Hoppa till innehåll
EN In english

Säker och energieffektiv vattenrening med UV-LEDs

Diarienummer
FID16-0043
Projektledare
Hultin, Olof
Start- och slutdatum
180101-221231
Beviljat belopp
2 500 000 kr
Förvaltande organisation
RISE Acreo Hudiksvall
Forskningsområde
Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna

Summary

Water disinfection is a key process in a conventional drinking water treatment plant. Every 90 seconds a child dies from a water-related disease and water, sanitation and hygiene diseases kill annually about 1 million people worldwide. Ultraviolet treatment is a safe disinfection approach, however the dominant technology today for UV irradiation is mercury lamps that require high voltages, continuous operation, and pose a hazard for people and the environment. UV-LEDs are projected to replace the old mercury-based lamps with the added value of low power consumption, no pre-heating, and ability to operate in pulsed mode. However, knowledge is still lacking in how to optimize the disinfection, and how to design systems using UV LEDs. In this doctoral project we will, together with Lund University and Sweden Water Research, deepen the knowledge on how water disinfection using UV LEDs can be optimized and implemented at scale. The specific objectives of the project reflect challenges faced by the water services industry in providing potable drinking water free from bacteria, viruses and protozoa. We will study the effects on UV wavelengths, combinations of wavelengths, and strobing on disinfection efficiency. The findings will be implemented into water disinfection reactors that will be field-tested on polluted water. A successful PhD project will allow water providers to implement the developed disinfection strategy and integrate the technology into water treatment facilities.

Populärvetenskaplig beskrivning

Var 90e sekund dör ett barn i vattenrelaterade sjukdomar, och vatten-, sanitets-, och hygien-relaterade sjukdomar orsakar årligen ca 1 miljon dödsfall i världen. Vattenrening är därför en nyckelprocess i dagens vattenreningsverk. De vanligaste metoderna för att rena vatten från skadliga organismer är genom filtrering, olika typer av kemikalier, samt ultraviolett ljus. Filtrering är en väldigt dyr process, och kemikalier (t.ex. genom klorinering) kan generera skadliga biprodukter. Ultraviolett behandling är en säker desinfektionsmetod, men den dominerande tekniken idag är kvicksilverbaserade lysrör som kräver höga spänningar, kontinuerlig drift, och är en stor risk för både människor och miljön. Ultravioletta lysdioder förutspås ersätta dagens kvicksilverbaserade lösningar med det ökade värdet av bl.a. låg energiförbrukning, möjlighet att driva ljuskällorna på nya sätt, och ingen risk för skada hos människor. Dagens kunskap kring optimering av desinfektion med lysdioder samt design av system kring lysdioder är däremot bristfällig. I det här doktorandprojektet skall vi, tillsammans med Lunds Universitet och Sweden Water Research AB, fördjupa kunskapen hur vattenrening med ultravioletta lysdioder kan optimeras och implementeras i stor skala. De specifika målen för projektet reflekterar och tar avstamp i de utmaningar vattenindustrin har i att förse oss med dricksvatten fritt från skadliga organismer. Vi skall bl.a. studera effekterna av olika ultravioletta våglängder och kombinationer av våglängder på desinfektionsgraden. Vi skall även undersöka om desinfektionen kan förbättras genom att driva lysdioderna på nya sätt, t.ex. genom att driva dem som ett stroboskop. Resultaten skall implementeras i vattenreningsreaktorer som fält-testas på förorenat vatten. Ett framgångsrikt doktorandprojekt möjliggör för vattenleverantörerna att implementera den utvecklade desinfektionsstrategin samt att integrera tekniken i sina vattenreningsverk.