Asahi Kasei Corporation en dochteronderneming Crystal IS hebben in een bacteriële prestatietest vastgesteld dat een experimentele Klaran™ WR waterbehandelingsreactor meer dan 75% betere prestaties levert dan een traditioneel lagedruk kwiklampsysteem met een gelijkwaardig stroomverbruik. Klaran™ WR is een inline Point of Use (PoU) waterbehandelingsreactor (figuur 1, links) die de UVC-LED's van Crystal IS op basis van aluminiumnitridesubstraten (AlN) combineert met de O&O-capaciteit van Asahi Kasei op het gebied van ontwerp en toepassing van optica en vloeistofdynamica. Terwijl conventionele UV-waterbehandelingssystemen kwiklampen als lichtbron gebruikten, hebben naties over de hele wereld strengere voorschriften aangenomen nadat het Minamata-verdrag inzake kwik in 2017 van kracht werd, vanwege de gevaren die kwik met zich meebrengt voor de gezondheid en het milieu.

UVC-LED's zijn ontwikkeld als een kwikvrije lichtbron met kleine afmetingen, een licht gewicht en een flexibel ontwerp. Een belangrijke mijlpaal die de overgang naar deze moderne lichtbron bespoedigt, is het aantonen dat de desinfectieprestaties, de energie-efficiëntie en de waarde van de nieuwe LED-technologie de bestaande kwiklamp volledig kunnen evenaren of overtreffen. Hoewel algemeen wordt begrepen en aanvaard dat de mogelijkheid om UVC-LED's onmiddellijk uit te schakelen een aanzienlijk voordeel biedt en beter is afgestemd op het werkelijke gebruik door de consument dan een “always on” kwiklampsysteem, bleef de vraag of een LED-systeem met een gelijkwaardig vermogen gelijkwaardige desinfectieprestaties kan aantonen als een lagedrukkwiklampsysteem.

De experimentele Klaran™ WR-reactor werd ontwikkeld om aan te tonen dat UVC-LED's dit kunnen bereiken. Een standaard Klaran™ WR werd verbeterd en aangepast om te werken met hetzelfde stroomverbruik (6 W) als een vergelijkbaar kwiklampsysteem. Beide systemen werden getest met water met een debiet van 8 liter per minuut (2,1 gallon per minuut), met een UV-transmissie van 97% bij 265 nm en gedoseerd met toevoeging van ongeveer 106 CFU/mL E. coli, een veel voorkomende gramnegatieve, facultatief anaërobe, staafvormige bacterie.

Aangezien er geen gevestigde testmethode bestaat voor dit type vergelijking, heeft Asahi Kasei de testmethode bedacht en een onafhankelijk laboratorium ingehuurd om de evaluatie uit te voeren. De waterkwaliteitsmonsters die na 2 minuten constante werking met beide systemen werden geregistreerd, werden vergeleken (figuur 2). Hieruit bleek dat de Klaran™ WR meer dan 2 LRV (logaritmische reductiewaarde) beter presteerde dan het kwiklampsysteem. Anders gezegd, het Klaran™ WR systeem verminderde E. Coli in het water tot 1/100 van het niveau van het door het kwiklampsysteem gedesinfecteerde water.