Tijekom najveće potražnje u hotelima, centraliziranog čišćenja u-postrojenjima za preradu hrane,-pokretanja-linije za punjenje ili istovremenog rada više dijelova opreme, trenutna brzina protoka može narasti daleko iznad normalnog prosjeka.

UV sustav može ostati uključen i upravljačka jedinica možda neće pokazivati ​​grešku na lampi, a ipak voda možda već prolazi kroz reaktor brže nego što dopušta potvrđeni radni raspon. Pravo pitanje nije radi li UV lampa, već prima li svaki dio vode potrebnu UV dozu.

Stoga UV sustav ne bi trebao biti dimenzioniran samo za prosječni protok. Mora održavati potrebnu učinkovitost dezinfekcije kada se zajedno pojave maksimalni trenutni protok, minimalna stvarna UV propusnost (UVT), starenje lampe i drugi nepovoljni uvjeti.

Zašto vršni protok utječe na UV dezinfekciju?

UV dezinfekcija djeluje samo kada mikroorganizmi apsorbiraju dovoljno ultraljubičaste energije dok prolaze kroz reaktor. Pojednostavljeno, UV doza može se izraziti kao:

UV doza (mJ/cm²) ≈ UV intenzitet (mW/cm²) × vrijeme izlaganja (s)

Prosječno hidrauličko vrijeme zadržavanja povezano je s brzinom protoka:

Vrijeme zadržavanja ≈ Efektivni volumen reaktora ÷ Brzina protoka

S nepromijenjenim volumenom reaktora i UV izlazom, veći protok obično skraćuje vrijeme koje voda provede unutar reaktora i može smanjiti isporučenu UV dozu.

Inspektorat pitke vode Ujedinjenog Kraljevstva navodi da doza UV zračenja ovisi o zračenju i vremenu koje voda ostaje u reaktoru. Stoga se ne smije prekoračiti maksimalni projektirani protok od strane proizvođača.

Izvor: UK DWI Smjernice za UV dezinfekciju

U stvarnom UV reaktoru, međutim, nije točno pretpostaviti da će povećanje protoka od 40% uvijek dovesti do smanjenja UV doze od 40%. Hidraulička distribucija, turbulencija, položaj lampe, geometrija reaktora i različiti putovi protoka kroz komoru utječu na konačnu dozu.

Inženjerski projekti bi se stoga trebali oslanjati na potvrđenu ekvivalentnu dozu redukcije (RED), a ne samo na teorijske izračune.

Na primjer, pretpostavimo da je UV reaktor validiran pod sljedećim uvjetima:

• Maksimalni protok: 10 m³/h
• Minimalni UVT: 85%
• Validirana UV doza: 40 mJ/cm²
• UV intenzitet se održava iznad navedene zadane vrijednosti

Ako stvarni vršni protok dosegne 14 m³/h, reaktor radi izvan validiranog raspona. Preostala UV doza ne može se pouzdano odrediti jednostavnom ekstrapolacijom; obranjiv zaključak je da izvorni validacijski podaci više ne jamče učinkovitost dezinfekcije.

Kratko{0}}vrhovi protoka ne mogu se zanemariti

Neki operateri pretpostavljaju da će vrhunac koji traje samo nekoliko minuta imati mali učinak na ukupnu kvalitetu vode. Međutim, mikrobna dezinfekcija ne procjenjuje se na temelju prosječne dnevne doze.

Čak i ako protok premašuje kapacitet reaktora samo na jednu minutu, neka voda može primiti nedovoljnu UV dozu prije nego što uđe u spremnik, proizvodnu liniju ili distribucijsku mrežu.

Za vodu za piće, proizvodnju hrane i pića, farmaceutsku proizvodnju i druge mikrobiološki osjetljive primjene, čak i kratko razdoblje premale doze treba tretirati kao sistemski rizik.

Izazov može biti veći u primjenama površinske-vode, kišnice i otpadne vode jer se vršni protok može podudarati s većom zamućenošću, povećanjem suspendiranih krutih tvari ili smanjenim UVT-om. Sustav se tada suočava s dva problema u isto vrijeme:

• Brže kretanje vode smanjuje vrijeme izlaganja.
• Povećana UV apsorpcija smanjuje efektivni UV intenzitet u vodi.

Ovom je kombinacijom teže upravljati nego samim povećanjem protoka.

Kako bi UV sustav trebao reagirati na vršni protok?

1. Izmjerite stvarni vršni protok

UV sustav se ne bi trebao birati jednostavnim dijeljenjem ukupne dnevne potrošnje vode s 24 sata. Relevantna projektirana vrijednost je maksimalni trenutni protok koji može proći kroz UV reaktor.

Vršni protok može biti uzrokovan:

• Više otvora za vodu koji se otvaraju istovremeno
• Pokretanje-pumpe ili promjena pumpe
• Brzo dopunjavanje-spremnika
• CIP čišćenje i ispiranje opreme
• Simultani{0}}rad linije za punjenje
• Ispiranje filtera
• Promjene proizvodnih smjena
• Kišna-sezona ili najveći protok otpadnih voda

Za komercijalne i industrijske projekte, preferirani pristup je korištenje mjerača protoka ili zapisivača podataka za snimanje stvarnog profila protoka tijekom reprezentativnog razdoblja, zatim usporedba rezultata s maksimalnim izlaznim kapacitetom crpke.

Samo nazivni protok pumpe ili prosječna potrošnja vode možda neće otkriti pravi vršni protok kroz UV reaktor.

2. Odaberite UV sustav za najgoru-kombinaciju

Nazivni protok UV sustava nije neovisan o radnim uvjetima. Prilikom odabira sustava potrebno je uzeti u obzir najmanje sljedeće:

• Maksimalni trenutni protok
• Potrebna UV doza
• Minimalni stvarni UVT
• Izlaz žarulje na kraju vijeka trajanja žarulje
• Očekivano kvarc-navlake
• Gubitak tlaka pri vršnom protoku
• Ciljani mikroorganizmi

Isti UV reaktor može imati značajno različite maksimalne kapacitete obrade na 90% UVT i 70% UVT.

Podatkovna tablica koja navodi "20 m³/h" stoga je nedovoljna osim ako također ne navodi odgovarajući UVT, ciljanu UV dozu i radne uvjete.

Za neke primjene -vode za piće, NSF/ANSI 55 sustavi klase A koriste UV dozu koja je ekvivalentna najmanje 40 mJ/cm² kao važan zahtjev za rad. Međutim, ova se vrijednost ne bi trebala automatski primjenjivati ​​na svaki projekt. Konačna potrebna doza mora se odrediti u skladu s rizikom izvor-vode, ciljnim mikroorganizmima i primjenjivim lokalnim propisima.

Izvor: Tehnički dokument Ministarstva zdravstva Kanade

3. Dinamički prilagodite UV izlaz unutar validiranog raspona

Za sustave s čestim fluktuacijama protoka, kontrola protoka-može se koristiti za usklađivanje UV izlaza sa zahtjevima.

Kada se protok poveća, regulator može:

• Povećajte snagu lampe
• Aktivirajte dodatne grupe lampi
• Pokrenite dodatne UVC LED module

Kada se protok smanji, sustav može smanjiti izlaz kako bi se izbjegla nepotrebna potrošnja energije.

Međutim, varijabilna-kontrola snage ne može povećavati kapacitet reaktora na neodređeno vrijeme. Čak i sa žaruljama na maksimalnoj snazi, potrebna doza možda neće biti zajamčena nakon što protok premaši validirani maksimum.

Američka Agencija za zaštitu okoliša (EPA) navodi da praćenje UV doze treba uključivati ​​brzinu protoka, UV intenzitet i status lampe. Neki sustavi izračunate-doze također mogu koristiti UVT i podatke o-napajanju lampe.

Izvor: US EPA Priručnik za ultraljubičastu dezinfekciju

4. Koristite više UV reaktora u postupnoj paralelnoj konfiguraciji

Za komercijalne i industrijske projekte s velikim varijacijama protoka, stupnjeviti paralelni UV reaktori mogu ponuditi veću fleksibilnost od jednog prevelikog reaktora.

Na primjer:

• Jedan reaktor radi tijekom-razdoblja slabog protoka.
• Drugi reaktor se pokreće kada se protok poveća.
• Više reaktora radi istovremeno tijekom najveće potražnje.
• Jedan reaktor je zadržan kao rezervna jedinica.

Ovaj raspored održava svaki reaktor unutar njegovog validiranog raspona protoka dok istovremeno smanjuje nepotrebnu potrošnju energije tijekom razdoblja niskog-protoka.

Međutim, paralelni sustavi zahtijevaju pažljivo balansiranje protoka. Ako se otpor grane razlikuje, jedan reaktor može primiti prekomjeran protok, dok drugi primi premali.

Cjevovod stoga treba projektirati s odgovarajućim mjeračima protoka, balansnim ventilima ili automatskim regulacijskim ventilima.

5. Smanjite vršni protok međuspremnikom ili opremom-za kontrolu protoka

Kada visoka vršna vrijednost traje samo kratko, međuspremnik se može postaviti uzvodno od UV sustava. Crpka-varijabilne frekvencije tada može hraniti reaktor stabilnijom brzinom protoka.

Druge opcije-kontrole toka uključuju:

• Ograničivači protoka
• Automatski regulacijski ventili
• Pumpe-varijabilne frekvencije
• Uređaji-za kontrolu tlaka

Ovi uređaji pomažu spriječiti da protok prekorači ograničenje tretmana UV sustava.

UV ne osigurava ostatke dezinfekcije. Ako je spremnik za skladištenje instaliran nakon reaktora, dezinficirana voda još uvijek može biti ponovno kontaminirana tijekom skladištenja.

Spremnik stoga treba biti higijenski dizajniran, redovito ga pregledavati i čistiti. U projektima većeg-rizika, završni UV stupanj može se postaviti nakon spremnika za skladištenje i prije mjesta uporabe.

UK DWI također napominje da UV ne stvara ostatke dezinfekcijskog sredstva, zbog čega je posebno važno upravljanje higijenom unutar sustava skladištenja i distribucije.

Izvor: UK DWI Smjernice za UV dezinfekciju

Kako odabrati različita rješenja vršnog-protoka?

Odabir treba odražavati vršno trajanje, veličinu i učestalost promjena protoka, popratne promjene kvalitete vode, zahtjeve za kontinuitetom i proračun. Kratkim, povremenim pikovima može se upravljati međuspremnikom ili ograničenjem protoka; česte fluktuacije mogu odgovarati-kontroli tempa protoka; a zahtjevi za velikim smanjenjem ili redundancijom mogu favorizirati stupnjevite paralelne reaktore. U svakom slučaju, blokade bi trebale spriječiti vodu tretiranu izvan validiranog raspona da dopre do daljnjih korisnika.

Što bi kupci trebali potvrditi kod dobavljača UV sustava?

Kupci bi trebali pitati više od: "Koliko kubičnih metara na sat ovaj sustav može obraditi?" Također bi trebali potvrditi:

1. Koja se UV doza isporučuje pri nazivnom protoku?
2. Pod kojim UVT uvjetima je određen nazivni protok?
3. Uračunavaju li podaci o učinkovitosti starenje žarulje i kvarc-naprštanje rukavca?
4. Koje su validirane minimalne i maksimalne brzine protoka?
5. Ako protok prijeđe potvrđenu granicu, hoće li sustav pokrenuti alarm, zatvoriti ventil, recirkulaciju vode ili je nastaviti opskrbljivati?
6. Prati li kontroler protok, UV intenzitet, UVT i validiranu dozu u stvarnom vremenu?
7. Koliki je gubitak tlaka pri najvećem protoku?
8. Je li potreban rezervni reaktor tijekom održavanja ili kvara žarulje?

Ako dobavljač daje samo snagu lampe i ne može specificirati ciljanu UV dozu, UVT uvjete ili maksimalni validirani protok, samo nazivna snaga ne pokazuje pouzdane performanse vršnog-protoka.

Zaključak

Ispravno upravljanje vršnim protokom zahtijeva više od jednostavnog povećanja snage žarulje. Zahtijeva potpunu strategiju kontrole:

Izmjerite stvarni vršni protok, odaberite sustav za najgore{0}}vodne uvjete, dinamički prilagodite UV izlaz unutar validiranog raspona i koristite paralelne reaktore, međuspremnik, ograničenje protoka i automatske blokade kako biste spriječili nedovoljno doziranu vodu da dopre do nizvodnog sustava.

Prilikom ocjenjivanja UV projekta, Agua Topone preporučuje klijentima da osiguraju maksimalni trenutni protok, minimalni UVT, relevantne podatke o-kvaliteti vode, potrebnu UV dozu i stvarni radni obrazac.

Samo zajedničkom procjenom ovih uvjeta dizajner može odrediti treba li projekt veći pojedinačni reaktor, stupnjevite paralelne reaktore ili potpuno UV rješenje s kontrolom protoka i automatskim sigurnosnim blokadama.

UV sustav nije pouzdan samo zato što njegove lampe ostaju osvijetljene u prosječnim radnim uvjetima. Pouzdanost znači da svaka porcija vode i dalje prima potrebnu UV dozu tijekom najprometnijih i najnepovoljnijih uvjeta.