Her er et spørsmål som ofte diskuteres i UV -verden: hvilken er den beste UV -lampetypen for desinfeksjon av vann: middels trykk eller lavtrykkslampe? Som alt annet i livet, har hver fordeler og ulemper som må vurderes i lys av operasjonelle krav. I dette innlegget vil jeg undersøke tre av hovedfaktorene for å finne ut hvilken UV -lampe som er best egnet for din operasjon.
Som tittelen på dette innlegget antyder, er det to UV-lampetyper som er mest vanlig i UV-systemer: middels trykk og lavt trykk lamper. (Trykk gjelder kvikksølvgass-trykket i lampen).
Lavtrykkslamper er langstrakte lamper-omtrent en meter lange-med lav effekt per lampe (mellom 30-600W). For desinfeksjonsformål avgir lavtrykkslamper en monokromatisk bølgelengde på 253,7 nm (254 nm) ved høy intensitet.
Middels trykk lamper er betydelig kortere enn lavtrykkslamper, med høy effekt per lampe (normalt mellom 1-12kW). Middels trykk lamper avgir en bred bakteriedrepende bølgelengde mellom 200-320 nm ved forskjellige intensiteter. Middels trykklamper avgir også 254 nm bølgelengde, men ikke så intensiv som lavtrykkslamper.
1. Desinfeksjonseffektivitet
254nm brukt av lavtrykkslamper er faktisk effektiv bølgelengde mot mikroorganismenes DNA. Imidlertid, i motsetning til det man vanligvis tror, er det brede bakteriedrepende området på 200-320 nm som brukes av lamper med middels trykk mer effektivt og oppnår betraktelig bedre desinfiseringsresultater ved de samme UV-dosinnivåene. Hvordan er det mulig?
Lavtrykkslamper avgir UV -lys nær toppen av DNA- og RNA -absorbans for å inaktivere mikroorganismer. Middels trykklamperes brede bølgelengder påvirker DNA og RNA pluss andre biologiske molekyler som proteiner og enzymer, noe som muliggjør større inaktiveringspåvirkning. En bred bakteriedrepende bølgelengde angriper mikroorganismer på flere fronter, påfører skade på mikroorganismens essensielle komponenter og hemmer mikroorganismens mutasjonsreparasjonsmekanisme. For eksempel: absorbansspektrene til proteiner viser en maksimal topp ved 280 nm, mens peptidbindingen i proteiner viser en betydelig absorbans under 240 nm. Et annet eksempel er sporer Cryptosporidium og Bacillus subtilis som inaktiveres mest effektivt ved 270-271 nm, utenfor omfanget av lavtrykkslamper.
For et par år siden, US Food& Drug Administration (FDA) utstedte Pasteurized Milk Ordinance (PMO) som tillater substitusjon av varmepasteurisering av vann med UV -systemer, hvis de er i samsvar med visse retningslinjer og betingelser. En av betingelsene er at UV -systemet må demonstrere et UV -dosenivå: mellomtrykkssystemer må demonstrere 120mJ/cm2 (RED) mens lavtrykkssystemer må demonstrere 186mJ/cm2 (RED). Hvorfor en slik forskjell? FDA stolte på nylige studier av forskjellige uavhengige forskningsinstitusjoner som viste den høyere desinfeksjonseffekten av middels trykk, som for å oppnå et visst desinfeksjonsnivå kan bruke lavere UV -doser enn lavtrykkslamper.
Dette er revolusjonerende, i hvert fall for UV -industrien: det betyr at all litteratur som finnes om UV -desinfeksjon er korrekt om lavtrykkslamper, men er feil i forhold til lamper med middels trykk. Det betyr også at det mangeårige paradigmet for lavtrykkslamper som er den mest effektive UV-lampen for desinfeksjon har vært uprøvd, med det resultat at nå alle store UV-produsenter på markedet tilbyr mellomtrykkssystemer sammen med lavtrykkssystemene.
Gjenoppretting av bakterier er et annet fenomen med lavtrykkslamper, og er en kilde til fortsatt forurensning i fisketankene. UV -lys på 254nm skader DNA, men mikroorganismer behandlet av lavtrykkslamper kan ofte "reparere" seg selv og fortsette å replikere som om de ikke ble påvirket av UV. På den annen side er det mindre sannsynlig at bakterier behandlet med middels trykklamper reparerer seg selv på grunn av alvorlig skade på forskjellige viktige deler påført av det brede bakteriedrepende området.
For å oppsummere, har middels trykklamper en klar desinfeksjonsfordel i forhold til lavtrykkslamper, og oppnår høyere og mer bærekraftige desinfeksjonsnivåer som lavt trykk for det samme UV -dosinivået.
2. Strømeffektivitet
Lavtrykkskonverteringsfrekvens, det vil si forholdet mellom kW som lampen bruker til bakteriedrepende UV-lys, er normalt mellom 30-45%. Konverteringsfrekvens for middels trykk er omtrent en tredjedel av dette, og varierer mellom 10-15%. Dette betyr at for hvert forbrukte kW er UV-systemer med lavt trykk vanligvis omtrent 3 ganger mer energieffektive enn middels trykklamper for et gitt vannvolum som skal behandles. Men det er ikke alltid tilfelle:
Atlantium har konstruert-en innebygd forsterkningsmekanisme som kompenserer for strøm-ulempen ved mellomtrykkslamper: en optisk forsterkningsdesign som resirkulerer og gjenbruker UV-fotoner i desinfeksjonskammeret, noe som gjør dem like energieffektive som deres lavtrykks-UV-systemer. .
For å oppsummere har lavtrykkssystemer en tendens til å være mer strømeffektive på grunn av bedre konverteringsfrekvens for lavtrykkslamper. Imidlertid kan mellomtrykkssystemer overvinne denne ulempen ved å bruke en forsterkningsmekanisme som kompenserer for den lavere konverteringshastigheten til middels trykklampe. Som klient må du alltid se på det totale strømforbruket til UV -systemet som er nødvendig for å oppnå ønsket UV -dose.
3. Lampeliv
Lavtrykkslamper er kjent for å ha en lengre levetid enn mellomtrykkslamper, som varierer mellom 8.000-16.000 timer, mens middels trykkområde er 4000-6000 timer. På papiret ser lavtrykkslampene fantastiske ut, men som alltid må vi se på disse dataene i lys av den faktiske operasjonen i feltet. Det er to aspekter ved dette spørsmålet:
1. Økonomisk: I gjennomsnitt oversetter de ovennevnte tallene til en årlig lampeutskiftning for lavtrykkslamper og to årlig utskifting av middels trykklamper. Siden UV -systemer for middels trykk normalt bruker færre lamper enn lavt trykk, blir de totale årlige driftskostnadene omtrent like store. Avhengig av antall lamper, er noen ganger skalaen til fordel for LP -lamper og noen ganger for MP. Så økonomisk analyse må gjøres for hvert prosjekt ad hoc.
2. Operasjonelt: formålet med UV-systemet er å levere riktig UV-dose som vil sikre biosikkerhet til enhver tid. Av denne grunn bør lamper skiftes ut i henhold til deres faktiske ytelse. Det er mange variabler som kan forkorte eller forlenge den faktiske levetiden til en UV -lampe, inkludert mengden antennelser, vanntemperatur og til og med den spesifikke produksjonsbatchen til UV -lampen. Du trenger ikke å ta ordet mitt på dette punktet: bare les de små bokstavene i hver UV -produsents ark angående levetiden på lampen. Det er alt der. Du vil ikke ta noen risiko på dette området, og hvis en lampe er under ytelse, må den byttes ut selv om den ikke har nådd de oppgitte garantitimene. Det viktige poenget her er at den eneste måten å være sikker på at UV -lampene fungerer som de skal til enhver tid er ved å ha en dedikert UV -sensor per lampe som gir en klar indikasjon på ytelsen til hver enkelt lampe. Produsentens oppgitte åpningstider skal bare brukes som referanse. I denne forbindelse har MP UV -systemer en klar fordel siden de bruker betydelig færre lamper, noe som gjør det mye lettere å kontrollere hver lampe individuelt, i motsetning til LP UV -systemer som kan ha dusinvis av lamper per system, noe som gjør effektiv kontroll og overvåking nesten umulig . Dette spesifikke punktet vil være temaet for mitt neste innlegg, ettersom det er en av de mest avgjørende egenskapene til et UV-system for å sikre bærekraftig vann-biosikkerhet.
For å oppsummere, er UV -lampetypen ikke en frittstående komponent i UV -systemet. Bare å velge en eller annen lampetype vil ikke garantere at UV -systemet gir den nødvendige biosikkerheten. Lampetypen bør undersøkes i lys av den generelle utformingen og konstruksjonen av UV -systemet, slik at den gir optimale forhold for lampens drift. På Atlantium er vi dedikert til bruk av MP -lamper. Vi har designet vårt system for å optimalisere desinfeksjonsoverlegenheten til MP -lamper fullt ut, implementert et sofistikert kontroll- og overvåkingssystem for hver lampe i systemet, og konstruert en unik forsterkningsmekanisme for å kompensere for den åpenbare ulempen i konverteringsfrekvensen, noe som gjør Atlantium systemer så energieffektive som LP UV-systemer.
