UVLEDTEK UVC-LED-UV-Desinfektionsgeräte: Innovationen in der Point-{0}}of--Wasseraufbereitungstechnologie vorantreiben

Angesichts der wachsenden öffentlichen Besorgnis über die Trinkwassersicherheit hat Quanzhou Huajing Innovation Technology Co., Ltd. unter Nutzung der fortschrittlichen Chiptechnologie seiner kontrollierenden Muttergesellschaft UVLEDTEK ein hochmodernes UVC-LED-Ultraviolett-Desinfektionssystem entwickelt, um die Sicherheit von Trinkwasser zu erhöhen.

Auf der kürzlich zu Ende gegangenen Yangtze River Economic Belt Water Expo wurde Gao Chao, Forschungs- und Entwicklungsdirektor der Forschungsabteilung für Wasseraufbereitung und -tests des zentralen Forschungsinstituts des Unternehmens, eingeladen, einen Vortrag mit dem Titel „Neues Design der UVC-LED-Ultraviolettdesinfektion: Ermöglichung technologischer Innovationen für qualitativ hochwertiges Trinkwasser“ zu halten.

Der Bericht bot einen detaillierten Überblick über die innovativen Anwendungen und breiten Perspektiven der UVC-LED-Technologie in der Wasseraufbereitung am Einsatzort. Es löste eine ausführliche Diskussion unter Experten, Wissenschaftlern und Branchenexperten aus. Die neuesten Forschungsergebnisse und praktischen Anwendungsfälle, die auf der Veranstaltung vorgestellt wurden, boten den Teilnehmern einen klaren Einblick in die Art und Weise, wie innovative Technologien die Trinkwassersicherheit verändern.

Förderung des Fortschritts in mehreren kritischen Sektoren

UVLEDTEK UV-LED-Lichtquellen spielen in zahlreichen Schlüsselindustrien eine unverzichtbare Rolle.

Aufbau umfassender industrieller{0}Kettenvorteile bei Halbleitern der dritten-Generation

Der Wachstumsprozess der UV-LED-Kernmaterialien AlN/AlGaN erfordert eine äußerst hohe Präzision der Prozessparameter. Schon geringfügige Abweichungen können die Kristallstruktur des Materials verändern und seine optoelektronische Leistung erheblich beeinträchtigen.

Durch ein Jahrzehnt engagierter Forschung und Entwicklung hat UVLEDTEK umfassende Kapazitäten für die industrielle -Kette in den Bereichen Forschung, Entwicklung und Fertigung aufgebaut. Das Unternehmen hat technologische Beschränkungen durchbrochen und unabhängige und kontrollierbare Kerntechnologien erreicht und damit seine Position in der Halbleiterentwicklung der dritten-Generation gestärkt.

Präzise Sterilisation zur Gewährleistung der Wassersicherheit

Die UVC-LED-Technologie zeigt ein breites Anwendungspotenzial im Bereich der Wasseraufbereitung. Von der Wasseraufbereitungsanlage bis zum Trinkterminal an jedem Einsatzort, von der Ableitung des aufbereiteten Abwassers bis zur Reinigung nach der Behandlung; von der Lebensmittel- und Getränkeproduktion, der Viehhaltung und der pharmazeutischen Herstellung bis hin zu Sterilwassersystemen in Halbleiterprozessen; vom Trinkwasser im Haushalt bis hin zu öffentlichen Bereichen wie Restaurants, Getränkeläden und Vergnügungsparks; und von der industriellen Kühlwasserdesinfektion bis zur Schwimmbadhygiene.-Eine sichere und wirksame Wassersterilisation ist in praktisch jedem Szenario um uns herum erforderlich.

Im Vergleich zu herkömmlichen chemischen Desinfektionsmethoden wie Chlorierung und Ozonbehandlung bietet UVC-LED erhebliche Vorteile. Als physikalische Desinfektionsmethode verändert es die Eigenschaften des Wassers nicht und vermeidet Sekundärverschmutzung durch chemische Rückstände. Es entstehen keine schädlichen Desinfektionsnebenprodukte-und gewährleisten so Sicherheit für die menschliche Gesundheit. Es sorgt außerdem für eine schnelle Sterilisation und ist in der Lage, Krankheitserreger innerhalb eines bestimmten Dosierungsbereichs sofort zu inaktivieren, während gleichzeitig chlorierte organische Verbindungen abgebaut und Gefahren durch kombiniertes Chlor beseitigt werden. Darüber hinaus ist der Betrieb sicher und es bestehen keine Risiken bei der Lagerung, dem Transport oder der Zubereitung von Chemikalien.

Insgesamt stellt es eine echte grüne und umweltfreundliche Wasserdesinfektionstechnologie der nächsten{0}}Generation dar.

Im Vergleich zu herkömmlichen UV-Lichtquellen auf Quecksilberbasis- ist die UV-LED-Technologie ungiftig und umweltfreundlich, bietet eine feinere Leistungssteuerung, eine längere Lebensdauer, ermöglicht einen sofortigen Start und verfügt über eine kompakte Struktur. Die UVC-LED-Technologie weist erhebliche Vorteile beim Energieverbrauch, den Wartungskosten und der Desinfektionsleistung auf und bietet sowohl eine höhere Wirtschaftlichkeit als auch stärkere Nachhaltigkeitsvorteile für Wasserversorgungssysteme.

Auf internationaler Ebene hat das britische Unternehmen TYPHON Treatment Systems das weltweit erste kommunale UV-LED-Trinkwasserdesinfektionssystem mit einer Aufbereitungskapazität von bis zu 28 MLD (5.136 GPM) gebaut. Das System nutzt fortschrittliche UVC-LED-Technologie, kombiniert mit präzisem optischen Felddesign und Strömungsoptimierung, und erreicht einen 4-log-Reduktionswert (LRV) gegen Cryptosporidium bei 22 mJ/cm².

Darüber hinaus haben norwegische Wasserversorger aktiv mit der Umstellung auf UVC-LED-Technologie begonnen und herkömmliche Quecksilberlampen schrittweise abgeschafft. Weitere Pilotprojekte und groß angelegte-Einsätze von UV-LED-Wasser- und Abwasseraufbereitungssystemen werden auch in Ländern wie den Vereinigten Staaten und in der gesamten Europäischen Union umgesetzt, was einen stetigen globalen Wandel hin zu dieser neuen Technologie signalisiert.

In China haben sich die Quanzhou Water Group und UVLEDTEK zusammengetan, um diese Technologie als wichtige Forschungs- und Entwicklungsinitiative voranzutreiben. Gemeinsam mit einer Gruppe inländischer Experten in verwandten Bereichen haben sie große technische Herausforderungen gemeistert und im Juni 2024 erfolgreich Chinas erstes UVC-LED-Desinfektionssystem mit großem Durchfluss-entwickelt.

Das System hat alle Test- und Validierungsanforderungen in einer einzigen Runde bestanden und eine Sterilisationsrate von bis zu 99,999 % erreicht. Es wurde bereits in sekundären Wasserversorgungssystemen für reale-Anwendungen eingesetzt. Gleichzeitig wurde ein komplettes Produktportfolio für die Sekundärwasserversorgung und Point-{4}}of-Anwendungen für Trinkwasser vollständig entwickelt, wobei derzeit Pilotprojekte für alle Produktchargen im Gange sind.

Dieser Fortschritt deutet auf einen Durchbruch bei der Überwindung der ausländischen technologischen Abhängigkeit hin. Von der Entwicklung des Kernchips bis hin zum Design der gesamten Systemausrüstung und der Softwareintegration wird die gesamte Lösung durch unabhängige geistige Eigentumsrechte unterstützt und hat die Fähigkeit zur Massenproduktion erreicht.

Diese Errungenschaft verbessert Chinas Fähigkeit, die Sicherheit von Terminalwasser zu gewährleisten, erheblich und stellt einen wichtigen technologischen Innovations- und Substitutionsdurchbruch im Bereich der Trinkwasserdesinfektionssysteme dar.

Hochleistung in allen Dimensionen aufbauen

1. Hochleistungs--optische-Chips und Lichtquellen mit hoher-Leistung-Dichte
Beim Materialwachstum verwendet UVLEDTEK Pyramiden-Nanomustersubstrate in Kombination mit gepulstem Epitaxiewachstum mit hoher und niedriger Geschwindigkeit und Techniken zur Defektheilung, um qualitativ hochwertige AlGaN-Epitaxiematerialien herzustellen.

Bei der Optimierung der Chip-Elektrodenmetallisierung spielt eine einzigartig gestaltete Elektrodenstruktur mit hohem -Reflexionsvermögen zusammen mit einer reflektierenden SWDL-Struktur eine Schlüsselrolle und verbessert letztendlich die Lichtausbeute des Geräts um mehr als 32 %.

Darüber hinaus entwirft das Forschungs- und Entwicklungsteam sorgfältig eine Quantentopfstruktur mit abgestufter Zusammensetzung und eine Elektronenblockierungsschicht mit allmählich variierender Zusammensetzung. Basierend auf den Prinzipien der Halbleiterphysik optimieren diese Innovationen die Bandstruktur, erhöhen die Effizienz der Strominjektion und verbessern die Effizienz der Elektron-Loch-Rekombination, was zu einer stärkeren optischen Leistungsabgabe führt.

2. Durchbrechen der Wellenlängengrenzen herkömmlicher Quecksilberlampen zur Verbesserung der Effizienz
UVLEDTEK hat AlGaN--basierte UV-LEDs mit einstellbaren Emissionswellenlängen im Bereich von 210–365 nm entwickelt und durchbricht damit die feste 254-nm-Beschränkung herkömmlicher Quecksilberlampen.

Internationale Studien haben gezeigt, dass die Wellenlänge 279 nm im Vergleich zu 254 nm eine bessere Inaktivierungsleistung gegen MS2 erzielt. Darüber hinaus ist die UV-Durchlässigkeit durch Wasser im Bereich von 260–280 nm besser als bei 254 nm.

Bei Partikeln gleicher Größe, wie z. B. suspendierte Feststoffe (SS) und mikrobielle Flocken, führen längere Wellenlängen zu schwächeren Abschirmeffekten. Das bedeutet, dass UVC-LED-Systeme bei gleichen Anforderungen an die Sterilisationseffizienz eine geringere Dosis benötigen, was die Desinfektionseffizienz deutlich verbessert und eine präzisere und schnellere Sterilisation ermöglicht.

3. Schatten-Freies optisches Felddesign für omnidirektionale Sterilisation
UVLEDTEK verwendet ein fortschrittliches geometrisches Optikdesign in Kombination mit einer Multi-{0}}Medium-Lichtdurchlässigkeitssimulation und einer Multi-{1}}physikalischen Feldmodellierung, um ultraviolettes Licht präzise in die Reaktionskammer einzuspeisen.

Innerhalb der Kammer wird ein hocheffizientes UV-Strahlungsfeld ohne Schattenbereiche aufgebaut. Dieses innovative Design stellt sicher, dass während des Desinfektionsprozesses jeder Teil des Wasserkörpers ausreichend UV-Strahlung erhält und so eine umfassende, omnidirektionale Sterilisation erreicht wird. Es beseitigt effektiv tote Winkel bei der Desinfektion, die durch ungleichmäßige Lichtverteilung verursacht werden.

4. Strömungsfelddesign mit Rotationsleitgerät

Optimierung der Hydrodynamik zur Verbesserung der Desinfektionsleistung
Das Forschungs- und Entwicklungsteam von UVLEDTEK führte eingehende -Studien zum Wasserströmungsverhalten durch und stellte fest, dass die maximale Strömungsgeschwindigkeit einen erheblichen Einfluss auf die Sterilisationseffizienz hat. Aus strömungsdynamischer Sicht kann ein zu schneller Wasserfluss die Verweilzeit von Mikroorganismen in der UV-Bestrahlungszone verkürzen, wodurch eine ausreichende UV-Bestrahlung verhindert und dadurch die Wirksamkeit der Desinfektion verringert wird.

Basierend auf dieser Erkenntnis hat das Team die Einlass- und Auslassgeometrie innovativ neu gestaltet, um eine kontrollierte Rotationsströmung durch die Bestrahlungszone zu induzieren und so die Spitzenströmungsgeschwindigkeit effektiv zu reduzieren.

Diese strukturelle Optimierung verbessert nicht nur die Sterilisationsleistung, sondern sorgt auch für eine gleichmäßigere UV-Dosisverteilung im gesamten Gewässer. Durch die rotierende Strömung können Mikroorganismen vollständig der UV-Strahlung ausgesetzt werden, wodurch sichergestellt wird, dass jeder Krankheitserreger eine angemessene Sterilisationsdosis erhält, wodurch die Gesamteffizienz der Desinfektion erheblich gesteigert wird.

5. Pipeline-Wasser-basierte Lichtquellen-Kühltechnologie
Hoch-Effizientes Wärmemanagement

Der von UVLEDTEK entwickelte Hochleistungs-LED-UV-Sterilisator nutzt einen fortschrittlichen Wasserkühlungsansatz, bei dem das in der Rohrleitung fließende Wasser direkt genutzt wird, um die Wärme von der Lichtquelle abzuleiten. Dadurch entfällt der Bedarf an zusätzlicher dedizierter Kühlausrüstung, was die Systeminvestitionskosten erheblich senkt.

Die Technologie ist kompakt und hocheffizient. Durch die Integration eines KI-Steuerungsalgorithmus können sowohl die optische Ausgangsleistung als auch der Kühlwasserdurchfluss dynamisch an den Behandlungsbedarf in Echtzeit angepasst werden. Wenn beispielsweise die Durchflussrate steigt, erhöht das System automatisch die Lichtintensität und die Kühlwassermenge, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten; Bei abnehmender Last werden beide Parameter entsprechend reduziert, um Energieeinsparungen zu erzielen.

Darüber hinaus hält das optische Quarzfenster das thermische Gleichgewicht mit der Wassertemperatur aufrecht und mildert so effektiv Ablagerungsprobleme-im Gegensatz zu herkömmlichen Quecksilberlampen, die bei Oberflächentemperaturen von 600–1000 Grad betrieben werden und anfällig für Verschmutzung sind. Auch die Wartung wird vereinfacht, sodass die Lichtquelle gewartet werden kann, ohne den Rohrleitungsfluss abzuschalten oder umzuleiten.

Betriebsdaten zeigen, dass mit diesem Kühlkonzept die Lebensdauer der UV-Lichtquelle um 30–50 % verlängert werden kann.

6. RED-CFD-gekoppelte Simulation für präzise Quantifizierung und zuverlässigen Betrieb

Das technische Team von UVLEDTEK übernimmt ein international fortschrittliches RED-CFD-Design (Radiation Energy Distribution–Computational Fluid Dynamics) für UVC-LED-Reaktoren. In dieser Konfiguration arbeitet die Lichtquelle ohne eine in Wasser eingetauchte Schutzhülle, was ein rationelleres Strömungsfeld ermöglicht und eine stärkere Kopplung zwischen dem optischen Feld und dem hydrodynamischen Feld erleichtert.

Ein Strukturdesign mit hohem -Reflexionsvermögen verbessert die UV-Nutzungseffizienz zusätzlich. Das System nutzt Gleichstrom (DC), wodurch Hochfrequenz-Vorschaltgeräte überflüssig werden und die direkte Integration in Photovoltaik-Energiesysteme für eine verbesserte Energieeffizienz ermöglicht wird.

Im Vergleich zu herkömmlichen Quecksilberlampensystemen, die auf Stützstrukturen basieren, die einen höheren Druckverlust verursachen, reduziert dieses Design den hydraulischen Widerstand erheblich und erreicht eine kompaktere Systemgrundfläche mit geringerem Installationsraumbedarf.

Durch RED-CFD-gekoppelte Simulationsanalysen können Schlüsselparameter wie UV-Desinfektionsdosis, Lichtquellenkonfiguration und Wasserströmungsgeschwindigkeit präzise quantifiziert werden, was eine überlegene Leistung und einen stabilen Betrieb gewährleistet. Dies bietet Benutzern eine äußerst zuverlässige und effiziente Desinfektionslösung.

7. Einfache und intuitive Mensch-Maschine-Schnittstelle für einfache Bedienung
Das von UVLEDTEK entwickelte UVC-LED-Ultraviolett-Desinfektionssystem für die Sekundärwasserversorgung ist mit einem klaren und intuitiven Mensch-Maschine-Schnittstellendesign (HMI) ausgestattet.

Über die interaktive Anzeige können Bediener wichtige Betriebsparameter wie UV-Dosis, Lichtintensität und Durchflussrate klar und direkt in Echtzeit überwachen. Gleichzeitig ermöglicht die Schnittstelle über eine einfache Menüstruktur den einfachen Zugriff auf Systemprotokolle und Alarmaufzeichnungen.

Dieses optimierte Design verkürzt den Lernaufwand für Bediener erheblich und verbessert die allgemeine Wartungseffizienz, wodurch die Systemverwaltung bequemer, effizienter und benutzerfreundlicher wird.{0}}

8. Der modulare Aufbau vereinfacht Wartung und Betrieb und sorgt für einen reibungslosen Betrieb.

Das von UVLEDTEK entwickelte UVC-LED-Ultraviolett-Desinfektionssystem für die Sekundärwasserversorgung basiert auf einem modularen Designkonzept, bei dem die Lichtquelle und die Reaktionskammer strukturell unabhängig sind.

UV-Licht wird durch ein Quarzglasfenster mit hoher -Durchlässigkeit in der Reaktionskammer gleichmäßig in das Wasser übertragen, was eine stabile Desinfektionsleistung gewährleistet und gleichzeitig Wartungsarbeiten ohne Unterbrechung der Wasserversorgung ermöglicht.

Dank dieser modularen Architektur wird die Systemwartung deutlich komfortabler. Wenn ein Modul ausfällt, kann es schnell ausgetauscht werden, ohne den Gesamtbetrieb zu beeinträchtigen. Dadurch wird eine kontinuierliche und stabile Systemleistung gewährleistet und den Benutzern ein zuverlässiges Betriebserlebnis geboten.

9. Schnelle Reaktion, stabiler Betrieb, Energieeinsparung und Kostenreduzierung
Das von UVLEDTEK entwickelte UVC-LED-Ultraviolett-Desinfektionssystem verfügt über eine schnelle Start-Funktion und erreicht sofort die Spitzenleistung, ohne dass ein Vorheizvorgang erforderlich ist. Im Gegensatz dazu benötigen herkömmliche Quecksilberlampen eine Aufwärmzeit von 15 bis 30 Minuten, wobei die UV-Intensität allmählich zunimmt.

Die Lichtleistung wird nicht von der Wassertemperatur beeinflusst und der Dimmbereich ist groß und reicht von 0 % bis 100 %, während Quecksilberlampen normalerweise in einem begrenzten Einstellbereich von 30 % bis 100 % arbeiten.

Darüber hinaus wirkt sich häufiges Ein- und Ausschalten nicht auf die Lebensdauer des LED-Systems aus, im Gegensatz zu Quecksilberlampen, deren Lebensdauer sich bei wiederholtem Einschalten erheblich verringert. Das System kann auch mit Parametern für Durchflussrate, Restchlor und UVT (UV-Durchlässigkeit) integriert werden, was eine koordinierte Steuerung und präzise Anpassung an variierende Betriebsbedingungen ermöglicht.

Das von UVLEDTEK entwickelte UVC-LED-Ultraviolett-Desinfektionssystem wurde strengen Tests durch professionelle Drittinstitutionen unterzogen. Die Ergebnisse zeigen, dass seine Desinfektions- und Sterilisationsleistung die nationalen Standards erfüllt und übertrifft und einen soliden und zuverlässigen Schutz für die Sekundärwasserversorgung von Terminals und differenzierte Wasserversorgungssysteme bietet.

Eine differenzierte Wasserversorgung gilt als wichtige Zukunftsrichtung für die Verbesserung der Trinkwassersicherheit und der öffentlichen Gesundheit, insbesondere in Regionen mit begrenzten Wasserressourcen. In diesem Zusammenhang stellen UV-LED-Ultraviolett-Desinfektionssysteme mit ihrer herausragenden Leistung eine hochwirksame Lösung für die sichere Wasseraufbereitung im Endstadium dar.

Derzeit wurde dieses Produkt in mehreren Regionen getestet, darunter Fujian, Zhejiang, Wuhan, Ezhou und Suzhou. Das Unternehmen freut sich darauf, mit weiteren Partnern zusammenzuarbeiten, die an dieser Technologie interessiert sind, um gemeinsam deren Anwendung, Erweiterung und weitere technische Forschung voranzutreiben und so die Sicherheit von Terminal-Trinkwassersystemen kontinuierlich zu verbessern.

Die Gewährleistung einer sicheren Endwasserversorgung und der Schutz der öffentlichen Trinkwassergesundheit bleiben die Kernaufgabe. Durch den Einsatz von Technologie wollen wir jeden Tropfen Trinkwasser schützen und eine neue Ära des qualitativ hochwertigen Wasserverbrauchs einläuten, einen starken Schutz für die Gesundheit der Familie aufbauen und ein besseres, gesünderes Leben ermöglichen.