Tokom vrhunca potražnje za hotelima, centraliziranog čišćenja u postrojenjima za{0}}preradu hrane, pokretanja-linije za punjenje-ili istovremenog rada više komada opreme, trenutna brzina protoka može porasti daleko iznad svog normalnog prosjeka.

UV sistem može ostati uključen i kontroler možda neće pokazati grešku na lampi, ali voda možda već prolazi kroz reaktor brže nego što dozvoljava validirani radni opseg. Pravo pitanje nije da li UV lampa radi, već da li svaki deo vode još uvek prima potrebnu UV dozu.

Zbog toga UV sistem ne bi trebao biti dimenzioniran samo za prosječan protok. Mora održavati potrebne performanse dezinfekcije kada se zajedno javljaju maksimalni trenutni protok, minimalni stvarni UV propust (UVT), starenje lampe i drugi nepovoljni uslovi.

Zašto vršni protok utiče na UV dezinfekciju?

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

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

Prosječno vrijeme hidrauličkog zadržavanja povezano je sa protokom:

Vrijeme zadržavanja ≈ Efektivni volumen reaktora ÷ brzina protoka

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

Inspektorat za pitku vodu Ujedinjenog Kraljevstva navodi da doza UV zraka ovisi o ozračenosti i vremenu zadržavanja vode u reaktoru. Stoga se ne smije prekoračiti maksimalni projektni protok koji je odredio proizvođač.

Izvor: UK DWI UV dezinfekciono uputstvo

U stvarnom UV reaktoru, međutim, nije tačno pretpostaviti da će povećanje protoka od 40% uvijek proizvesti smanjenje doze UV ​​zračenja za 40%. Hidraulička distribucija, turbulencija, položaj lampe, geometrija reaktora i različiti putevi protoka kroz komoru utiču na konačnu dozu.

Inženjerski projekti bi se stoga trebali oslanjati na validiranu redukcijsku ekvivalentnu dozu (RED), a ne samo na teorijske proračune.

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 specificirane zadate vrijednosti

Ako stvarni vršni protok dostigne 14 m³/h, reaktor radi izvan svog validiranog opsega. Preostala UV doza ne može se pouzdano odrediti jednostavnom ekstrapolacijom; opravdan zaključak je da izvorni podaci o validaciji više ne garantuju učinak dezinfekcije.

Kratkotrajni -vrhunci protoka se ne mogu zanemariti

Neki operateri pretpostavljaju da će vrhunac koji traje samo nekoliko minuta imati mali utjecaj na ukupni kvalitet vode. Međutim, mikrobna dezinfekcija se ne procjenjuje na osnovu prosječne dnevne doze.

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

Za pitku vodu, proizvodnju hrane i pića, farmaceutsku proizvodnju i druge mikrobiološki osjetljive aplikacije, čak i kratak period nedovoljnog doziranja treba tretirati kao sistemski rizik.

Izazov može biti veći u primjenama površinskih{0}}voda, kišnice i otpadnih voda jer se vršni protok može poklopiti s većom zamućenošću, povećanom količinom suspendiranih čvrstih tvari ili smanjenim UVT. Sistem se tada suočava sa dva problema u isto vreme:

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

Ovom kombinacijom je teže upravljati nego samo povećanjem protoka.

Kako UV sistem treba da reaguje na vršni protok?

1. Izmjerite stvarni vršni protok

UV sistem ne treba birati jednostavnim dijeljenjem ukupne dnevne potrošnje vode sa 24 sata. Relevantna projektna vrijednost je maksimalni trenutni protok koji može proći kroz UV reaktor.

Vrhunski protok može biti uzrokovan:

• Istovremeno se otvara više izlaza za vodu
• Pokretanje{0}}pumpe ili zamjena pumpe
• Brza{0}}dopunjavanje rezervoara za skladištenje
• CIP čišćenje i ispiranje opreme
• Istovremeni rad{0}}line punjenja
• Povratno ispiranje filtera
• Promjene u smjeni proizvodnje
• Kišna-sezona ili vršni protok otpadnih voda

Za komercijalne i industrijske projekte, poželjan pristup je korištenje mjerača protoka ili registratora podataka za snimanje stvarnog profila protoka u reprezentativnom periodu, a zatim upoređivanje rezultata sa maksimalnim izlaznim kapacitetom pumpe.

Sami protok{0}}naziv pumpe ili prosječna potrošnja vode možda neće otkriti pravi vršni protok kroz UV reaktor.

2. Odaberite UV sistem za najgoru-kombinaciju

Nazivni protok UV sistema nije nezavisan od radnih uslova. U najmanju ruku, odabir sistema treba uzeti u obzir:

• Maksimalni trenutni protok
• Potrebna UV doza
• Minimalni stvarni UVT
• Izlaz lampe na kraju životnog veka lampe
• Očekivano zaprljanje kvarcnog{0}}čahura
• Gubitak pritiska pri vršnom protoku
• Ciljani mikroorganizmi

Isti UV reaktor može imati značajno različite maksimalne kapacitete tretmana pri 90% UVT i 70% UVT.

Tehnički list u kojem se navodi "20 m³/h" je stoga nedovoljan osim ako ne navodi i odgovarajuću UVT, ciljnu UV dozu i radne uslove.

Za neke aplikacije za vodu za piće, sistemi NSF/ANSI 55 klase A koriste UV dozu koja je ekvivalentna najmanje 40 mJ/cm² kao važan zahtjev za performanse. Međutim, ova vrijednost se ne bi trebala automatski primjenjivati ​​na svaki projekat. Konačna potrebna doza mora se odrediti prema riziku od-vode izvora, ciljnim mikroorganizmima i važećim lokalnim propisima.

Izvor: Health Canada Technical Document

3. Dinamički podesite UV izlaz unutar provjerenog raspona

Za sisteme sa čestim fluktuacijama protoka, -kontrola protoka se može 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, sistem može smanjiti izlaz kako bi izbjegao nepotrebnu potrošnju energije.

Međutim, varijabilna-kontrola snage ne može neograničeno proširiti kapacitet reaktora. Čak i sa lampama na maksimalnoj snazi, potrebna doza možda neće biti zagarantovana kada protok pređe validirani maksimum.

Američka EPA navodi da praćenje doze UV ​​zraka treba uključiti brzinu protoka, UV intenzitet i status lampe. Neki izračunati-sistemi doze također mogu koristiti UVT i podatke{4}}o snazi ​​lampe.

Izvor: Priručnik za ultraljubičastu dezinfekciju SAD EPA

4. Koristite više UV reaktora u postupnoj paralelnoj konfiguraciji

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

na primjer:

• Jedan reaktor radi tokom perioda niskog-protoka.
• Drugi reaktor počinje kada se protok poveća.
• Više reaktora radi istovremeno tokom najveće potražnje.
• Jedan reaktor je zadržan kao rezervna jedinica.

Ovaj aranžman održava svaki reaktor u okviru njegovog validiranog opsega protoka, dok istovremeno smanjuje nepotrebnu upotrebu energije tokom perioda niskog-protoka.

Paralelni sistemi, međutim, zahtevaju pažljivo balansiranje protoka. Ako se otpor grana razlikuje, jedan reaktor može primiti preveliki protok dok drugi prima premalo.

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

5. Smanjite vršni protok pomoću spremnika za pufer ili-opreme za kontrolu protoka

Kada visoki vrh traje samo kratko, pufer rezervoar se može instalirati uzvodno od UV sistema. Pumpa promjenjive{1}}frekvencije tada može hraniti reaktor stabilnijim protokom.

Ostale opcije{0}}kontrole toka uključuju:

• Restriktori protoka
• Automatski regulacioni ventili
• Pumpe{0}}promjenjive frekvencije
• Uređaji za{0}}kontrolu pritiska

Ovi uređaji pomažu u sprečavanju protoka da prekorači granicu tretmana UV sistema.

UV ne pruža rezidualnu dezinfekciju. Ako je rezervoar za skladištenje instaliran nakon reaktora, dezinfikovana voda može i dalje biti rekontaminirana tokom skladištenja.

Spremnik stoga treba biti higijenski dizajniran, redovno pregledavati i čistiti. U projektima sa-većim rizikom, završni UV stepen se može instalirati nakon rezervoara za skladištenje i prije mjesta upotrebe.

UK DWI takođe napominje da UV ne daje ostatke dezinfekcionog sredstva, što čini upravljanje higijenom unutar sistema skladištenja i distribucije posebno važnim.

Izvor: UK DWI UV dezinfekciono uputstvo

Kako bi trebalo odabrati različita rješenja vršnog{0}}toka?

Odabir treba odražavati trajanje vršnog opterećenja, veličinu i učestalost promjena protoka, prateće promjene kvaliteta vode{0}}, zahtjeve za kontinuitetom i budžet. Kratkim, povremenim pikovima se može upravljati puferovanjem ili ograničenjem protoka; česte fluktuacije mogu odgovarati -kontroli tempa protoka; i široki zahtjevi za smanjenje ili redundantnost mogu favorizirati stepenaste paralelne reaktore. U svakom slučaju, blokade bi trebale spriječiti da voda koja se tretira izvan validiranog raspona dopre do korisnika u nizvodnim vodama.

Šta kupci treba da potvrde kod dobavljača UV sistema?

Kupci bi se trebali pitati više od: "Koliko kubnih metara na sat ovaj sistem može tretirati?" Takođe treba da potvrde:

1. Koja doza UV zraka se isporučuje pri nazivnom protoku?
2. Pod kojim UVT uslovima je određen nazivni protok?
3. Da li podaci o performansama uzimaju u obzir starenje lampe i zaprljanje kvarcnog-čahura?
4. Koje su validirane minimalne i maksimalne brzine protoka?
5. Ako protok premašuje validiranu granicu, hoće li sistem pokrenuti alarm, zatvoriti ventil, recirkulaciju vode ili nastaviti sa opskrbom?
6. Da li kontroler prati protok, UV intenzitet, UVT i validiranu dozu u realnom vremenu?
7. Koliki je gubitak pritiska pri vršnom protoku?
8. Da li je rezervni reaktor potreban tokom održavanja ili kvara lampe?

Ako dobavljač obezbjeđuje samo snagu lampe i ne može odrediti ciljnu UV dozu, UVT uslove ili maksimalni validirani protok, sama ocjena snage ne pokazuje pouzdane performanse vršnog{0}}protoka.

Zaključak

Pravilno upravljanje vršnim protokom zahtijeva više od jednostavnog povećanja snage lampe. To zahtijeva potpunu strategiju kontrole:

Izmjerite stvarni vršni protok, odaberite sistem za najgore-uvjete vode, dinamički prilagodite UV izlaz unutar validiranog raspona i koristite paralelne reaktore, skladištenje pufera, ograničenje protoka i automatske blokade kako biste spriječili da nedozirana voda stigne u nizvodni sistem.

Prilikom procjene UV projekta, Agua Topone preporučuje da kupci obezbijede maksimalni trenutni protok, minimalni UVT, relevantne podatke o{0}}kvalitetu vode, potrebnu UV dozu i stvarni radni obrazac.

Samo zajedničkom procjenom ovih uslova projektant može utvrditi da li je projektu potreban veći pojedinačni reaktor, etablirani paralelni reaktori ili kompletno UV rješenje sa kontrolom protoka i automatskim sigurnosnim blokadama.

UV sistem nije pouzdan samo zato što njegove lampe ostaju osvetljene u prosečnim radnim uslovima. Pouzdanost znači da svaki dio vode i dalje prima potrebnu dozu UV zraka u najprometnijim i najnepovoljnijim uvjetima.