面积比对蛇形流通道中使用紫外线C发光二极管对水消毒效率的影响

科学领域:

• 环境微生物学环境微生物学
• 水处理技术水处理技术.
• 摄影化学的使用.

背景情况:

• 在水中微生物无活化对公共健康至关重要.
• 流通道配置通过改变水力动力学和光分布,显著影响紫外线消毒效率.
• 了解通道几何和紫外线暴露之间的相互作用是优化消毒反应堆的关键.

研究的目的:

• 为了研究蛇形流通道面积比 (长度与宽度,α,宽度与深度,β) 对大肠杆菌无活化的影响.
• 为了确定最佳的通道配置,以最大限度地提高微生物无活化效率,使用紫外线.
• 为了评估紫外线光线距离对失活效率的影响.

主要方法:

• 计算流体动力学 (CFD) 模拟用于分析流动特征.
• 进行了生物测量测试,以测量微生物无活化.
• 测试了各种频道面积比 (α和β) 和紫外线LED距离.

主要成果:

• 面积比α = 1.0导致均的速度和最长的微生物居住时间.
• 一个最佳的面积比 β = 1.0 在11.5毫米的紫外线LED距离下实现了最大3.7-log的大肠杆菌无活化.
• 这种最佳配置产生了最高的紫外线流量 (10.6mJ/cm2),并且比β = 2.56.更有效48%.
• 将紫外线LED距离缩短到3.5毫米,在所有测试的尺寸比上显著增加了失活.

结论:

• 蛇形流通道几何,特别是宽度与深度比 (β),是UV消毒效率的关键因素.
• 最佳的通道尺寸平衡微生物居住时间和紫外线辐射,以实现最大的无活化.
• 离紫外线光源更近,可以大大提高消毒性能.