Viesnīcu pieprasījuma maksimuma laikā, centralizētas tīrīšanas laikā pārtikas{0}}pārstrādes rūpnīcās, uzpildes-līnijas palaišanas- vai vairāku iekārtu vienlaicīgas darbības laikā momentānais plūsmas ātrums var ievērojami pārsniegt parasto vidējo.

UV sistēma var palikt ieslēgta, un kontrolieris var neuzrādīt lampas bojājumu, taču ūdens jau var plūst cauri reaktoram ātrāk, nekā pieļauj apstiprinātais darbības diapazons. Patiesais jautājums nav par to, vai UV lampa darbojas, bet gan par to, vai katra ūdens daļa joprojām saņem nepieciešamo UV devu.

Tāpēc UV sistēmu nevajadzētu pielāgot tikai vidējai plūsmai. Tam ir jāsaglabā nepieciešamā dezinfekcijas veiktspēja, ja vienlaikus notiek maksimālā momentānā plūsma, minimālā faktiskā UV caurlaidība (UVT), lampas novecošanās un citi nelabvēlīgi apstākļi.

Kāpēc maksimālā plūsma ietekmē UV dezinfekciju?

UV dezinfekcija darbojas tikai tad, ja mikroorganismi absorbē pietiekami daudz ultravioletās enerģijas, ejot cauri reaktoram. Vienkāršoti izsakoties, UV devu var izteikt šādi:

UV deva (mJ/cm²) ≈ UV intensitāte (mW/cm²) × ekspozīcijas laiks (s)

Vidējais hidrauliskās aiztures laiks ir saistīts ar plūsmas ātrumu:

Aiztures laiks ≈ efektīvais reaktora tilpums ÷ plūsmas ātrums

Ja reaktora tilpums un UV jauda netiek mainīta, lielāks plūsmas ātrums parasti saīsina laiku, ko ūdens pavada reaktorā, un var samazināt piegādāto UV devu.

Apvienotās Karalistes Dzeramā ūdens inspekcija norāda, ka UV deva ir atkarīga no starojuma un laika, kad ūdens paliek reaktorā. Tāpēc nedrīkst pārsniegt ražotāja noteikto maksimālo projektēto plūsmu.

Avots: Apvienotās Karalistes DWI UV dezinfekcijas vadlīnijas

Tomēr īstā UV reaktorā nav pareizi pieņemt, ka plūsmas palielināšanās par 40% vienmēr radīs UV devas samazināšanos par 40%. Hidrauliskais sadalījums, turbulence, lampas pozīcija, reaktora ģeometrija un dažādie plūsmas ceļi caur kameru ietekmē galīgo devu.

Tāpēc inženierprojektos jāpaļaujas uz apstiprinātu samazinājuma ekvivalentu devu (RED), nevis tikai uz teorētiskiem aprēķiniem.

Piemēram, pieņemsim, ka UV reaktors ir apstiprināts šādos apstākļos:

• Maksimālais plūsmas ātrums: 10 m³/h
• Minimālais UVT: 85%
• Validētā UV deva: 40 mJ/cm²
• UV intensitāte tiek uzturēta virs norādītās uzdotās vērtības

Ja faktiskā maksimālā plūsma sasniedz 14 m³/h, reaktors darbojas ārpus apstiprinātā diapazona. Atlikušo UV devu nevar droši noteikt ar vienkāršu ekstrapolāciju; attaisnojams secinājums ir tāds, ka sākotnējie validācijas dati vairs negarantē dezinfekcijas darbību.

Īsās-ilguma plūsmas maksimumus nevar ignorēt

Daži operatori pieņem, ka maksimums, kas ilgst tikai dažas minūtes, maz ietekmēs kopējo ūdens kvalitāti. Tomēr mikrobu dezinfekcija netiek novērtēta, pamatojoties uz vidējo dienas devu.

Pat ja plūsma pārsniedz reaktora jaudu tikai vienu minūti, daļa ūdens var saņemt nepietiekamu UV staru devu pirms nonākšanas uzglabāšanas tvertnē, ražošanas līnijā vai sadales tīklā.

Dzeramā ūdens, pārtikas un dzērienu ražošanā, zāļu ražošanā un citos mikrobioloģiski jutīgos lietojumos pat īss nepietiekamas devas periods jāuzskata par sistēmas risku.

Izaicinājums var būt lielāks virszemes -ūdens, lietus ūdens un notekūdeņu lietojumos, jo maksimālā plūsma var sakrist ar lielāku duļķainību, palielinātu suspendēto cieto vielu daudzumu vai samazinātu UVT. Pēc tam sistēma vienlaikus saskaras ar divām problēmām:

• Ātrāka ūdens kustība samazina ekspozīcijas laiku.
• Paaugstināta UV absorbcija samazina efektīvo UV intensitāti ūdenī.

Šo kombināciju ir grūtāk pārvaldīt nekā tikai plūsmas palielināšanu.

Kā UV sistēmai vajadzētu reaģēt uz maksimālo plūsmu?

1. Izmēriet faktisko maksimālo plūsmu

UV sistēmu nevajadzētu izvēlēties, kopējo dienas ūdens patēriņu vienkārši dalot ar 24 stundām. Attiecīgā projektētā vērtība ir maksimālā momentānā plūsma, kas var iet caur UV reaktoru.

Maksimālo plūsmu var izraisīt:

• Vairākas ūdens izplūdes atveres vienlaikus
• Sūkņa palaišana-vai sūkņa pārslēgšana
• Ātra uzglabāšanas{0}}tvertnes papildināšana
• CIP tīrīšana un aprīkojuma skalošana
• Vienlaicīga aizpildīšanas{0}}rindas darbība
• Filtra atpakaļmazgāšana
• Ražošanas maiņas maiņa
• Lietus{0}}sezona vai maksimālā notekūdeņu plūsma

Komerciālajiem un rūpnieciskajiem projektiem vēlamā pieeja ir izmantot plūsmas mērītāju vai datu reģistrētāju, lai reģistrētu faktisko plūsmas profilu reprezentatīvā laika posmā, pēc tam salīdzināt rezultātus ar sūkņa maksimālo izejas jaudu.

Sūkņa -nominālā plūsma vai vidējais ūdens patēriņš vien var neatklāt patieso maksimālo plūsmu caur UV reaktoru.

2. Atlasiet UV sistēmu sliktākajai-gadījuma kombinācijai

UV sistēmas nominālā plūsma nav atkarīga no darbības apstākļiem. Izvēloties sistēmu, jāņem vērā vismaz:

• Maksimālā momentānā plūsma
• Nepieciešamā UV deva
• Minimālais faktiskais UVT
• Lampas jauda lampas kalpošanas laika beigās
• Paredzams kvarca{0}}uzmavas piesārņojums
• Spiediena zudums maksimālās plūsmas laikā
• Mērķa mikroorganismi

Vienam un tam pašam UV reaktoram var būt būtiski atšķirīga maksimālā apstrādes jauda pie 90% UVT un 70% UVT.

Tāpēc nepietiek ar datu lapu, kurā norādīts "20 m³/h", ja vien tajā nav norādīta arī atbilstošā UVT, mērķa UV deva un darbības apstākļi.

Dažiem dzeramā{0}}ūdens lietojumiem NSF/ANSI 55 A klases sistēmās kā svarīgu veiktspējas prasību tiek izmantota UV deva, kas līdzvērtīga vismaz 40 mJ/cm². Tomēr šo vērtību nevajadzētu automātiski lietot katram projektam. Galīgā nepieciešamā deva ir jānosaka, ņemot vērā avota-ūdens risku, mērķa mikroorganismus un piemērojamos vietējos noteikumus.

Avots: Health Canada tehniskais dokuments

3. Dinamiski noregulējiet UV izvadi apstiprinātajā diapazonā

Sistēmām ar biežām plūsmas svārstībām var izmantot plūsmas -tempa vadību, lai saskaņotu UV izvadi ar pieprasījumu.

Kad plūsmas ātrums palielinās, regulators var:

• Palieliniet lampas jaudu
• Aktivizējiet papildu lampu blokus
• Sāciet papildu UVC LED moduļus

Kad plūsma samazinās, sistēma var samazināt jaudu, lai izvairītos no nevajadzīga enerģijas patēriņa.

Tomēr mainīga{0}}jaudas vadība nevar bezgalīgi palielināt reaktora jaudu. Pat ja lampas darbojas ar maksimālo jaudu, nepieciešamā deva var nebūt garantēta, ja plūsma pārsniedz apstiprināto maksimumu.

ASV EPA norāda, ka UV devas uzraudzībā jāiekļauj plūsmas ātrums, UV intensitāte un lampas statuss. Dažas aprēķinātās -devas sistēmas var izmantot arī UVT un lampas-jaudas datus.

Avots: US EPA ultravioletās dezinfekcijas rokasgrāmata

4. Izmantojiet vairākus UV reaktorus pakāpeniskā paralēlā konfigurācijā

Komerciālajiem un rūpnieciskajiem projektiem ar lielām plūsmas svārstībām pakāpeniski paralēli UV reaktori var piedāvāt lielāku elastību nekā viens lielizmēra reaktors.

Piemēram:

• Viens reaktors darbojas zemas{0}}plūsmas periodos.
• Otrs reaktors sāk darboties, kad plūsma palielinās.
• Maksimālā pieprasījuma laikā vienlaikus darbojas vairāki reaktori.
• Viens reaktors tiek saglabāts kā rezerves bloks.

Šis izkārtojums nodrošina, ka katrs reaktors atrodas tā apstiprinātajā plūsmas diapazonā, vienlaikus samazinot nevajadzīgu enerģijas patēriņu zemas -plūsmas periodos.

Tomēr paralēlām sistēmām nepieciešama rūpīga plūsmas līdzsvarošana. Ja atzarojuma pretestība atšķiras, viens reaktors var saņemt pārmērīgu plūsmu, bet cits saņem pārāk maz.

Tāpēc cauruļvadi jāprojektē ar piemērotiem plūsmas mērītājiem, balansēšanas vārstiem vai automātiskajiem vadības vārstiem.

5. Samaziniet maksimālo plūsmu, izmantojot bufertvertni vai plūsmas{1}}vadības aprīkojumu

Ja augstais maksimums ilgst tikai īsu brīdi, pirms UV sistēmas var uzstādīt bufera tvertni. Mainīgas-frekvences sūknis pēc tam var barot reaktoru ar stabilāku plūsmas ātrumu.

Citas plūsmas{0}}vadības opcijas ir šādas:

• Plūsmas ierobežotāji
• Automātiski regulējošie vārsti
• Mainīgas{0}}frekvences sūkņi
• Spiediena kontroles{0}}ierīces

Šīs ierīces palīdz novērst, ka plūsma pārsniedz UV sistēmas apstrādes robežu.

UV nenodrošina atlikušo dezinfekciju. Ja pēc reaktora ir uzstādīta uzglabāšanas tvertne, dezinficētais ūdens joprojām var tikt atkārtoti piesārņots uzglabāšanas laikā.

Tāpēc tvertnei jābūt higiēniski izstrādātai, regulāri jāpārbauda un jātīra. Augstāka-riska projektos pēdējo UV posmu var uzstādīt pēc uzglabāšanas tvertnes un pirms lietošanas vietas.

Apvienotās Karalistes DWI arī atzīmē, ka UV nenodrošina dezinfekcijas līdzekļa paliekas, tādēļ higiēnas pārvaldība uzglabāšanas un izplatīšanas sistēmās ir īpaši svarīga.

Avots: Apvienotās Karalistes DWI UV dezinfekcijas vadlīnijas

Kā izvēlēties dažādus maksimuma{0}}plūsmas risinājumus?

Atlasē ir jāatspoguļo maksimālās slodzes ilgums, plūsmas svārstību lielums un biežums, ūdens kvalitātes izmaiņas, kā arī nepārtrauktības prasības un budžets. Īsus, neregulārus maksimumus var pārvaldīt ar buferizāciju vai plūsmas ierobežojumu; biežas svārstības var atbilst plūsmas -tempa kontrolei; un plašas apturēšanas vai atlaišanas prasības var dot priekšroku pakāpeniskiem paralēliem reaktoriem. Jebkurā gadījumā bloķēšanas ierīcēm ir jānovērš ūdens, kas apstrādāts ārpus apstiprinātā diapazona, nonākšana pakārtotajos lietotājus.

Kas pircējiem jāapstiprina ar UV sistēmas piegādātāju?

Pircējiem vajadzētu jautāt vairāk nekā: "Cik daudz kubikmetru stundā var apstrādāt šī sistēma?" Viņiem arī jāapstiprina:

1. Kāda UV deva tiek piegādāta pie nominālās plūsmas?
2. Kādos UVT apstākļos tika noteikta nominālā plūsma?
3. Vai veiktspējas datos ir ņemta vērā lampas novecošana un kvarca{0}}uzmavas piesārņojums?
4. Kādi ir apstiprinātie minimālie un maksimālie plūsmas ātrumi?
5. Ja plūsma pārsniedz apstiprināto robežu, vai sistēma iedarbinās trauksmi, aizvērs vārstu, recirkulēs ūdeni vai turpinās tā padevi?
6. Vai kontrolieris reāllaikā uzrauga plūsmu, UV intensitāti, UVT un apstiprināto devu?
7. Kāds ir spiediena zudums maksimālās plūsmas laikā?
8. Vai apkopes vai lampas bojājuma laikā ir nepieciešams rezerves reaktors?

Ja piegādātājs nodrošina tikai lampas jaudu un nevar norādīt mērķa UV devu, UVT apstākļus vai maksimālo apstiprināto plūsmu, jaudas novērtējums vien neliecina par uzticamu maksimālo plūsmas veiktspēju.

Secinājums

Pareiza maksimālās plūsmas pārvaldība prasa vairāk nekā tikai lampas jaudas palielināšanu. Tas prasa pilnīgu kontroles stratēģiju:

Izmēriet faktisko maksimālo plūsmu, atlasiet sistēmu sliktākajiem-ūdens apstākļiem, dinamiski noregulējiet UV izvadi apstiprinātajā diapazonā un izmantojiet paralēlos reaktorus, bufera krātuvi, plūsmas ierobežošanu un automātiskus bloķētājus, lai nepieļautu, ka pakārtotajā sistēmā nonāk nepietiekami dozēts ūdens.

Novērtējot UV projektu, Agua Topone iesaka klientiem nodrošināt maksimālo momentāno plūsmu, minimālo UVT, atbilstošus ūdens{0}kvalitātes datus, nepieciešamo UV devu un faktisko darbības modeli.

Tikai kopā izvērtējot šos apstākļus, projektētājs var noteikt, vai projektam nepieciešams lielāks viens reaktors, pakāpeniski paralēli reaktori vai pilnīgs UV risinājums ar plūsmas kontroli un automātiskajiem drošības bloķējumiem.

UV sistēma nav uzticama tikai tāpēc, ka tās lampas paliek izgaismotas vidējos darbības apstākļos. Uzticamība nozīmē, ka noslogotākajos un visnelabvēlīgākajos apstākļos katra ūdens porcija joprojām saņem nepieciešamo UV devu.