Свет на 60000 часов
Напомним, что технология обеззараживания ультрафиолетовым излучением широко распространена в Европе, США и других регионах мира. В США даже приняты законодательные акты, запрещающие применение хлора для обеззараживания очищенных сточных вод. По данным водно-экологической федерации США (WEF), около 50% всех коммунальных канализационных очистных сооружений в Америке оснащены УФ-установками по обеззараживанию.
В России в последние годы также принят ряд законов и руководств, подписанных Главным санитарным врачом Российской Федерации, которые предписывают использовать ультрафиолетовое бактерицидное излучение для обеззараживания воздуха в помещениях с большим скоплением людей, а также для обеззараживания воды для улучшения экологической и эпидемиологической безопасности населения.
Однако основной фактор, сдерживающий развитие технологий УФ-обеззараживания – объем эксплуатационных расходов на замену газоразрядных УФ-ламп. Замена перегоревших ртутных ламп практически каждый год обходится предприятиям в круглые суммы. По информации ведущего российского производителя УФ-ламп НПО «ЛИТ», при эксплуатации УФ–установок для обеззараживания питьевых, хозяйственных и сточных вод, стоимость периодической замены ламп составляет не менее половины от всех эксплуатационных расходов.
Решением этой задачи может стать переход к безэлектродному принципу генерации газового разряда. Например, по сравнению с той же продукцией НПО «ЛИТ», срок службы безэлектродных УФ-ламп в 5 раз больше – 60 000 часов, то есть почти 7 лет. УФ-лампа мощностью 150 Вт, сделанная и подключенная в лаборатории ИТ СО РАН еще в 2007 году, горит до сих пор, третий год стерилизуя один из кабинетов института.
От теории до практики
В лаборатории радиационного теплообмена Института Теплофизики СО РАН под руководством ведущего научного сотрудника Игоря Уланова были разработаны и созданы опытно-экспериментальные образцы безэлектродных УФ-ламп низкого давления, работающих по принципу индукционного разряда трансформаторного типа, а также опытно-экспериментальные модули для обеззараживания воды на их основе. «Главное отличие разработанных УФ-ламп от электродных аналогов – принцип индукционного разряда трансформаторного типа, – рассказал корреспонденту NEWSIB.ru Игорь Уланов. – Газовый разряд возбуждается вихревым электрическим полем, который генерируется в магнитопроводе и фактически играет роль вторичного витка трансформатора. Таким образом, в конструкции лампы исключены элементы, подверженные разрушению (электроды), чем и достигаются рекордные сроки службы».
С 2005 по 2009 год в Институте была создана целая серия экспериментальных образцов ламп мощностью от 150 до 500 Вт, а также образцы модулей очистки воды УФ-излучением производительностью до 20 м3/ч. В первый же год установка для обеззараживания воды получила Серебряную медаль на VI Международном салоне инноваций и инвестиций 2006. Еще через год индукционная УФ-лампа была отмечена медалью Международного форума «Оптика-2007», а в 2008 году описание разработки опубликовали в Кембридже в сборнике научного симпозиума «Прогресс в электромагнитных исследованиях».
Стоит отметить, что КПД разработанных ламп составляет 30-35% от потребляемой мощности, что соответствует эффективности электродных аналогов «Philips TUV», применяемых в системах обеззараживания. Разработка может быть использована для обеззараживания воды, воздуха, дезинфекции материалов и инструментов. Изобретение защищено двумя патентами РФ, один из которых в настоящее время передан в ООО «МЗМ» (г.Иваново) по лицензионному соглашению на промышленное производство индукционных ультрафиолетовых и неоновых ламп.