Säker och energieffektiv hantering av vatten med hjälp av UV-LED

Vattendesinficering är en nödvändig process för säker dricksvattenproduktion och är en nyckelprocess i konventionella dricksvattenreningsverk. Förebyggandet av vattenburna sjukdomar kräver avancerade desinfektionstekniker för att uppfylla vattenkvalitetsnormerna i alltmer befolkade städer.

Detta doktorandprojekt kommer att fördjupa kunskapen om hur vattendisinfektion med ultravioletta ljusdioder (UV-LED) kan optimeras och implementeras på större skala.

Projektets mål är att leverera en komplett strategi för desinfektion av rinnande vatten i ”point-of-use”-applikationer och i vattenreningsanläggningar. Projektets specifika mål återspeglar dagens utmaningar inom vattenindustrin i sitt arbete mot mer energieffektiva processer för förebyggandet av vattenburna sjukdomar orsakade av bakterier, virus och protozoer.

Det finns olika forskningsriktningar som är viktiga för att komma vidare i arbetet med att utveckla nya UV-LED-reaktorer som ska kunna användas på större skala vid dricksvattenreningsverk. Den första är tillämpningen av ett flertal våglängder på UV-spektrumet, utöver den som infaller vid den maximala absorptionen av DNA vid 260 nm, för att förbättra effektiviteten i reningsprocessen. Den andra är användningen av pulserande driftlägen för ljusdioderna som också skulle kunna förbättra effektiviteten. För att på bästa sätt utnyttja ljuset från UV-ljusdioderna som, till skillnad från de konventionella UV-lamporna, är punktkällor krävs även att reaktordesignen och UV-ljusdiodernas placering undersökts och simuleras.

Det är dessutom viktigt att undersöka nya UV-LED-tekniker och utvärdera hur dessa kan jämföras med nuvarande toppmoderna, kommersiellt tillgängliga UV-lysdioder. På så vis kan den mest konkurrenskraftiga framtida tekniken för en fullständig vattendesinfektionsstrategi bestämmas.

Målsättning

  • Studera effekten av UV-våglängder och kombinationer av våglängder på effektiviteten av vattendesinfektionen
  • Studera effekten av synkront och asynkront pulserande ljus på effektiviteten av vattendesinfektionen
  • Studera den optimala ljusspridningen, UV-dosen, paketeringen och geometrin på UV-LED i vattenreningssystem
  • Designa en prototyp för ett litet dricksvattenreningsverk och demonstrera desinfektionseffektiviteten på ett riktigt system med förorenat vatten