По време на пикове на търсенето в хотела, централизирано почистване в-фабрики за преработка на храни,-стартиране-на линия за пълнене или едновременна работа на множество части от оборудване, моментният дебит може да се повиши много над нормалната си средна стойност.

UV системата може да остане включена и контролерът да не показва повреда в лампата, но водата може вече да преминава през реактора по-бързо, отколкото позволява валидираният работен диапазон. Истинският въпрос не е дали UV лампата работи, а дали всяка част от водата все още получава необходимата UV доза.

Следователно една UV система не трябва да се оразмерява само за среден поток. Той трябва да поддържа необходимата ефективност на дезинфекция, когато максимален моментен поток, минимална действителна UV пропускливост (UVT), стареене на лампата и други неблагоприятни условия се появят заедно.

Защо пиковият поток влияе върху UV дезинфекцията?

UV дезинфекцията работи само когато микроорганизмите абсорбират достатъчно ултравиолетова енергия, докато преминават през реактора. Опростено казано, UV дозата може да се изрази като:

UV доза (mJ/cm²) ≈ UV интензитет (mW/cm²) × време на експозиция (s)

Средното хидравлично време на задържане е свързано с дебита:

Време на задържане ≈ Ефективен обем на реактора ÷ Дебит

При непроменен обем на реактора и UV мощност, по-високият дебит обикновено съкращава времето, което водата прекарва вътре в реактора и може да намали доставената UV доза.

Инспекторатът по питейната вода на Обединеното кралство заявява, че UV дозата зависи от облъчването и времето, през което водата остава в реактора. Следователно определеният от производителя максимален проектен дебит не трябва да бъде превишаван.

Източник: UK DWI Ръководство за UV дезинфекция

В истински UV реактор обаче не е правилно да се приеме, че 40% увеличение на потока винаги ще доведе до 40% намаление на UV дозата. Хидравличното разпределение, турбуленцията, позицията на лампата, геометрията на реактора и различните пътища на потока през камерата влияят върху крайната доза.

Следователно инженерните проекти трябва да разчитат на валидирана редуцирана еквивалентна доза (RED), а не само на теоретични изчисления.

Да предположим например, че UV реактор е валидиран при следните условия:

• Максимален дебит: 10 m³/h
• Минимална UVT: 85%
• Валидирана UV доза: 40 mJ/cm²
• UV интензитетът се поддържа над определената зададена точка

Ако действителният пиков дебит достигне 14 m³/h, реакторът работи извън своя валидиран диапазон. Оставащата UV доза не може да се определи надеждно чрез проста екстраполация; защитимото заключение е, че оригиналните валидиращи данни вече не гарантират ефективността на дезинфекцията.

Пиковете на потока с кратка-продължителност не могат да бъдат игнорирани

Някои оператори приемат, че пикова стойност, продължаваща само няколко минути, ще има малък ефект върху общото качество на водата. Микробната дезинфекция обаче не се оценява на базата на средна дневна доза.

Дори ако потокът надхвърли капацитета на реактора само за една минута, част от водата може да получи недостатъчна UV доза, преди да влезе в резервоар за съхранение, производствена линия или разпределителна мрежа.

За питейна вода, производство на храни и напитки, фармацевтично производство и други микробиологично чувствителни приложения, дори кратък период на недостатъчно дозиране трябва да се третира като системен риск.

Предизвикателството може да бъде по-голямо при приложения за повърхностни-водни, дъждовни и отпадъчни води, тъй като пиковият поток може да съвпадне с по-висока мътност, повишени суспендирани твърди вещества или намален UVT. Тогава системата е изправена пред два проблема едновременно:

• По-бързото движение на водата намалява времето на експозиция.
• Повишената UV абсорбция намалява ефективния UV интензитет във водата.

Тази комбинация е по-трудна за управление, отколкото само увеличаване на потока.

Как една UV система трябва да реагира на пиков поток?

1. Измерете действителния пиков дебит

UV система не трябва да се избира чрез просто разделяне на общата дневна консумация на вода на 24 часа. Съответната проектна стойност е максималният моментен поток, който може да премине през UV реактора.

Пиковият поток може да бъде причинен от:

• Няколко изхода за вода, отварящи се едновременно
• Стартиране-на помпата или смяна на помпата
• Бързо зареждане-на резервоар
• CIP почистване и изплакване на оборудването
• Едновременна{0}}работа на линията за пълнене
• Обратно промиване на филтъра
• Промени в производствените смени
• Дъждовен-сезон или пикови потоци на отпадъчни води

За търговски и промишлени проекти предпочитаният подход е да се използва разходомер или регистратор на данни, за да се запише действителният профил на потока за представителен период, след което да се сравнят резултатите с максималния изходен капацитет на помпата.

Номиналният-дебит на помпата или средната консумация на вода сами по себе си може да не разкрият истинския пиков дебит през UV реактора.

2. Изберете UV системата за най-лошата-случайна комбинация

Номиналният поток на UV система не е независим от работните условия. Изборът на система трябва да вземе предвид най-малкото:

• Максимален моментен поток
• Необходима UV доза
• Минимална действителна UVT
• Мощност на лампата в края на живота на лампата
• Очаквано замърсяване на кварцов-ръкав
• Загуба на налягане при пиков поток
• Целеви микроорганизми

Един и същ UV реактор може да има значително различен максимален капацитет на третиране при 90% UVT и 70% UVT.

Ето защо лист с данни, в който се посочва „20 m³/h“, е недостатъчен, освен ако не посочва и съответната UVT, целевата UV доза и условията на работа.

За някои приложения за -питейна вода системите NSF/ANSI 55 клас A използват UV доза, еквивалентна на поне 40 mJ/cm², като важно изискване за ефективност. Тази стойност обаче не трябва да се прилага автоматично към всеки проект. Крайната необходима доза трябва да се определи според риска от-вода на източника, целевите микроорганизми и приложимите местни разпоредби.

Източник: Технически документ на Health Canada

3. Динамично регулирайте UV излъчването в рамките на валидирания диапазон

За системи с чести флуктуации на дебита може да се използва -регулиране на дебита, за да се съобрази UV мощността с търсенето.

Когато дебитът се увеличи, контролерът може:

• Увеличете мощността на лампата
• Активирайте допълнителни банки лампи
• Стартирайте допълнителни UVC LED модули

Когато потокът намалее, системата може да намали мощността, за да избегне ненужната консумация на енергия.

Променливият-контрол на мощността обаче не може да разшири капацитета на реактора безкрайно. Дори при максимална мощност на лампите, необходимата доза може да не бъде гарантирана, след като потокът надвиши валидирания максимум.

EPA на САЩ посочва, че мониторингът на UV дозата трябва да включва скорост на потока, UV интензитет и статус на лампата. Някои системи с изчислена-доза може също да използват UVT и данни за-мощността на лампата.

Източник: US EPA Ръководство за ултравиолетова дезинфекция

4. Използвайте множество UV реактори в поетапна паралелна конфигурация

За търговски и промишлени проекти с големи вариации на потока, поетапните паралелни UV реактори могат да предложат по-голяма гъвкавост от един извънгабаритен реактор.

Например:

• Един реактор работи през-периоди на нисък дебит.
• Втори реактор стартира, когато потокът се увеличи.
• Няколко реактора работят едновременно по време на пиково потребление.
• Единият реактор се запазва като резервен блок.

Това устройство поддържа всеки реактор в неговия валидиран обхват на дебита, като същевременно намалява ненужното потребление на енергия по време на периоди с нисък-дебит.

Паралелните системи обаче изискват внимателно балансиране на потока. Ако съпротивлението на разклонението се различава, един реактор може да получи прекомерен поток, докато друг получава твърде малко.

Следователно тръбопроводите трябва да бъдат проектирани с подходящи разходомери, балансиращи вентили или автоматични контролни вентили.

5. Намалете пиковия поток с буферен резервоар или оборудване-за контрол на потока

Когато високият пик продължава само за кратко, може да се монтира буферен резервоар преди UV системата. След това помпа с променлива-честота може да захранва реактора с по-стабилен дебит.

Други опции за-контрол на потока включват:

• Ограничители на потока
• Автоматични регулиращи вентили
• Помпи с-променлива честота
• Устройства-за контрол на налягането

Тези устройства помагат за предотвратяване на потока от превишаване на лимита за обработка на UV системата.

UV не осигурява остатъчна дезинфекция. Ако след реактора е монтиран резервоар за съхранение, дезинфекцираната вода може да бъде повторно замърсена по време на съхранението.

Следователно резервоарът трябва да бъде хигиенично проектиран, редовно проверяван и почистван. При по--проекти с по-висок риск последната UV степен може да се инсталира след резервоара за съхранение и преди точката на използване.

DWI на Обединеното кралство също така отбелязва, че UV не осигурява остатък от дезинфектант, което прави управлението на хигиената в системите за съхранение и разпространение особено важно.

Източник: UK DWI Ръководство за UV дезинфекция

Как трябва да се избират различни решения за пиков-поток?

Изборът трябва да отразява продължителността на пика, големината и честотата на колебанията на потока, съпътстващите промени в качеството на водата, изискванията за непрекъснатост и бюджета. Кратки, случайни пикове могат да бъдат управлявани с буфериране или ограничаване на потока; честите флуктуации може да са подходящи за контрол на темпото-; и широките изисквания за намаляване или резервиране могат да благоприятстват стъпаловидни паралелни реактори. Във всеки случай блокировката трябва да предотвратява достигането на вода, пречистена извън валидирания диапазон, до потребителите надолу по веригата.

Какво трябва да потвърдят купувачите с доставчик на UV система?

Купувачите трябва да попитат повече от „Колко кубически метра на час може да обработва тази система?“ Те също трябва да потвърдят:

1. Каква UV доза се доставя при номиналния поток?
2. При какво UVT условие е определен номиналният поток?
3. Данните за ефективността отчитат ли стареенето на лампата и замърсяването на кварц{0}}калъфа?
4. Какви са валидираните минимални и максимални дебити?
5. Ако потокът надхвърли валидирания лимит, системата ще задейства ли аларма, ще затвори клапан, ще рециркулира водата или ще продължи да я доставя?
6. Контролерът следи ли потока, UV интензитета, UVT и валидираната доза в реално време?
7. Каква е загубата на налягане при пиков дебит?
8. Необходим ли е резервен реактор по време на поддръжка или повреда на лампата?

Ако доставчикът предоставя само мощност на лампата и не може да посочи целевата UV доза, UVT условия или максимален валидиран поток, номиналната мощност сама по себе си не демонстрира надеждна пикова-производителност на потока.

Заключение

Правилното управление на пиковия поток изисква повече от просто увеличаване на мощността на лампата. Изисква цялостна стратегия за контрол:

Измерете действителния пиков поток, изберете системата за най--случай водни условия, регулирайте динамично UV изхода в рамките на валидирания диапазон и използвайте паралелни реактори, буферно съхранение, ограничаване на потока и автоматични блокировки, за да предотвратите достигането на недостатъчно дозирана вода до системата надолу по веригата.

Когато оценява UV проект, Agua Topone препоръчва на клиентите да осигурят максимален моментен дебит, минимален UVT, съответните данни за -качеството на водата, необходимата UV доза и действителен модел на работа.

Само чрез оценка на тези условия заедно проектантът може да определи дали проектът се нуждае от по-голям единичен реактор, поетапни паралелни реактори или цялостно UV решение с контрол на потока и автоматични предпазни блокировки.

Една UV система не е надеждна само защото нейните лампи остават осветени при средни работни условия. Надеждността означава, че всяка порция вода получава необходимата UV доза при най-натоварените и неблагоприятни условия.