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当前,新型冠状病毒仍在持续,对产业及企业造成了一定程度的影响,也牵动着各行各业人们的心。在此形势下,中国、极智头条,在国家半导体工程研发及产业联盟、第三代半导体产业技术创新战略联盟指导下,开启疫情期间知识分享,帮助企业解答疑惑。助力我们LED企业和产业共克时艰!

本期,我们邀请到国家半导体工程研发及产业联盟标准化委员会国际事务经理徐浩

带来了“紫外消毒手册解读之UV设施的操作安全”的精彩主题分享,以下为主要内容:

一、启动、运行以及维护

1.设施运行要求

水流速大于紫外反应器的最高限速;

紫外透射率低于规定的最低值;

紫外辐射度或者紫外射剂量低于消毒所需值;

点亮的光源的数量与规定的不符;

紫外辐射度传感器未校正;

紫外透射率分析仪未校正。

如果出现以上的任何问题,该设施都将被认为是不合规的。

*LT2ESWTR中允许在水处理设施每个月可以产生最多5%的不合格自来水。

2.设施启动步骤

与对应的标准定部门合作;

开发设施运行和维护手册;

功能和性能测试;

备用零件库存准备;

设施员工要求和培训的准备。

其中,功能测试包含了UV设备、控系统、流量控分配、压头损失。性能测试需要验证整个系统的运行情况,模拟现实的连续运行的情况。包含了自动控模式是否正常、启动和切换是否正常、警报系统是否正常、功率消耗、水流量等测量、消毒效果评估、设施清理频率的确认、UV传感器、UVT分析仪、备用电源。

3.日常操作以及维护任务

日常的一些操作,包括检测频率、反应器等要求,其中,紫外光源主要是指传统汞灯,里面规定的检修或者操作流程、频率流程等,可以做一个参考。

4.监控

(1)监控用紫外传感器校准


其中:

SDuty -设施中紫外传感器测量的紫外辐射强度(mW/cm2)

Sref  -标准紫外传感器测量的紫外辐射强度(mW/cm2)

*正常的读数误差应该在20%以下。

如果校准系统大于1.2,则可以用两种方式解决:直更换失效的紫外传感器;引入校正系数(CF)用于校准误差。

*引入CF的方法只是暂时性,不能作为长期方法使用;

*更多详细的数据统计请查阅UVDGM 6.4.1章节。

(2)监控用紫外透射率分析仪校准


其中:

UVTon-line -设施中紫外透射率分析仪测量的紫外透射率(%)

UVTbench  -分光光度计测量的紫外透射率(%)

(3)监控和记录的频率

其中规定了紫外的剂量、透射率、辐射度等状况,包括水流量所有的参数,都需要实时监控,定期维护校正,这样才可以保证整个系统不出问题。参数可以参见UVDGM标准里的第10.2和第10.3。

二、UV设施的操作安全

1.紫外光的影响

阈限值 Threshold Limit Values (TLV),阈限值通常取决于紫外光源的光谱和辐射度(mW/cm2)。

相关文件:

*documentation of the Threshold Limit Values and Biological Exposure Indices(ACGIH 2006)

*ISO 15858 UV-C Devices - Safety information - Permissible human exposure

*ISO/DIS 19734 Eye and face protection - Guidance on selection, use and maintenance

2.电气安全

正确适当的地设计;

锁定、标示程序;

使用正确的电气绝缘工具;

断电安装;

地故障中断电路(GFI)。

3.高温安全

汞灯存在点亮下高温工作的情况(900°C左右)。需要注意的是,如果替换为UVC LED光源同样存在此问题。

此外,灯管破裂问题(汞灯)、操作员的健康和安全(汞灯)、汞泄露对策(汞灯)等内容可参见《紫外消毒手册》 表11-1、表11-2和表11-3。

三、水处理设施的相关管理措施

1.管理机构的选择

是否在建设之前进行专业咨询还是直对水处理设施造商?

2.相关的问题考虑

如果选择专业的咨询机构进行咨询,需要关注相关的咨询资质,相关水处理设施项目经验、紫外反应器设计经验等。

如果选择直对造商,所有关键参数需要参考《紫外消毒手册》图12-1进行判断。

3.管理文件的选择

UVDGM(USEPA 2006)、其他相关文件

四、CSA标准化工作进展

国家半导体工程研发及产业联盟(CSA)于2007年成立标准协调推进工作组,2012年正式成立“标准化委员会”,定有《CSAS章程》、《CSAS工作细则》,CSAS正式成员单位131家,观察成员近500家,至2020年3月,定CSA团体标准72项,技术报告8项。

1. UV LED领域标准化布局

(1)启动筹建“CSAS 紫外LED技术和应用工作组”

已发布《紫外LED标准化体系分析报告》(下载地址:),涉及紫外LED技术和应用概述(包括传统紫外光源和UV LED光源对比)、紫外技术及应用标准现状分析(从产业由上到下的顺序梳理,从材料到应用)、紫外LED标准化工作建议(面临的挑战、标准体系分析)等内容。

(2)启动标准化技术文件定

准备启动标准《紫外LED术语与定义》;

准备启动标准《UV LED标准源和测试方法技术报告》;

准备启动标准《光催化净化用UVA LED技术要求》;

准备启动标准《紫外LED诱蚊灯技术规范》;

准备启动《紫外LED光固化应用技术报告》;

准备启动《UV LED杀菌消毒技术报告》;

2.UVC LED水消毒现状

当前,UVC LED的一些光源光电转换效率其实很低,作为水消毒用光源可能水处理的速率会比较低。UVC LED功率80mW,水流可以做到2L/min,达到3log的消毒杀菌效果,可以满足家庭饮用。

如果对比水管中流速,比如生活给水水流速度最大值,管道直径80mm,速度1.8m/s,为542L/min。

2L/min对比542L/min,差距比较大,未来也许会用一些流动性的反应器去设计造,如果专门针对UVC的一些反应去设计,要考虑到光效较低的现状。

对于UVC在水消毒中的应用,目前有效率较低的现状,目前而言,如果要定相关标准,需要跟随产业的发展,去判断标准是否应该启动。

3.UV LED 标准化工作面临的挑战

UV LED与传统汞灯的紫外标准适用性有待确认;紫外LED应用市场细分,标准体系建立领域跨度大;市场细分成熟度各有不同,比如杀菌消毒、光固化、光医疗、光催化净化等对光源的需求都不同,标准需求有待进一步梳理,

问答环节

1.目前联盟正在筹备的各项标准,只要加入委员会后,就可以参与其中吗?还是需要一定条件限?

徐浩:联盟的标准化工作只要加入联盟成为联盟标委会的正式成员就可以参与,联盟标准会正式成员可以参加大部分的工作,包括标准投票,标准意见征集,以及标准相关的工作组会议、年会等,都可以免费参与。不过,涉及到标准立项、立项投票等需要成为理事会成员,才可以针对立项进行投票。

2.现在消费者对使用紫外产品存在一定风险,联盟有没有紫外LED产品相关的使用、操作方法、研发注意事项等相关的使用手册或者指导文件?

徐浩:紫外LED对人有怎样的影响还有争议,从联盟标准化工作角度,已经有所布局,比如开始启动《UV LED杀菌消毒技术报告》。

3.咨询下,有没有关于紫外产品在水产养殖领域相关水处理应用?

徐浩:目前联盟还没有开展水产养殖方面紫外消毒杀菌的标准,这部分属于设施农业与紫外LED交叉的领域。联盟今后会在这种交叉领域进行探索,这也是新的细分领域。

4.请教下,目前国内与国际紫外光电技术或标准进展有没有差距?

徐浩:从光电技术角度有一定差异,国内产业化可能会弱一点,但有些实验室研发技术,国内问题不大。

标准方面,国际上紫外LED标准化工作进展比较缓慢,目前国际上主流的还是传统汞灯一些标准,细分领域的标准化工作比较慢。反而国内,比如联盟正在启动一些紫外LED相关标准化工作,已经是非常超前积极的布局了。

(文字根据直播内容编辑整理,略有删减,仅供参考)

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