در زمان اوج تقاضای هتل، نظافت متمرکز در-کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی، پر کردن-راه‌اندازی خط-یا کارکرد همزمان چندین قطعه از تجهیزات، ممکن است سرعت جریان لحظه‌ای بسیار بالاتر از میانگین عادی خود باشد.

سیستم UV ممکن است روشن بماند و کنترل کننده ممکن است خطای لامپ را نشان ندهد، با این حال ممکن است آب در حال حاضر سریعتر از محدوده عملیاتی تایید شده از راکتور عبور کند. سوال واقعی این نیست که آیا لامپ UV کار می کند یا خیر، بلکه این است که آیا هر قسمت از آب هنوز دوز UV مورد نیاز را دریافت می کند یا خیر.

بنابراین یک سیستم UV نباید تنها برای جریان متوسط ​​اندازه گیری شود. هنگامی که حداکثر جریان لحظه ای، حداقل انتقال واقعی UV (UVT)، پیری لامپ و سایر شرایط نامطلوب با هم اتفاق می افتد، باید عملکرد ضد عفونی مورد نیاز را حفظ کند.

چرا اوج جریان بر ضدعفونی UV تأثیر می گذارد؟

ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش تنها زمانی کار می کند که میکروارگانیسم ها انرژی ماوراء بنفش کافی را در حین عبور از راکتور جذب کنند. به عبارت ساده تر، دوز UV را می توان به صورت زیر بیان کرد:

دوز UV (mJ/cm²) ≈ شدت UV (mW/cm²) × زمان قرار گرفتن در معرض (s)

میانگین زمان نگهداری هیدرولیک به میزان جریان مربوط می شود:

زمان ماند ≈ حجم موثر راکتور ÷ نرخ جریان

با تغییر حجم راکتور و خروجی اشعه ماوراء بنفش، سرعت جریان بالاتر معمولاً زمان صرف آب در داخل راکتور را کوتاه می کند و ممکن است دوز UV تحویلی را کاهش دهد.

بازرسی آب آشامیدنی انگلستان بیان می‌کند که دوز UV به تابش و زمان ماندن آب در راکتور بستگی دارد. بنابراین نباید از حداکثر جریان طراحی مشخص شده توسط سازنده تجاوز کرد.

منبع: راهنمای ضد عفونی UV DWI انگلستان

با این حال، در یک راکتور UV واقعی، فرض اینکه افزایش 40٪ در جریان همیشه باعث کاهش 40٪ در دوز UV می شود، دقیق نیست. توزیع هیدرولیک، آشفتگی، موقعیت لامپ، هندسه راکتور و مسیرهای جریان مختلف در داخل محفظه همگی بر دوز نهایی تأثیر می‌گذارند.

بنابراین پروژه های مهندسی باید به جای محاسبات تئوری به تنهایی، بر یک دوز معادل کاهش اعتبار (RED) تکیه کنند.

برای مثال، فرض کنید یک راکتور UV تحت شرایط زیر تایید شده است:

• حداکثر دبی: 10 m³/h
• حداقل UVT: 85%
• دوز تایید شده UV: 40 mJ/cm²
• شدت اشعه ماوراء بنفش بالاتر از نقطه تنظیم مشخص شده حفظ می شود

اگر پیک جریان واقعی به 14 متر مکعب در ساعت برسد، راکتور خارج از محدوده تایید شده خود کار می کند. دوز UV باقیمانده را نمی توان به طور قابل اعتماد با برون یابی ساده تعیین کرد. نتیجه قابل دفاع این است که داده های اعتبار سنجی اصلی دیگر عملکرد ضد عفونی را تضمین نمی کنند.

اوج جریان کوتاه مدت{0}را نمی توان نادیده گرفت

برخی از اپراتورها تصور می کنند که پیکی که فقط چند دقیقه طول می کشد تأثیر کمی بر کیفیت کلی آب خواهد داشت. با این حال، ضد عفونی میکروبی بر اساس دوز متوسط ​​روزانه ارزیابی نمی شود.

حتی اگر جریان تنها برای یک دقیقه از ظرفیت راکتور بیشتر شود، ممکن است مقداری آب قبل از ورود به مخزن ذخیره، خط تولید یا شبکه توزیع، دوز UV کافی دریافت کند.

برای آب آشامیدنی، تولید غذا و نوشیدنی، تولید دارو و سایر کاربردهای حساس میکروبیولوژیکی، حتی یک دوره کوتاه مصرف کم مصرف باید به عنوان یک خطر سیستم تلقی شود.

این چالش می‌تواند در برنامه‌های{0}}آب سطحی، آب باران و فاضلاب بیشتر باشد زیرا اوج جریان ممکن است با کدورت بالاتر، افزایش مواد جامد معلق یا کاهش UVT همزمان باشد. سپس سیستم به طور همزمان با دو مشکل روبرو می شود:

• حرکت سریعتر آب زمان قرار گرفتن در معرض را کاهش می دهد.
• افزایش جذب UV باعث کاهش شدت موثر UV در آب می شود.

مدیریت این ترکیب دشوارتر از افزایش جریان به تنهایی است.

چگونه یک سیستم UV باید به حداکثر جریان واکنش نشان دهد؟

1. جریان اوج واقعی را اندازه گیری کنید

یک سیستم UV نباید صرفاً با تقسیم کل مصرف آب روزانه بر 24 ساعت انتخاب شود. مقدار طراحی مربوطه حداکثر جریان لحظه ای است که ممکن است از راکتور UV عبور کند.

اوج جریان ممکن است ناشی از موارد زیر باشد:

• چندین خروجی آب به طور همزمان باز می شوند
• راه اندازی پمپ-یا تعویض پمپ
• ذخیره سازی سریع-پر کردن مخزن
• تمیز کردن CIP و شستشوی تجهیزات
• عملیات پر کردن همزمان-خط
• شستشوی معکوس فیلتر
• تغییر شیفت تولید
• فصل بارانی-یا اوج جریان فاضلاب

برای پروژه های تجاری و صنعتی، رویکرد ترجیحی استفاده از فلومتر یا دیتا لاگر برای ثبت مشخصات جریان واقعی در یک دوره معرف، سپس مقایسه نتایج با حداکثر ظرفیت خروجی پمپ است.

جریان نامی{0}}پمپ یا مصرف متوسط ​​آب به تنهایی ممکن است نتواند اوج جریان واقعی را از طریق راکتور UV نشان دهد.

2. سیستم UV را برای بدترین{1}}ترکیب موارد انتخاب کنید

جریان نامی سیستم UV مستقل از شرایط عملیاتی نیست. حداقل، انتخاب سیستم باید در نظر گرفته شود:

• حداکثر جریان لحظه ای
• دوز مورد نیاز UV
• حداقل UVT واقعی
• خروجی لامپ در پایان عمر لامپ
• رسوب آستین{0}}کوارتز مورد انتظار
• کاهش فشار در اوج جریان
• میکروارگانیسم های هدف

همان راکتور فرابنفش ممکن است حداکثر ظرفیت تصفیه به طور قابل ملاحظه ای در 90% UVT و 70% UVT داشته باشد.

بنابراین، برگه اطلاعاتی با بیان "20 m³/h" کافی نیست، مگر اینکه UVT مربوطه، دوز UV هدف و شرایط عملیاتی را نیز مشخص کند.

برای برخی از برنامه‌های{0}}آب آشامیدنی، سیستم‌های کلاس A NSF/ANSI 55 از دوز UV معادل حداقل 40 mJ/cm² به عنوان یک نیاز عملکرد مهم استفاده می‌کنند. با این حال، این مقدار نباید به طور خودکار برای هر پروژه اعمال شود. دوز نهایی مورد نیاز باید بر اساس-خطر آب منبع، میکروارگانیسم‌های هدف و مقررات محلی قابل اجرا تعیین شود.

منبع: Health Canada Technical Document

3. خروجی UV را به صورت پویا در محدوده معتبر تنظیم کنید

برای سیستم‌هایی که دارای نوسانات مکرر جریان هستند، می‌توان از کنترل سرعت جریان- برای تطبیق خروجی UV با تقاضا استفاده کرد.

هنگامی که نرخ جریان افزایش می یابد، کنترل کننده ممکن است:

• قدرت لامپ را افزایش دهید
• بانک های لامپ اضافی را فعال کنید
• ماژول های UVC LED اضافی را راه اندازی کنید

هنگامی که جریان کاهش می یابد، سیستم می تواند خروجی را کاهش دهد تا از مصرف انرژی غیر ضروری جلوگیری کند.

با این حال،{0}}کنترل توان متغیر نمی تواند ظرفیت راکتور را به طور نامحدود افزایش دهد. حتی با وجود لامپ ها در حداکثر توان، ممکن است دوز مورد نیاز پس از تجاوز جریان از حداکثر تایید شده تضمین نشود.

EPA ایالات متحده بیان می کند که نظارت بر دوز UV باید سرعت جریان، شدت UV و وضعیت لامپ را در بر بگیرد. برخی از سیستم‌های دوز محاسبه‌شده ممکن است از داده‌های انرژی UVT و لامپ-استفاده کنند.

منبع: راهنمای گندزدایی فرابنفش US EPA

4. از چندین راکتور UV در یک پیکربندی موازی مرحله‌ای استفاده کنید

برای پروژه های تجاری و صنعتی با تغییرات جریان زیاد، راکتورهای موازی UV مرحله ای می توانند انعطاف پذیری بیشتری نسبت به یک راکتور بزرگ ارائه دهند.

به عنوان مثال:

• یک راکتور در دوره‌های جریان کم-کار می‌کند.
• راکتور دوم با افزایش جریان شروع می شود.
• چندین راکتور به طور همزمان در زمان اوج تقاضا کار می کنند.
• یک راکتور به عنوان واحد آماده به کار حفظ می شود.

این ترتیب، هر راکتور را در محدوده جریان معتبر خود نگه می‌دارد و در عین حال مصرف انرژی غیرضروری را در دوره‌های جریان کم{0}} کاهش می‌دهد.

با این حال، سیستم‌های موازی به تعادل جریان دقیق نیاز دارند. اگر مقاومت انشعاب متفاوت باشد، یک راکتور ممکن است جریان بیش از حد دریافت کند در حالی که راکتور دیگر بسیار کم است.

بنابراین لوله کشی باید با دبی سنج ها، شیرهای متعادل کننده یا شیرهای کنترل خودکار مناسب طراحی شود.

5. کاهش اوج جریان با یک مخزن بافر یا جریان{1}}تجهیزات کنترل

هنگامی که یک پیک بالا فقط برای مدت کوتاهی طول می کشد، ممکن است یک مخزن بافر در بالادست سیستم UV نصب شود. سپس یک پمپ فرکانس متغیر-می‌تواند راکتور را با سرعت جریان پایدارتری تغذیه کند.

سایر گزینه های کنترل جریان عبارتند از:

• محدود کننده های جریان
• شیرهای تنظیم اتوماتیک
• پمپ های فرکانس متغیر-
• دستگاه‌های کنترل فشار{0}

این دستگاه ها به جلوگیری از عبور جریان از حد مجاز درمان سیستم UV کمک می کنند.

UV هیچ گندزدایی باقیمانده ای را ایجاد نمی کند. اگر یک مخزن ذخیره پس از راکتور نصب شود، آب ضد عفونی شده ممکن است در طول ذخیره سازی مجدداً آلوده شود.

بنابراین مخزن باید از نظر بهداشتی طراحی شده، به طور منظم بازرسی و تمیز شود. در پروژه های با ریسک{1}بالا، مرحله نهایی UV را می توان بعد از مخزن ذخیره سازی و قبل از نقطه استفاده نصب کرد.

DWI بریتانیا همچنین خاطرنشان می کند که UV باقیمانده مواد ضد عفونی کننده را فراهم نمی کند، و مدیریت بهداشت در سیستم های ذخیره سازی و توزیع را بسیار مهم می کند.

منبع: راهنمای ضد عفونی UV DWI انگلستان

چگونه باید راه حل های مختلف پیک{0}}جریان انتخاب شود؟

انتخاب باید منعکس کننده مدت زمان اوج، بزرگی و فرکانس نوسانات جریان، تغییرات کیفیت آب همراه-، الزامات تداوم و بودجه باشد. پیک های کوتاه و گاه به گاه ممکن است با بافر یا محدودیت جریان مدیریت شوند. نوسانات مکرر ممکن است برای کنترل جریان-مناسب باشد. و نیازهای دور گسترده یا افزونگی ممکن است به نفع راکتورهای موازی مرحله‌ای باشد. در هر مورد، اینترلاک ها باید از رسیدن آب تصفیه شده خارج از محدوده تایید شده به کاربران پایین دست جلوگیری کنند.

خریداران چه چیزی را باید با تامین کننده سیستم UV تایید کنند؟

خریداران باید بیش از این بپرسند که "این سیستم چند متر مکعب در ساعت را می تواند درمان کند؟" آنها همچنین باید تأیید کنند:

1. چه دوز UV در جریان نامی تحویل داده می شود؟
2. جریان نامی تحت چه شرایطی UVT تعیین شد؟
3. آیا داده های عملکرد مربوط به پیری لامپ و رسوب{0}}آستین کوارتز است؟
4. حداقل و حداکثر دبی تایید شده چقدر است؟
5. اگر جریان از حد مجاز فراتر رود، آیا سیستم یک زنگ هشدار ایجاد می کند، یک شیر را می بندد، آب را دوباره به گردش در می آورد یا به تامین آن ادامه می دهد؟
6. آیا کنترل کننده جریان، شدت UV، UVT و دوز تایید شده را در زمان واقعی نظارت می کند؟
7. افت فشار در اوج جریان چقدر است؟
8. آیا در هنگام تعمیر و نگهداری یا خرابی لامپ به راکتور آماده به کار نیاز است؟

اگر تامین‌کننده‌ای فقط توان لامپ را ارائه کند و نتواند دوز UV هدف، شرایط UVT یا حداکثر جریان معتبر را مشخص کند، رتبه‌بندی توان به تنهایی عملکرد اوج{0} جریان قابل اعتماد را نشان نمی‌دهد.

نتیجه گیری

مدیریت صحیح جریان پیک به چیزی بیش از افزایش توان لامپ نیاز دارد. این یک استراتژی کنترل کامل را می طلبد:

اوج جریان واقعی را اندازه گیری کنید، سیستم را برای بدترین{0}}شرایط آب انتخاب کنید، خروجی UV را به صورت پویا در محدوده تایید شده تنظیم کنید، و از راکتورهای موازی، ذخیره بافر، محدودیت جریان و قفل های خودکار برای جلوگیری از رسیدن آب کم دوز به سیستم پایین دست استفاده کنید.

هنگام ارزیابی یک پروژه UV، Agua Topone توصیه می‌کند که مشتریان حداکثر جریان لحظه‌ای، حداقل UVT، داده‌های مربوط به کیفیت آب، دوز UV مورد نیاز و الگوی عملیاتی واقعی را ارائه دهند.

تنها با ارزیابی این شرایط با هم، طراح می تواند تعیین کند که آیا پروژه به یک راکتور منفرد بزرگتر، راکتورهای موازی مرحله ای یا یک راه حل کامل UV با کنترل جریان و اینترلاک ایمنی خودکار نیاز دارد.

یک سیستم UV صرفاً به این دلیل قابل اعتماد نیست که لامپ‌های آن در شرایط عملیاتی متوسط ​​روشن می‌مانند. قابلیت اطمینان به این معنی است که هر بخش از آب همچنان دوز UV مورد نیاز را در شلوغ ترین و نامطلوب ترین شرایط دریافت می کند.