O privire de ansamblu asupra progreselor luminii ultraviolete și a viitorului tehnologiei

Tehnologia cu lumină ultravioletă (UV) pentru dezinfecție a cunoscut o creștere masivă a interesului în 2020. Dovada că UV poate fi utilizat pentru tratarea aerului și a suprafeței la scară largă pentru a inactiva SARS-CoV-2 (virusul care provoacă COVID-19) este nou pentru mulți și deloc surprinzător pentru cei care lucrează deja cu tehnologia.

Conceptul este simplu. Fotonii UV pătrund într-un perete celular pentru a perturba ADN-ul și a face agentul patogen inactiv sau incapabil de a se replica. Acești fotoni sunt produși de lămpi specializate și configurați în diferite sisteme de livrare în funcție de aplicație: aer, suprafață sau apă.

Creșterea tehnologiei UV

Exemple din toate aceste trei aplicații pot fi văzute încă de la începutul anilor 1900; cu toate acestea, utilizarea comercială pe scară largă a UV ca tehnologie de dezinfecție a început cu adevărat în anii 1970, cu o creștere uriașă a aplicațiilor pentru apă și apă uzată în anii 1990 și 2000.

Zonele cheie inițiale de creștere au fost apa potabilă în Germania și Austria și apele uzate în SUA. Factorii de creștere au inclus nevoia redusă de aditivi chimici cu riscul lor de generare a produselor secundare, absența rezistenței la patogeni (de ex.Cryptosporidiumeste greu de inactivat cu tratament chimic) și ușurință în operare.

Tehnologia ultravioletă este acum stabilită ca un instrument cheie de dezinfecție la nivel global într-o gamă largă de aplicații pentru apă și apă uzată și, odată cu aceasta, există un lanț de aprovizionare stabilit de producători de componente și sisteme, împreună cu (în mare parte) reglementări clare privind proiectarea și funcționarea sistemului. tehnologie. Au existat noi zone de creștere în domeniul sănătății, procesarea alimentelor și reutilizarea apei în ultimii ani, deși, în ansamblu, UV a cunoscut o traiectorie de creștere plăcută de-a lungul timpului.

Impactul COVID-19

Apariția COVID-19 în 2020 a deranjat oarecum căruciorul cu mere UV. Interesul tehnic și de afaceri din partea marilor corporații și antreprenori deopotrivă a inundat spațiul de aplicare. Unii au lucrat deja cu tehnologia UV și și-au extins gama de aplicații pentru a aborda în mod specific problemele legate de COVID-19. Alții au intrat pe piață din aplicații adiacente, cum ar fi furnizorii de iluminat general care doresc să implementeze surse de lumină UV în produse. Cu toate acestea, alții, adesea ca urmare a faptului că au devenit șomeri sau subangajați, au devenit interesați să ofere soluții din afara spațiului.

Încordați lanțul de aprovizionare UV

Această schimbare rapidă a tensionat lanțurile de aprovizionare în detrimentul intereselor existente de tratare a apei. În special, fabricarea lămpilor UV specializate cu vapori de mercur a înregistrat o creștere masivă a cererii, ceea ce a condus la timpi de livrare mai lungi și la creșterea prețurilor.

Aceste lămpi necesită de obicei înlocuire anuală, așa că, presupunând că produsele legate de COVID-19 vor fi operate în viitorul previzibil, această situație va continua până când capacitatea de producție va crește. În schimb, dacă cererea scade în 2021 și mai departe, capacitatea excedentară va deveni o problemă inversă? Numai timpul va spune.

Surse alternative de lumină UV

Surse alternative de lumină, cum ar fi LED-urile UV-C și lămpile UV pe bază de excimer au apărut ca alternative cu mult înainte de 2020. Cu toate acestea, parțial legate de constrângerile de aprovizionare și parțial datorită unei game mai largi de utilizări ale aplicațiilor, acestea au accelerat creșterea.

Aceste surse alternative de lumină, în special LED-urile UV-C, au început să beneficieze de creșteri semnificative la scara de producție și, împreună cu o tendință de creștere a performanței, sunt în sfârșit implementate în produse comerciale la scară largă.

UV-C LED Proeminență și Promisiune

AquiSense Technologies din Kentucky a anunțat recent un contract major de furnizare cu Mitsubishi Electric Corp. din Japonia pentru furnizarea unui produs LED UV-C la comandă pentru dezinfectarea apelor gri într-o aplicație rezidențială care se crede că depășește mai mult de 100.000 de unități pe an.

Capacitatea tehnologiei UV-C LED de a depăși din punct de vedere tehnic și comercial tehnologia UV convențională cu vapori de mercur într-o astfel de aplicație este probabil un punct de vedere pentru 2021 și mai departe. Nu numai că se preconizează că vor fi stabilite o mulțime de aplicații similare sub 20 gpm, dar acum există și sisteme LED UV-C de la punctul de intrare (POE) disponibile comercial și o serie de sisteme pilot municipale la scară mică în funcțiune. . Flexibilitatea tehnică și operațională a LED-urilor UV-C le face o propunere atractivă.

Lămpi UV cu descărcare în gaz pe bază de excimeri

O altă sursă alternativă de lumină UV care a câștigat multă atenție este o lampă cu descărcare în gaz pe bază de excimer care produce lungimi de undă în intervalul de 200 nm, sau așa-numita „Far-UV”. Deși nu este o tehnologie nouă, a câștigat atenția din studiile care indică expunerea la siguranța pielii umane, care a fost întotdeauna o limitare a tehnologiei UV-C convenționale în intervalul 250 până la 280 nm.

În timp ce aceste lămpi pot avea aplicații limitate în aplicații cu apă, care tind să fie închise, va fi interesant de văzut dacă pot crește în eficiență și pot reduce costurile, pentru a acționa ca o alternativă fără mercur la tehnologia lămpii UV cu descărcare în gaz.

Reglementări și educație

După cum sa menționat mai devreme, unul dintre factorii cheie pentru stabilirea tehnologiei UV în industria apei și apelor uzate este existența standardelor, reglementărilor și liniilor directoare. Acest lucru nu există în mare parte pentru soluțiile de aer și de suprafață care aplică utilizarea tehnologiei UV, care a devenit oarecum vestul sălbatic, deoarece furnizorii au căutat soluții rapide pentru a menține birourile, spațiile publice și mediile personale în siguranță. De la proiectarea hardware, la standardele de verificare și validare a măsurătorilor, industria de tratare a apei a rezolvat o mulțime de probleme la care se gândesc în prezent în alte cercuri.

Este interesant că furnizorii consacrați de tratare a apei nu par să fi valorificat acest avantaj. Se pare că producătorii de sisteme de apă UV au rămas în mare parte pe banda lor și nu s-au extins în aplicații de aer și de suprafață. De ce este asta? Au deja destule în farfurie? Văd ei acea aplicație ca pe o potențială oportunitate pe termen scurt? Sunt obișnuiți cu cerințe mai stricte și sunt incomozi cu un „pas înapoi” în ceea ce privește verificarea procesului?

Oricare ar fi cazul, industria de tratare a apei are multe de oferit. Asociația Internațională a Ultravioletelor (IUVA) a fost o resursă cheie în acest timp, grupurile de lucru producând o serie de documente cheie de educație și de poziție.

Un viitor strălucit pentru dezinfecția UV

Tehnologia de dezinfecție UV a devenit curentă în ultimul deceniu. Impactul COVID-19 a dus la o întrerupere pe termen scurt a industriei, deși acest lucru poate fi văzut ca un pozitiv net. Deci, putem învăța ceva din condițiile unice din 2020 și cum putem folosi asta pentru a accelera inovația?

Avem soluții. Avem niște soluții foarte bune. Sunt mai buni decât ne-am putea da seama. Desigur, ar trebui să continuăm să facem eforturi pentru a îmbunătăți. Eficiența sporită în controlul procesului, implementarea mai inteligentă a senzorilor, utilizarea sporită a tehnologiilor precum LED-urile UV-C vor continua să ridice ștacheta. Cu toate acestea, ne putem imagina o implementare mai largă.

Există în mod clar o mai mare conștientizare a controlului infecțiilor în rândul populației globale și există dovezi că guvernele, corporațiile și indivizii vor investi în soluții proiectate care sporesc siguranța. Reglementările pot avea un impact pozitiv asupra implementării tehnologiei UV. Capacitatea de producție crescută și sursele alternative de lumină UV vor scădea prețurile, făcându-l mai accesibil. Corporațiile care se îndreptau deja pe calea încorporării tehnologiei UV în produse de mare volum își accelerează, de asemenea, conductele de inovație.

Aceasta duce la comunicare. Oricât de răspândit și de tragic a fost COVID-19 pentru populația umană globală, rămâne faptul că apa și salubritatea le depășesc cu mult în ceea ce privește decesul, îmbolnăvirea și impactul economic negativ. Așadar, trebuie să ne rafinăm în mod constant mesajul către lume despre adevărata valoare a apei. Pentru că salvăm vieți.