Sistem desinfeksi air yang menggunakan dioda pemancar cahaya ultraviolet (LED UV) dalam rentang germicidal, atau UV-C pertama kali diperkenalkan secara komersial pada tahun 2012.
Sejarah LED UV
Sistem awal lebih kecil dari produk UV konvensional, tetapi dengan laju aliran yang lebih rendah dan biaya beberapa ribu dolar. Sejak itu, LED UV-C terutama berfokus pada aplikasi point-of-use (POU) dengan sistem yang semakin kecil dan lebih kecil ke titik di mana mereka dapat dengan mudah diintegrasikan atau dipasang kembali ke produk yang ada. Ketika desain sistem LED UV-C meningkat, mereka matang dalam desain, ketahanan, dan yang paling penting, efisiensi dan biaya, dan akhirnya menjadi kompetitif untuk produk mapan di pasar desinfeksi UV point-of-entry (POE).
Perbandingan dengan Sistem Konvensional
Pada intinya, sistem desinfeksi UV didasarkan pada dua prinsip - efisiensi lampu UV dan efisiensi desain reaktor. Biasanya, lampu UV konvensional lebih efisien, menghasilkan lebih banyak sinar UV daripada panas jika dibandingkan dengan sumber cahaya LED UV-C. Sebaliknya berlaku dengan desain reaktor lampu merkuri konvensional, karena desain silinder biasanya kurang efisien daripada reaktor LED UV-C modern yang dapat dirancang khusus berdasarkan fleksibilitas LED. Seiring waktu, efisiensi sinar UV LED UV-C telah meningkat, dan desainer telah secara signifikan memajukan efisiensi reaktor LED UV-C. Meskipun kemajuan ini telah memantapkan teknologi LED untuk aplikasi POU, ia juga telah mulai membuka pasar POE. Solusi LED UV-C untuk tingkat aliran yang lebih tinggi yang terkait dengan pengolahan air POE sekarang telah cukup umur.
Faktor lain yang perlu dipertimbangkan ketika membandingkan lampu merkuri UV konvensional dan LED UV-C termasuk aspek persyaratan pemeliharaan sistem secara keseluruhan dan biaya kepemilikan. Pertama, karena sifat unik LED UV-C, fouling jauh lebih sedikit kekhawatiran karena pelepasan panas dikelola di bagian belakang sistem dan bukan pada lampu kuarsa atau lengan di mana fouling terjadi. Teknologi LED "Instant on" memungkinkan untuk menyalakan LED hanya ketika air mengalir, sehingga menghilangkan penumpukan panas yang mengakibatkan fouling sering ditemukan dalam sistem menggunakan lampu merkuri bertenaga permanen Juga, dengan manajemen panas yang hati-hati, sistem LED UV-C dapat bertahan hingga 10.000 jam penggunaan terputus-putus. Sifat on / off instan LED dan kemampuan konsekuensi untuk ditenagai hanya ketika diperlukan secara drastis mengurangi interval penggantian lampu jika dibandingkan dengan lampu merkuri konvensional. Fitur ini bersama dengan permintaan daya yang diatur aliran berarti bahwa energi listrik yang dibutuhkan untuk desinfeksi secara substansial lebih rendah untuk sistem LED UV-C.
Fleksibilitas pemilihan panjang gelombang UV-C dalam rentang germicidal 260 nm hingga 280 nm adalah ciri khas LED lain dibandingkan dengan emisi tetap 253,7 nm yang dihasilkan oleh lampu merkuri. Ini memungkinkan desain sistem LED UV-C yang lebih terasar untuk aplikasi tertentu.
Akhirnya, kemampuan untuk menggabungkan pemantauan intensitas UV solid state tanpa perlu modul sensor eksternal yang mahal dan seringkali agak tidak dapat diandalkan, seperti yang ditemukan dengan sistem lampu merkuri konvensional, adalah bonus yang signifikan dan secara otomatis memberikan ketenangan pikiran bahwa sistem desinfeksi benar-benar berkinerja sebagaimana mestinya, menyediakan air yang didesinfeksi dengan aman.
LED Online
Sistem LED UV-C telah menjadi bagian dari beberapa studi kasus, termasuk studi percontohan universitas, dan Perjanjian Penelitian dan Pengembangan Koperasi (CRADA) dengan EPA AS. Studi kasus ini, yang berasal dari tahun 2016, menawarkan indikator keandalan dan umur panjang yang sering diinginkan dalam sesuatu yang sama pentingnya dengan pengolahan air minum. Tujuan utama dari perjanjian R&D EPA AS adalah untuk merancang, membuat, dan menguji sistem pengolahan air terintegrasi yang menggabungkan teknologi desinfeksi dan penyaringan LED UV-C canggih. Perangkat terintegrasi ini menargetkan laju aliran yang lebih tinggi dan kualitas air yang lebih menantang daripada yang digunakan dalam sistem komersial yang tersedia saat ini. Hasil akhir dari perjanjian R&D ini menghasilkan sistem perawatan POE LED UV-C pertama yang tersedia secara komersial di dunia.
Unit POE Perumahan
Sekarang sistem LED UV-C telah dengan kuat melintasi ambang batas POE, "sweet spot" yang paling jelas untuk teknologi ini adalah dalam perawatan air rumah sepenuhnya, mencakup tidak hanya desinfeksi air minum tetapi juga perlindungan untuk mandi, keran kamar mandi dan banyak lagi. Sekarang ada alternatif yang benar-benar layak untuk sistem lampu merkuri yang lebih tradisional yang, untuk sepenuhnya efektif, biasanya membutuhkan lampu untuk selalu berjalan dengan daya penuh, karena waktu pemanasan lampu merkuri yang diperlukan. Pengguna sistem UV konvensional akan terlalu akrab dengan "tembakan air panas" yang terjadi setelah periode panjang tidak ada aliran (misalnya hal pertama di pagi hari). Iritasi ini dihilangkan oleh fitur "instant on" dari sistem LED. Interval penggantian LED lima tahun berdasarkan penggunaan air intermiten di rumah khas bersama dengan konsumsi listrik yang berkurang dan tidak ada merkuri yang mengandung lampu untuk membuang menambah daya tarik larutan LED.
Unit Komersial
Penerapan LED untuk jenis aplikasi POE yang dijelaskan di atas juga meminjamkan dirinya pada apa yang dapat digambarkan sebagai "komersial ringan," di mana tingkat aliran air yang diperlukan tidak begitu berbeda dari yang ditemukan dalam pengaturan perumahan. Contohnya bisa pusat komunitas kecil dan arena, sekolah kecil, kantor kecil, balai kebakaran dan toko ritel. Untuk fasilitas yang lebih besar, beberapa modul POE dapat diinstal secara paralel, tetapi dalam waktu dekat, karena pengembangan produk dan peningkatan permintaan menyebabkan pengurangan biaya dan jejak, sistem untuk seluruh jajaran aplikasi komersial akan tersedia.
Unit Kotamadya
Berdasarkan sifatnya, sistem pengolahan air kota memiliki tingkat aliran aplikasi tertinggi yang sedang dibahas. Pertimbangan tambahan adalah pendekatan "multi-penghalang" khas, yang sering akan menggabungkan desinfeksi UV serta penyediaan residu klorin. Jumlah daya UV yang diperlukan secara keseluruhan, tetapi sistem terkecil substansial dan akan didominasi oleh teknologi lampu merkuri konvensional untuk beberapa waktu belum. Namun, seperti disebutkan di atas, penelitian dan pengembangan teknologi LED untuk aplikasi UV-C berkembang pesat dan rasio biaya / daya / efisiensi terus meningkat. Uji coba sistem kota menggunakan teknologi LED untuk desinfeksi dan oksidasi lanjutan (AOP) telah dimulai di Inggris dan pastinya merupakan tanda hal-hal yang akan datang.
Tren Pasar LED UV-C
Total ukuran pasar POE UV: Untuk keperluan artikel ini kami hanya akan mempertimbangkan aplikasi perumahan dan komersial ringan di mana laju aliran umumnya dalam kisaran 5 hingga 15 gpm (20 hingga 60 lpm). Ukuran pasar untuk segmen ini diperkirakan sekitar $ 0,3 miliar per tahun, yang setara dengan sekitar 300.000 sistem secara global.
Pertumbuhan terbaru /COVID-19: Meningkatkan kesadaran pengguna akhir akan masalah kualitas air melalui peristiwa yang sangat dipublikasikan seperti Flint, Michigan, dan lainnya bersama dengan tingkat kecemasan kesehatan yang lebih tinggi secara umum sebagai akibat dari COVID-19 menghasilkan pertumbuhan dua digit untuk pasar desinfeksi UV umumnya. Ini termasuk aplikasi permukaan dan udara selain air minum.
Pertumbuhan sistem LED UV di pasar: Meningkatnya tuntutan dan kebutuhan akan solusi berkelanjutan untuk kesehatan dan kualitas masalah terkait kehidupan harus menjamin tempat yang semakin penting untuk teknologi LED UV-C di ranah metodologi pengolahan air yang lebih baik. Peningkatan kinerja dan pengurangan biaya yang berkelanjutan sudah memungkinkan hal ini terjadi dan hanya akan meningkatkan penetrasi pasar di masa depan.
