Počas špičky dopytu v hoteloch, centralizovaného upratovania v závodoch na spracovanie potravín-, plniacej{1}}linky{2}}spúšťania alebo súčasnej prevádzky viacerých zariadení môže okamžitý prietok vzrásť ďaleko nad svoj normálny priemer.

UV systém môže zostať zapnutý a ovládač nemusí vykazovať žiadnu poruchu lampy, ale voda už môže prechádzať reaktorom rýchlejšie, ako umožňuje overený prevádzkový rozsah. Skutočnou otázkou nie je, či UV lampa funguje, ale či každá porcia vody stále dostáva požadovanú dávku UV žiarenia.

UV systém by preto nemal byť dimenzovaný len na priemerný prietok. Musí udržiavať požadovaný dezinfekčný výkon, keď sa súčasne vyskytne maximálny okamžitý prietok, minimálna skutočná priepustnosť UV žiarenia (UVT), starnutie lampy a iné nepriaznivé podmienky.

Prečo Peak Flow ovplyvňuje UV dezinfekciu?

UV dezinfekcia funguje len vtedy, keď mikroorganizmy absorbujú dostatočné množstvo ultrafialovej energie pri prechode reaktorom. Zjednodušene možno dávku UV žiarenia vyjadriť ako:

Dávka UV (mJ/cm²) ≈ Intenzita UV žiarenia (mW/cm²) × Doba expozície (s)

Priemerný hydraulický retenčný čas súvisí s prietokom:

Retenčný čas ≈ Efektívny objem reaktora ÷ Prietok

Pri nezmenenom objeme reaktora a výstupe UV žiarenia vyšší prietok zvyčajne skracuje čas strávený vodou v reaktore a môže znížiť dodanú dávku UV žiarenia.

Britský inšpektorát pitnej vody uvádza, že dávka UV žiarenia závisí od ožiarenia a času, kedy voda zostáva v reaktore. Maximálny konštrukčný prietok stanovený výrobcom sa preto nesmie prekročiť.

Zdroj: UK DWI UV dezinfekcia

V skutočnom UV reaktore však nie je presné predpokladať, že zvýšenie prietoku o 40 % vždy spôsobí zníženie dávky UV žiarenia o 40 %. Hydraulická distribúcia, turbulencia, poloha lampy, geometria reaktora a rôzne dráhy prietoku komorou, to všetko ovplyvňuje konečnú dávku.

Inžinierske projekty by sa preto mali spoliehať na overenú ekvivalentnú redukčnú dávku (RED), a nie na samotné teoretické výpočty.

Predpokladajme napríklad, že UV reaktor bol validovaný za nasledujúcich podmienok:

• Maximálny prietok: 10 m³/h
• Minimálne UVT: 85%
• Overená UV dávka: 40 mJ/cm²
• UV intenzita udržiavaná nad špecifikovanou nastavenou hodnotou

Ak skutočný špičkový prietok dosiahne 14 m³/h, reaktor pracuje mimo svojho schváleného rozsahu. Zostávajúcu UV dávku nemožno spoľahlivo určiť jednoduchou extrapoláciou; obhájiteľným záverom je, že pôvodné validačné údaje už nezaručujú výkon dezinfekcie.

Krátke{0}}trvanie vrcholov toku nemožno ignorovať

Niektorí prevádzkovatelia predpokladajú, že vrchol trvajúci len niekoľko minút bude mať malý vplyv na celkovú kvalitu vody. Mikrobiálna dezinfekcia sa však neposudzuje na základe priemernej dennej dávky.

Aj keď prietok prekročí kapacitu reaktora len na jednu minútu, určitá voda môže dostať nedostatočnú dávku UV žiarenia pred vstupom do skladovacej nádrže, výrobnej linky alebo distribučnej siete.

V prípade pitnej vody, výroby potravín a nápojov, farmaceutickej výroby a iných mikrobiologicky citlivých aplikácií by sa aj krátke obdobie poddávkovania malo považovať za systémové riziko.

Výzva môže byť väčšia v aplikáciách s povrchovou-vodou, dažďovou vodou a odpadovou vodou, pretože špičkový prietok sa môže zhodovať s vyšším zákalom, zvýšeným množstvom nerozpustených látok alebo zníženým UVT. Systém potom čelí dvom problémom súčasne:

• Rýchlejší pohyb vody skracuje dobu expozície.
• Zvýšená absorpcia UV žiarenia znižuje efektívnu intenzitu UV žiarenia vo vode.

Túto kombináciu je ťažšie zvládnuť ako samotné zvýšenie prietoku.

Ako by mal UV systém reagovať na špičkový prietok?

1. Zmerajte skutočný špičkový prietok

UV systém by sa nemal vyberať jednoduchým vydelením celkovej dennej spotreby vody 24 hodinami. Relevantná konštrukčná hodnota je maximálny okamžitý prietok, ktorý môže prejsť cez UV reaktor.

Špičkový prietok môže byť spôsobený:

• Viacero vývodov vody sa otvára súčasne
• Spustenie{0}}čerpadla alebo výmena čerpadla
• Rýchle doplnenie-zásobníka
• CIP čistenie a oplachovanie zariadení
• Simultánna plniaca-operácia linky
• Spätné preplachovanie filtra
• Zmeny výrobných zmien
• Dažďové-obdobie alebo špičkové prietoky odpadovej vody

Pre komerčné a priemyselné projekty je preferovaným prístupom použitie prietokomeru alebo datalogeru na zaznamenávanie skutočného profilu prietoku za reprezentatívne obdobie a potom porovnanie výsledkov s maximálnou výstupnou kapacitou čerpadla.

Samotný menovitý prietok čerpadla{0} alebo priemerná spotreba vody nemusia odhaliť skutočný špičkový prietok UV reaktorom.

2. Vyberte UV systém pre najhoršiu-kombináciu prípadov

Menovitý prietok UV systému nie je nezávislý od prevádzkových podmienok. Pri výbere systému by sa malo zvážiť minimálne:

• Maximálny okamžitý prietok
• Požadovaná dávka UV žiarenia
• Minimálne skutočné UVT
• Výkon lampy na konci životnosti lampy
• Očakávané znečistenie kremenného-objímky
• Strata tlaku pri špičkovom prietoku
• Cieľové mikroorganizmy

Ten istý UV reaktor môže mať podstatne odlišné maximálne kapacity spracovania pri 90 % UVT a 70 % UVT.

Technický list uvádzajúci „20 m³/h“ je preto nepostačujúci, pokiaľ nešpecifikuje aj zodpovedajúce UVT, cieľovú dávku UV žiarenia a prevádzkové podmienky.

Pre niektoré aplikácie pitnej vody-používajú systémy NSF/ANSI 55 triedy A dávku UV žiarenia ekvivalentnú aspoň 40 mJ/cm² ako dôležitú požiadavku na výkon. Táto hodnota by sa však nemala automaticky aplikovať na každý projekt. Konečná požadovaná dávka sa musí určiť podľa rizika zdroja-vody, cieľových mikroorganizmov a platných miestnych predpisov.

Zdroj: Technický dokument Health Canada

3. Dynamicky upravte výstup UV žiarenia v rámci validovaného rozsahu

V prípade systémov s častými fluktuáciami prietoku možno použiť{0}}riadenie tempa prietoku, aby sa výstup UV žiarenia prispôsobil požiadavkám.

Keď sa prietok zvýši, regulátor môže:

• Zvýšte výkon lampy
• Aktivujte ďalšie banky lámp
• Spustite ďalšie moduly UVC LED

Keď sa prietok zníži, systém môže znížiť výkon, aby sa predišlo zbytočnej spotrebe energie.

Premenlivé-riadenie výkonu však nemôže rozširovať kapacitu reaktora donekonečna. Dokonca aj pri maximálnom výkone lámp nemusí byť zaručená požadovaná dávka, keď prietok prekročí overené maximum.

US EPA uvádza, že monitorovanie dávky UV by malo zahŕňať prietok, intenzitu UV žiarenia a stav lampy. Niektoré vypočítané-dávkové systémy môžu používať aj údaje o výkone UVT a lampy-.

Zdroj: US EPA Návod na usmernenie ultrafialovej dezinfekcie

4. Použite viacero UV reaktorov v stupňovitej paralelnej konfigurácii

Pre komerčné a priemyselné projekty s veľkými variáciami prietoku môžu stupňovité paralelné UV reaktory ponúknuť väčšiu flexibilitu ako jeden nadrozmerný reaktor.

Napríklad:

• Jeden reaktor je v prevádzke počas období nízkeho prietoku-.
• Keď sa prietok zvýši, spustí sa druhý reaktor.
• Počas špičkového odberu pracuje súčasne viacero reaktorov.
• Jeden reaktor je zachovaný ako záložná jednotka.

Toto usporiadanie udržuje každý reaktor v jeho overenom rozsahu prietoku a zároveň znižuje zbytočnú spotrebu energie počas období nízkeho prietoku-.

Paralelné systémy však vyžadujú starostlivé vyváženie prietoku. Ak sa odpor vetvy líši, jeden reaktor môže dostať nadmerný prietok, zatiaľ čo iný príliš malý.

Potrubie by preto malo byť navrhnuté s vhodnými prietokomermi, vyvažovacími ventilmi alebo automatickými regulačnými ventilmi.

5. Znížte špičkový prietok pomocou vyrovnávacej nádrže alebo zariadenia na{1}}riadenie prietoku

Keď vysoká špička trvá len krátko, môže byť pred UV systémom nainštalovaná vyrovnávacia nádrž. Čerpadlo s premenlivou frekvenciou- môže potom zásobovať reaktor stabilnejším prietokom.

Medzi ďalšie{0}}možnosti riadenia toku patria:

• Obmedzovače prietoku
• Automatické regulačné ventily
• Pumpy s premenlivou{0} frekvenciou
• Zariadenia na-kontrolu tlaku

Tieto zariadenia pomáhajú zabrániť tomu, aby prietok prekročil limit úpravy UV systému.

UV neposkytuje žiadnu zvyškovú dezinfekciu. Ak je za reaktorom nainštalovaná skladovacia nádrž, dezinfikovaná voda môže byť počas skladovania stále znovu kontaminovaná.

Nádrž by preto mala byť hygienicky navrhnutá, pravidelne kontrolovaná a čistená. Pri projektoch s vyšším-rizikom môže byť koncový stupeň UV inštalovaný za zásobníkom a pred miestom použitia.

UK DWI tiež poznamenáva, že UV neposkytuje reziduum dezinfekčného prostriedku, preto je manažment hygieny v skladovacích a distribučných systémoch obzvlášť dôležitý.

Zdroj: UK DWI UV dezinfekcia

Ako by sa mali vybrať rôzne riešenia{0}}peak flow?

Výber by mal odrážať trvanie špičky, veľkosť a frekvenciu výkyvov toku, sprievodné zmeny{0}}kvality vody, požiadavky na kontinuitu a rozpočet. Krátke, občasné vrcholy možno zvládnuť pomocou vyrovnávacej pamäte alebo obmedzenia prietoku; časté výkyvy môžu vyhovovať riadeniu-tempa toku; a požiadavky na široké odstavenie alebo redundanciu môžu uprednostňovať stupňovité paralelné reaktory. V každom prípade by blokovania mali zabrániť tomu, aby sa voda upravená mimo schváleného rozsahu dostala k následným užívateľom.

Čo by si mali kupujúci potvrdiť u dodávateľa UV systému?

Kupujúci by sa mali pýtať viac ako: "Koľko metrov kubických za hodinu dokáže tento systém spracovať?" Mali by tiež potvrdiť:

1. Aká dávka UV žiarenia sa dodáva pri menovitom prietoku?
2. Za akých podmienok UVT bol stanovený menovitý prietok?
3. Zohľadňujú údaje o výkone starnutie lampy a znečistenie kremenného-objímky?
4. Aké sú overené minimálne a maximálne prietoky?
5. Ak prietok prekročí overený limit, spustí systém alarm, zatvorí ventil, recirkuluje vodu alebo bude pokračovať v jej dodávaní?
6. Monitoruje regulátor prietok, intenzitu UV žiarenia, UVT a overenú dávku v reálnom čase?
7. Aká je tlaková strata pri špičkovom prietoku?
8. Je počas údržby alebo poruchy lampy potrebný záložný reaktor?

Ak dodávateľ poskytuje iba výkon lampy a nemôže špecifikovať cieľovú dávku UV žiarenia, podmienky UVT alebo maximálny overený prietok, samotný menovitý výkon nepreukazuje spoľahlivý špičkový-výkon prietoku.

Záver

Správne riadenie špičkového prietoku vyžaduje viac než len zvýšenie výkonu lampy. Vyžaduje si to úplnú stratégiu kontroly:

Zmerajte skutočný špičkový prietok, vyberte systém pre najhoršie-prípady s vodou, dynamicky upravte výstup UV žiarenia v rámci overeného rozsahu a použite paralelné reaktory, vyrovnávacie úložisko, obmedzenie prietoku a automatické blokovania, aby ste zabránili poddávkovaniu vody do systému po prúde.

Pri hodnotení UV projektu spoločnosť Agua Topone odporúča zákazníkom poskytnúť maximálny okamžitý prietok, minimálnu UVT, relevantné údaje o kvalite vody-, požadovanú dávku UV žiarenia a skutočný prevádzkový model.

Iba spoločným posúdením týchto podmienok môže projektant určiť, či projekt potrebuje väčší samostatný reaktor, stupňovité paralelné reaktory alebo kompletné UV riešenie s riadením prietoku a automatickými bezpečnostnými blokovaniami.

UV systém nie je spoľahlivý len preto, že jeho lampy zostávajú rozsvietené pri priemerných prevádzkových podmienkach. Spoľahlivosť znamená, že každá porcia vody stále dostáva potrebnú dávku UV žiarenia počas najrušnejších a najnepriaznivejších podmienok.