan ultraviolet (UV), adalah pilihan terbaik yang tersedia. Namun, ada kerugian untuk menggunakan bahan kimia dalam air minum. Mereka dapat menjadi racun bagi kehidupan akuatik, menciptakan produk sampingan yang berbahaya, dan tidak efektif melawan semua patogen (seperti Cryptosporidium). Bahan kimia yang digunakan untuk desinfeksi juga sangat korosif dan dapat menyebabkan risiko keselamatan dan lingkungan selama transportasi dan penyimpanan. (NSFC, National Small Flows Clearinghouse)
Meskipun desinfeksi UV dianggap lebih aman daripada penggunaan kimia, semua lampu UV konvensional biasanya mengandung 20-200 miligram merkuri dan rentan terhadap kerusakan selama transportasi, penanganan, dan operasi. Lampu UV konvensional memegang merkuri mereka baik dalam bentuk cair (lebih umum pada lampu tekanan sedang) atau dalam amalgam (lebih umum pada tekanan rendah, lampu output tinggi). Kecelakaan dan prosedur yang tidak tepat meningkatkan risiko paparan.
Program Lingkungan Perserikatan Bangsa-Bangsa (UNEP) memulai Konvensi Minamata tentang Merkuri untuk melindungi kesehatan manusia dan lingkungan dari emisi antropogenik dan pelepasan merkuri. UNEP telah menetapkan tujuan agar merkuri dihapus dari produksi pada tahun 2020. Pada tahun 2013, organisasi dan pemerintah diminta untuk mencegah penggunaan merkuri segera dimulai, dan 127 negara menandatangani untuk meratifikasi penghapusan semua merkuri pada tahun 2020. Meskipun tidak jelas apakah lampu UV untuk desinfeksi air akan menerima pengecualian dari peraturan ini, jelas bahwa alternatif harus dipertimbangkan secara aktif.
LED UV-C untuk Desinfeksi Air
LED telah berada di garis depan inovasi pencahayaan sejak awal mereka – smartphone tidak akan ada tanpa mereka. Mereka memungkinkan untuk hidup lebih lama, cepat on / off kali, dan konsumsi daya yang rendah. LED telah dikembangkan selama beberapa dekade terakhir, dengan LED UV menjadi inovasi terbaru. Setiap kemajuan dalam spektrum cahaya menawarkan kemungkinan baru untuk LED.
Tidak seperti lampu UV konvensional, LED tidak menggunakan merkuri, yang berarti tidak ada risiko mencemari air jika lampu dipasang atau rusak dengan tidak benar. Lampu konvensional juga membutuhkan 5-10 menit untuk pemanasan hingga suhu desinfeksi puncak, sementara LED UV-C memiliki waktu mulai beberapa nanodetik dan tidak memiliki keterbatasan on / off, memungkinkan desinfeksi instan dan waktu berjalan yang fleksibel. Lampu merkuri memiliki siklus hidup yang terbatas sekitar satu tahun dan memerlukan pembuangan khusus, sedangkan lampu LED dapat memiliki interval penggantian lebih dari 10 tahun.
Semua LED dikenal karena konsumsi energinya yang rendah, dan hal yang sama berlaku untuk LED UV-C bila digunakan dalam sistem desinfeksi berkualitas. Lampu merkuri konvensional membutuhkan antara 110 hingga 240 volt untuk beroperasi, sementara LED memerlukan DC tegangan rendah, yang berarti desinfeksi yang didukung dengan panel surya kecil atau baterai layak.
Panjang gelombang ideal untuk menonaktifkan sebagian besar bakteri adalah antara 260-270 nm, namun, itu tergantung pada bakteri spesifik yang ditargetkan. Lampu merkuri memiliki dua pilihan: tekanan rendah, yang memancarkan 254 nm; dan tekanan sedang, yang memancarkan panjang gelombang antara 200-300 nm. LED UV-C memiliki panjang gelombang yang dapat dipilih yang memungkinkan daya ditargetkan pada panjang gelombang desinfeksi yang paling efisien, tidak sejajar seperti lampu tekanan rendah atau terbuang seperti lampu tekanan sedang.
Masa Depan Pemurnian Air
Teknologi LED memungkinkan pengolahan air UV untuk digunakan dalam aplikasi yang sebelumnya tidak tersedia untuk lampu merkuri konvensional. Misalnya, komunitas jarak jauh dapat dengan mudah memurnikan air dengan opsi tenaga surya, dan penggunaan seluler sekarang tersedia karena kekasaran dan ukuran kecil perangkat LED UV-C. Diterapkan pada titik penggunaan, keamanan tambahan dapat diberikan untuk air di rumah sakit dan fasilitas penelitian tanpa perlu tangki penyimpanan. Teknologi UV-C LED tidak hanya teoritis atau dalam tahap konsep; Proyek BIOWYSE saat ini sedang mengerjakan perangkat yang akan menerapkan LED UV-C untuk mendisinfeksi air di atas Stasiun Luar Angkasa Internasional. Perangkat UV-C LED saat ini tersedia dan siap untuk mengubah pasar desinfeksi.
LED telah menjadi faktor penentu dalam banyak inovasi teknologi, dan pengolahan air tidak terkecuali. Meskipun kecelakaan lampu merkuri jarang terjadi ketika lampu dipasang dengan benar, manfaat LED UV-C telah mulai lebih besar daripada kebutuhan untuk tetap dengan status quo. Teknologi perawatan ultraviolet konvensional memberi dunia alternatif untuk pengolahan air kimia. Sekarang, dengan kemajuan dalam LED, kita telah sampai pada tahap pemurnian air berikutnya.
