Med konicami hotelskega povpraševanja, centraliziranim čiščenjem v -obratih za predelavo hrane,-zagonom-linije za polnjenje ali hkratnim delovanjem več delov opreme lahko trenutni pretok naraste daleč nad običajno povprečje.

UV-sistem lahko ostane vklopljen in krmilnik morda ne pokaže napake svetilke, kljub temu pa lahko voda že prehaja skozi reaktor hitreje, kot dovoljuje validirano območje delovanja. Pravo vprašanje ni, ali UV svetilka deluje, ampak ali vsaka porcija vode še vedno prejme potrebno UV dozo.

Zato UV-sistema ne bi smeli dimenzionirati samo za povprečni pretok. Ohranjati mora zahtevano učinkovitost dezinfekcije, ko se skupaj pojavijo največji trenutni pretok, najmanjša dejanska UV-prepustnost (UVT), staranje svetilke in drugi neugodni pogoji.

Zakaj Peak Flow vpliva na UV dezinfekcijo?

UV dezinfekcija deluje le, če mikroorganizmi med prehodom skozi reaktor absorbirajo dovolj ultravijolične energije. Poenostavljeno lahko UV dozo izrazimo kot:

UV-odmerek (mJ/cm²) ≈ UV-intenzivnost (mW/cm²) × čas izpostavljenosti (s)

Povprečni hidravlični zadrževalni čas je povezan s pretokom:

Retencijski čas ≈ efektivna prostornina reaktorja ÷ pretok

Pri nespremenjeni prostornini reaktorja in izhodu UV-žarkov višji pretok običajno skrajša čas, ki ga voda preživi v reaktorju, in lahko zmanjša dovedeno dozo UV-žarkov.

Inšpektorat Združenega kraljestva za pitno vodo navaja, da je doza UV odvisna od obsevanosti in časa, ko voda ostane v reaktorju. Največji projektirani pretok, ki ga določi proizvajalec, zato ne sme biti presežen.

Vir: UK DWI UV Disinfection Guidance

V resničnem UV-reaktorju pa ni pravilno domnevati, da bo 40-odstotno povečanje pretoka vedno povzročilo 40-odstotno zmanjšanje doze UV. Na končno dozo vplivajo hidravlična porazdelitev, turbulenca, položaj svetilke, geometrija reaktorja in različne poti pretoka skozi komoro.

Inženirski projekti bi se zato morali zanašati na potrjeno redukcijsko ekvivalentno dozo (RED) in ne zgolj na teoretične izračune.

Denimo, da je bil UV reaktor potrjen pod naslednjimi pogoji:

• Maksimalni pretok: 10 m³/h
• Najmanjši UVT: 85 %
• Validirana UV doza: 40 mJ/cm²
• UV-intenziteta se vzdržuje nad navedeno nastavljeno točko

Če dejanski konični pretok doseže 14 m³/h, reaktor deluje izven potrjenega območja. Preostale UV doze ni mogoče zanesljivo določiti s preprosto ekstrapolacijo; upravičljiv zaključek je, da izvirni validacijski podatki ne zagotavljajo več učinkovitosti razkuževanja.

Kratkotrajnih-vrhov pretoka ni mogoče prezreti

Nekateri operaterji domnevajo, da bo vrhunec, ki traja le nekaj minut, le malo vplival na splošno kakovost vode. Mikrobne dezinfekcije pa ne ocenjujemo na podlagi povprečne dnevne doze.

Tudi če pretok preseže zmogljivost reaktorja samo za eno minuto, lahko nekaj vode prejme nezadostno UV dozo, preden vstopi v rezervoar, proizvodno linijo ali distribucijsko omrežje.

Za pitno vodo, proizvodnjo hrane in pijače, farmacevtsko proizvodnjo in druge mikrobiološko občutljive aplikacije je treba celo kratko obdobje premajhnega odmerjanja obravnavati kot sistemsko tveganje.

Izziv je lahko večji pri aplikacijah za površinsko-vodo, deževnico in odpadno vodo, ker lahko največji pretok sovpada z večjo motnostjo, povečanimi suspendiranimi trdnimi snovmi ali zmanjšanim UVT. Sistem se tako sooča z dvema težavama hkrati:

• Hitrejše gibanje vode zmanjša čas izpostavljenosti.
• Povečana UV absorpcija zmanjša efektivno UV intenzivnost v vodi.

To kombinacijo je težje obvladovati kot samo povečanje pretoka.

Kako naj se UV sistem odzove na največji pretok?

1. Izmerite dejanski konični pretok

UV-sistema ne smete izbrati tako, da preprosto delite skupno dnevno porabo vode s 24 urami. Ustrezna konstrukcijska vrednost je največji trenutni pretok, ki lahko gre skozi UV reaktor.

Največji pretok je lahko posledica:

• Več odtokov za vodo, ki se odpirajo hkrati
• Zagon-črpalke ali menjava črpalke
• Hitro dopolnjevanje -rezervoarja
• CIP čiščenje in izpiranje opreme
• Hkratno delovanje polnilne-linije
• Povratno pranje filtra
• Spremembe proizvodnih izmen
• Deževna-doba ali največji pretok odpadne vode

Pri komercialnih in industrijskih projektih je prednostni pristop uporaba merilnika pretoka ali zapisovalnika podatkov za beleženje dejanskega profila pretoka v reprezentativnem obdobju, nato primerjava rezultatov z največjo izhodno zmogljivostjo črpalke.

Nazivni pretok-črpalke ali samo povprečna poraba vode morda ne razkrijeta pravega največjega pretoka skozi UV-reaktor.

2. Izberite UV-sistem za najslab-kombinacijo

Nazivni pretok UV sistema ni neodvisen od pogojev delovanja. Pri izbiri sistema je treba upoštevati vsaj:

• Največji trenutni pretok
• Zahtevana UV doza
• Najmanjši dejanski UVT
• Moč žarnice ob koncu življenjske dobe žarnice
• Pričakovano umazanje s kremen-obojem
• Izguba tlaka pri največjem pretoku
• Ciljni mikroorganizmi

Isti UV reaktor ima lahko bistveno različne največje zmogljivosti obdelave pri 90 % UVT in 70 % UVT.

Podatkovni list z navedbo "20 m³/h" torej ne zadošča, razen če določa tudi ustrezno UVT, ciljno dozo UV in delovne pogoje.

Za nekatere-aplikacije pitne vode sistemi NSF/ANSI 55 razreda A kot pomembno zahtevo glede učinkovitosti uporabljajo dozo UV, ki ustreza vsaj 40 mJ/cm². Vendar se ta vrednost ne bi smela samodejno uporabiti za vsak projekt. Končni zahtevani odmerek je treba določiti glede na tveganje izvor-vode, ciljne mikroorganizme in veljavne lokalne predpise.

Vir: Tehnični dokument Health Canada

3. Dinamično prilagodite UV izhod znotraj potrjenega obsega

Za sisteme s pogostimi nihanji pretoka je mogoče uporabiti krmiljenje s tempo-pretoka, da prilagodite UV izhod povpraševanju.

Ko se stopnja pretoka poveča, lahko krmilnik:

• Povečajte moč svetilke
• Aktivirajte dodatne skupine svetilk
• Zaženite dodatne UVC LED module

Ko se pretok zmanjša, lahko sistem zmanjša izhod, da se izogne ​​nepotrebni porabi energije.

Vendar spremenljiv-nadzor moči ne more širiti zmogljivosti reaktorja za nedoločen čas. Tudi pri sijalkah z največjo močjo zahtevani odmerek morda ne bo zagotovljen, ko pretok preseže potrjeni maksimum.

Agencija za zaščito okolja ZDA navaja, da mora spremljanje odmerka UV-žarkov vključevati hitrost pretoka, intenzivnost UV-žarkov in stanje svetilke. Nekateri sistemi z izračunanim-odmerkom lahko uporabljajo tudi UVT in podatke o moči-svetilke.

Vir: US EPA Navodila za ultravijolično dezinfekcijo

4. Uporabite več UV reaktorjev v postopni vzporedni konfiguraciji

Za komercialne in industrijske projekte z velikimi variacijami pretoka lahko vzporedni UV-reaktorji nudijo večjo prilagodljivost kot en prevelik reaktor.

Na primer:

• En reaktor deluje v-obdobjih nizkega pretoka.
• Drugi reaktor se zažene, ko se pretok poveča.
• Več reaktorjev deluje hkrati med največjim povpraševanjem.
• En reaktor je ohranjen kot rezervna enota.

Ta ureditev ohranja vsak reaktor v njegovem potrjenem območju pretoka, hkrati pa zmanjšuje nepotrebno porabo energije v obdobjih nizkega-pretoka.

Vzporedni sistemi pa zahtevajo skrbno uravnoteženje pretoka. Če se odpornost veje razlikuje, lahko en reaktor prejme čezmeren pretok, drugi pa premalo.

Zato je treba cevovod projektirati z ustreznimi merilniki pretoka, balansirnimi ventili ali avtomatskimi regulacijskimi ventili.

5. Zmanjšajte največji pretok z vmesnim rezervoarjem ali opremo-za nadzor pretoka

Ko visoka konica traja le kratek čas, se lahko pred UV-sistemom namesti vmesni rezervoar. Črpalka-s spremenljivo frekvenco lahko nato napaja reaktor s stabilnejšo stopnjo pretoka.

Druge možnosti-nadzora toka vključujejo:

• Omejevalniki pretoka
• Avtomatski regulacijski ventili
• Črpalke-s spremenljivo frekvenco
• Naprave-za nadzor tlaka

Te naprave pomagajo preprečiti, da bi pretok presegel mejo obdelave UV sistema.

UV ne zagotavlja ostankov dezinfekcije. Če je za reaktorjem nameščen skladiščni rezervoar, se lahko razkužena voda med shranjevanjem še vedno ponovno kontaminira.

Rezervoar naj bo zato higiensko zasnovan, redno pregledovan in čiščen. Pri projektih z večjim-tveganjem se lahko zadnja UV stopnja namesti za rezervoarjem za shranjevanje in pred mestom uporabe.

Britanski DWI tudi ugotavlja, da UV ne zagotavlja ostankov razkužila, zaradi česar je upravljanje higiene v sistemih za shranjevanje in distribucijo še posebej pomembno.

Vir: UK DWI UV Disinfection Guidance

Kako naj se izberejo različne rešitve za ko-pretok?

Izbira mora odražati trajanje konic, obseg in pogostost nihanj pretoka, spremljajoče spremembe kakovosti vode, zahteve glede kontinuitete in proračun. Kratke, občasne konice je mogoče obvladovati s pufrom ali omejitvijo pretoka; pogosta nihanja lahko ustrezajo-nadzoru tempa pretoka; in široke zahteve glede zmanjšanja ali redundance lahko dajejo prednost stopenjskim vzporednim reaktorjem. V vsakem primeru morajo zapore preprečiti, da bi voda, obdelana zunaj validiranega območja, prišla do nadaljnjih uporabnikov.

Kaj morajo kupci potrditi pri dobavitelju UV-sistema?

Kupci bi se morali vprašati več kot "Koliko kubičnih metrov na uro lahko obdela ta sistem?" Prav tako morajo potrditi:

1. Kakšna UV doza je dovedena pri nazivnem pretoku?
2. Pod kakšnimi pogoji UVT je bil določen nazivni pretok?
3. Ali podatki o zmogljivosti upoštevajo staranje žarnice in umazanijo-na kvarčnem tulcu?
4. Kakšne so potrjene minimalne in največje stopnje pretoka?
5. Če pretok preseže potrjeno mejo, ali bo sistem sprožil alarm, zaprl ventil, ponovno krožil vodo ali nadaljeval z dovajanjem?
6. Ali krmilnik spremlja pretok, UV intenzivnost, UVT in potrjeno dozo v realnem času?
7. Kakšna je izguba tlaka pri največjem pretoku?
8. Ali je reaktor v pripravljenosti potreben med vzdrževanjem ali odpovedjo svetilke?

Če dobavitelj zagotovi samo moč žarnice in ne more določiti ciljne doze UV, pogojev UVT ali največjega validiranega pretoka, samo nazivna moč ne dokazuje zanesljive učinkovitosti največjega-pretoka.

Zaključek

Pravilno upravljanje največjega pretoka zahteva več kot le povečanje moči žarnice. Zahteva celovito strategijo nadzora:

Izmerite dejanski najvišji pretok, izberite sistem za najslab-primer vodnih pogojev, dinamično prilagodite izhod UV znotraj potrjenega območja in uporabite vzporedne reaktorje, medpomnilnik, omejitev pretoka in samodejne zapore, da preprečite, da bi premajhno odmerjena voda dosegla spodnji sistem.

Pri ocenjevanju projekta UV Agua Topone priporoča, da stranke zagotovijo največji trenutni pretok, najmanjši UVT, ustrezne podatke o -kakovosti vode, zahtevano dozo UV in dejanski vzorec delovanja.

Samo s skupno oceno teh pogojev lahko načrtovalec ugotovi, ali projekt potrebuje večji enojni reaktor, stopenjske vzporedne reaktorje ali popolno UV rešitev z nadzorom pretoka in samodejnimi varnostnimi zaporami.

UV-sistem ni zanesljiv zgolj zato, ker njegove žarnice ostanejo osvetljene v povprečnih pogojih delovanja. Zanesljivost pomeni, da vsaka porcija vode še vedno prejme potrebno UV dozo v najbolj obremenjenih in najbolj neugodnih pogojih.