Xem thêm: tia cực tím § Artificial_sources

Đèn

Một đèn diệt khuẩn 9 W trong một yếu tố hình thức đèn huỳnh quang compact

Bài chi tiết: Bóng đèn diệt khuẩn

UV diệt khuẩn để khử trùng thường nhất được tạo ra bởi một bóng đèn thủy ngân hơi. Low-áp suất hơi thủy ngân có một dòng phát xạ mạnh tại 254 nm, mà là trong phạm vi bước sóng chứng minh tác dụng khử trùng mạnh. Các bước sóng tối ưu để khử trùng là gần 270 nm.[10]:2–6

Đèn là một trong hai hỗn hợp hoặc trung áp đèn. đèn UV áp suất thấp cung cấp hiệu suất cao (khoảng 35% UVC) nhưng điện năng thấp hơn, thường là 1 W mật độ công suất / cm (điện trên một đơn vị chiều dài hồ quang). đèn UV Amalgam là một phiên bản công suất cao hơn các loại đèn áp suất thấp. Chúng hoạt động ở nhiệt độ cao hơn và có tuổi thọ lên đến 16.000 giờ. hiệu quả của họ là hơi thấp hơn so với các loại đèn truyền thống áp suất thấp (khoảng 33% sản lượng UVC) và mật độ năng lượng là khoảng 2-3 W / cm. đèn UV trung áp có một quang phổ cao điểm đường rộng và phát âm và một đầu ra bức xạ cao nhưng hiệu quả UVC thấp hơn 10% hoặc ít hơn. Mật độ năng lượng điển hình là 30 W / cm³ hoặc lớn hơn.

Tùy thuộc vào thủy tinh thạch anh dùng cho cơ thể đèn, áp suất thấp và tia cực tím phát ra bức xạ hỗn hợp ở bước sóng 254 nm và cũng ở 185 nm, trong đó có tác dụng hóa học. bức xạ UV ở 185 nm được sử dụng để tạo ra ozone.

Các đèn UV để xử lý nước bao gồm các loại đèn chuyên dụng áp suất thấp thủy ngân hơi nước tạo ra bức xạ tử ngoại ở bước sóng 254 nm, hoặc đèn UV trung áp lực sản xuất một sản lượng đa sắc từ 200 nm đến năng lượng có thể nhìn thấy và hồng ngoại. Các đèn UV không bao giờ tiếp xúc với nước; nó hoặc là được đặt trong một ống tay áo thủy tinh thạch anh bên trong buồng nước hoặc gắn bên ngoài để nước chảy qua các ống tia cực tím trong suốt. Nước đi qua buồng dòng chảy được tiếp xúc với tia UV được hấp thụ bởi các chất rắn lơ lửng, chẳng hạn như vi sinh vật và bụi bẩn, trong suối.[22]

Điốt phát quang (LED)

phát triển gần đây trong công nghệ LED đã dẫn đến thương mại có sẵn UV-C đèn LED. UV-C đèn LED sử dụng chất bán dẫn phát sáng giữa 255 nm 280 nm. [8] Sự phát xạ bước sóng là tuneable bằng cách điều chỉnh các vật chất của chất bán dẫn. Việc giảm kích thước của đèn LED mở các tùy chọn hệ thống lò phản ứng nhỏ cho phép cho các điểm sử dụng các ứng dụng và tích hợp vào các thiết bị y tế.[23] tiêu thụ điện năng thấp của chất bán dẫn giới thiệu hệ thống tia cực tím khử trùng có sử dụng các tế bào năng lượng mặt trời nhỏ trong các ứng dụng từ xa hoặc thế giới thứ ba.[23]

Hệ thống xử lý nước

Định kích thước của một hệ thống tia cực tím được ảnh hưởng bởi ba yếu tố: tốc độ dòng chảy, điện đèn, và truyền qua UV trong nước. Các nhà sản xuất thường phát triển tinh vi Computational Fluid Dynamics (CFD) các mô hình xác nhận với các xét nghiệm xét nghiệm sinh học. Điều này bao gồm việc thử nghiệm hiệu suất khử trùng các lò phản ứng UV với hoặc bacteriophage MS2 hoặc T1 ở lưu lượng khác nhau, truyền qua UV, và mức năng lượng để phát triển một mô hình hồi quy cho hệ thống định cỡ. Ví dụ, đây là một yêu cầu cho tất cả các hệ thống nước uống tại Hoa Kỳ theo tay Hướng dẫn EPA UV[10]:5-2

Các hồ sơ lưu lượng được sản xuất từ ​​hình học buồng, tốc độ dòng chảy, và mô hình rối được lựa chọn. Hồ sơ cá nhân phóng xạ được phát triển từ đầu vào như chất lượng nước, loại đèn (điện, hiệu quả diệt khuẩn, sản lượng quang phổ, chiều dài hồ quang), và truyền qua và chiều hướng của tay thạch anh. phần mềm CFD độc quyền mô phỏng cả hai dòng chảy và hồ sơ bức xạ. Sau khi mô hình 3D của các buồng được xây dựng, nó là dân cư với một mạng lưới hoặc lưới đó bao gồm hàng ngàn khối lập phương nhỏ.

Điểm quan tâm, chẳng hạn như tại một uốn cong, trên tay áo bề mặt thạch anh, hoặc xung quanh các cơ chế gạt nước-sử dụng một lưới có độ phân giải cao hơn, trong khi các khu vực khác trong lò phản ứng sử dụng một lưới thô. Khi lưới được sản xuất, hàng trăm ngàn hạt ảo được "bắn" qua buồng. Mỗi hạt có nhiều biến của lãi suất liên kết với nó, và các hạt bị "thu hoạch" sau khi các lò phản ứng. mô hình giai đoạn rời rạc sản xuất liều giao, mất đầu, và các thông số buồng cụ thể khác.

Khi giai đoạn mô hình hoàn tất, hệ thống được lựa chọn sẽ được xác nhận sử dụng một bên thứ ba chuyên nghiệp để có thể giám sát và xác định cách chặt chẽ các mô hình có thể dự đoán thực tế của hiệu suất hệ thống. xác nhận Hệ thống sử dụng những người đại diện không gây bệnh như MS 2 thực khuẩn hoặc trực khuẩn Bacillus subtilis để xác định khả năng giảm tương đương Liều (RED) của các lò phản ứng. Hầu hết các hệ thống đều được xác nhận để cung cấp 40 mJ / cm2 trong một phong bì của dòng chảy và truyền. [Cần dẫn nguồn]

Để xác nhận hiệu quả trong hệ thống nước uống, phương pháp mô tả trong Sổ tay EPA UV Hướng dẫn thường được sử dụng bởi Hoa Kỳ, trong khi châu Âu đã thông qua tiêu chuẩn DVGW 294 của Đức. Đối với hệ thống xử lý nước thải, các tia cực tím khử trùng Hướng dẫn NWRI / AwwaRF cho uống các giao thức nước và nước tái sử dụng thường được sử dụng, đặc biệt là trong các ứng dụng tái sử dụng nước thải.[24]