Semasa permintaan hotel memuncak, pembersihan berpusat di-loji pemprosesan makanan,-pengisian baris-atau operasi serentak berbilang peralatan, kadar aliran serta-merta mungkin meningkat jauh melebihi purata normalnya.

Sistem UV mungkin kekal dihidupkan dan pengawal mungkin tidak menunjukkan kerosakan lampu, namun air mungkin sudah melalui reaktor lebih cepat daripada julat pengendalian yang disahkan. Persoalan sebenar bukanlah sama ada lampu UV berfungsi, tetapi sama ada setiap bahagian air masih menerima dos UV yang diperlukan.

Oleh itu, sistem UV tidak seharusnya bersaiz untuk aliran purata sahaja. Ia mesti mengekalkan prestasi pembasmian kuman yang diperlukan apabila aliran segera maksimum, pemancaran UV sebenar minimum (UVT), penuaan lampu dan keadaan buruk lain berlaku bersama-sama.

Mengapa Aliran Puncak Mempengaruhi Pembasmian Kuman UV?

Pembasmian kuman UV berfungsi hanya apabila mikroorganisma menyerap tenaga ultraviolet yang mencukupi semasa melalui reaktor. Dalam istilah yang mudah, dos UV boleh dinyatakan sebagai:

Dos UV (mJ/cm²) ≈ Keamatan UV (mW/cm²) × Masa Pendedahan (s)

Purata masa pengekalan hidraulik adalah berkaitan dengan kadar aliran:

Masa Pengekalan ≈ Isipadu Reaktor Berkesan ÷ Kadar Aliran

Dengan isipadu reaktor dan keluaran UV tidak berubah, kadar aliran yang lebih tinggi biasanya memendekkan masa yang dibelanjakan air di dalam reaktor dan mungkin mengurangkan dos UV yang dihantar.

Inspektorat Air Minuman UK menyatakan bahawa dos UV bergantung kepada penyinaran dan masa air kekal dalam reaktor. Oleh itu, aliran reka bentuk maksimum yang ditentukan pengeluar tidak boleh dilampaui.

Sumber: Panduan Pembasmian Kuman UV DWI UK

Dalam reaktor UV sebenar, bagaimanapun, adalah tidak tepat untuk mengandaikan bahawa peningkatan 40% dalam aliran akan sentiasa menghasilkan pengurangan 40% dalam dos UV. Pengagihan hidraulik, pergolakan, kedudukan lampu, geometri reaktor dan laluan aliran yang berbeza melalui ruang semuanya mempengaruhi dos akhir.

Oleh itu, projek kejuruteraan harus bergantung pada Dos Setara Pengurangan (RED) yang disahkan, bukannya pada pengiraan teori sahaja.

Sebagai contoh, katakan reaktor UV telah disahkan di bawah syarat berikut:

• Kadar aliran maksimum: 10 m³/j
• UVT minimum: 85%
• Dos UV yang disahkan: 40 mJ/cm²
• Keamatan UV dikekalkan melebihi titik set yang ditentukan

Jika aliran puncak sebenar mencapai 14 m³/j, reaktor beroperasi di luar julat yang disahkan. Baki dos UV tidak boleh ditentukan dengan pasti melalui ekstrapolasi mudah; kesimpulan yang boleh dipertahankan ialah data pengesahan asal tidak lagi menjamin prestasi pembasmian kuman.

Pendek-Tempoh Puncak Aliran Tidak Boleh Diabaikan

Sesetengah pengendali menganggap bahawa puncak yang berlangsung hanya beberapa minit akan mempunyai sedikit kesan ke atas kualiti air keseluruhan. Walau bagaimanapun, pembasmian kuman mikrob tidak dinilai berdasarkan purata dos harian.

Walaupun aliran melebihi kapasiti reaktor selama satu minit sahaja, sesetengah air mungkin menerima dos UV yang tidak mencukupi sebelum memasuki tangki simpanan, saluran pengeluaran atau rangkaian pengedaran.

Untuk air minuman, pengeluaran makanan dan minuman, pembuatan farmaseutikal dan aplikasi sensitif mikrobiologi yang lain, walaupun dalam tempoh yang singkat kekurangan dos harus dianggap sebagai risiko sistem.

Cabaran mungkin lebih besar dalam-air permukaan, air hujan dan aplikasi air kumbahan kerana aliran puncak mungkin bertepatan dengan kekeruhan yang lebih tinggi, peningkatan pepejal terampai atau pengurangan UVT. Sistem kemudiannya menghadapi dua masalah pada masa yang sama:

• Pergerakan air yang lebih pantas mengurangkan masa pendedahan.
• Peningkatan penyerapan UV mengurangkan keamatan UV yang berkesan di dalam air.

Gabungan ini lebih sukar untuk dikendalikan daripada peningkatan aliran sahaja.

Bagaimanakah Sistem UV Harus Bertindak Balas kepada Aliran Puncak?

1. Ukur Aliran Puncak Sebenar

Sistem UV tidak boleh dipilih dengan hanya membahagikan jumlah penggunaan air harian sebanyak 24 jam. Nilai reka bentuk yang berkaitan ialah aliran segera maksimum yang mungkin melalui reaktor UV.

Aliran puncak mungkin disebabkan oleh:

• Pelbagai saluran air dibuka serentak
• Mulakan pam-atau tukar ganti pam
• Penyimpanan pantas-penambahan tangki
• Pembersihan CIP dan pembilasan peralatan
• Operasi talian pengisian-serentak
• Pencuci belakang penapis
• Perubahan peralihan pengeluaran
• Musim hujan-musim atau aliran air sisa puncak

Untuk projek komersil dan perindustrian, pendekatan pilihan ialah menggunakan meter aliran atau pencatat data untuk merekodkan profil aliran sebenar dalam tempoh yang mewakili, kemudian bandingkan hasilnya dengan kapasiti keluaran maksimum pam.

Aliran berkadar pam-atau purata penggunaan air sahaja mungkin gagal mendedahkan aliran puncak sebenar melalui reaktor UV.

2. Pilih Sistem UV untuk Gabungan-Kes Terburuk

Aliran berkadar sistem UV tidak bergantung pada keadaan operasi. Sekurang-kurangnya, pemilihan sistem harus mempertimbangkan:

• Aliran segera maksimum
• Dos UV yang diperlukan
• UVT sebenar minimum
• Keluaran lampu pada akhir hayat lampu
• Kekotoran lengan kuarza-dijangka
• Kehilangan tekanan pada aliran puncak
• Mikroorganisma sasaran

Reaktor UV yang sama mungkin mempunyai kapasiti rawatan maksimum yang berbeza dengan ketara pada 90% UVT dan 70% UVT.

Lembaran data yang menyatakan "20 m³/j" oleh itu tidak mencukupi melainkan ia turut menyatakan UVT, dos UV sasaran dan keadaan operasi yang sepadan.

Untuk beberapa aplikasi-air minuman, sistem NSF/ANSI 55 Kelas A menggunakan dos UV bersamaan sekurang-kurangnya 40 mJ/cm² sebagai keperluan prestasi yang penting. Walau bagaimanapun, nilai ini tidak seharusnya digunakan secara automatik pada setiap projek. Dos akhir yang diperlukan mesti ditentukan mengikut-risiko air sumber, mikroorganisma sasaran dan peraturan tempatan yang berkenaan.

Sumber: Dokumen Teknikal Health Canada

3. Laraskan Output UV Secara Dinamik Dalam Julat Yang Disahkan

Untuk sistem yang mempunyai turun naik aliran yang kerap,-kawalan laju aliran boleh digunakan untuk memadankan output UV dengan permintaan.

Apabila kadar aliran meningkat, pengawal boleh:

• Tingkatkan kuasa lampu
• Aktifkan bank lampu tambahan
• Mulakan modul LED UVC tambahan

Apabila aliran berkurangan, sistem boleh mengurangkan output untuk mengelakkan penggunaan tenaga yang tidak perlu.

Walau bagaimanapun, kawalan kuasa-pembolehubah tidak boleh mengembangkan kapasiti reaktor selama-lamanya. Walaupun dengan lampu pada kuasa maksimum, dos yang diperlukan mungkin tidak dijamin apabila aliran melebihi maksimum yang disahkan.

EPA AS menyatakan bahawa pemantauan dos UV harus menggabungkan kadar aliran, keamatan UV dan status lampu. Sesetengah sistem dos-yang dikira juga mungkin menggunakan data kuasa UVT dan-lampu.

Sumber: Manual Panduan Pembasmian Kuman Ultraviolet EPA AS

4. Gunakan Berbilang Reaktor UV dalam Konfigurasi Selari Berperingkat

Untuk projek komersial dan perindustrian dengan variasi aliran yang besar, reaktor UV selari berperingkat boleh menawarkan fleksibiliti yang lebih besar daripada satu reaktor bersaiz besar.

Contohnya:

• Satu reaktor beroperasi semasa-tempoh aliran rendah.
• Reaktor kedua bermula apabila aliran meningkat.
• Berbilang reaktor beroperasi serentak semasa permintaan puncak.
• Satu reaktor dikekalkan sebagai unit siap sedia.

Susunan ini memastikan setiap reaktor dalam julat aliran yang disahkan sambil mengurangkan penggunaan tenaga yang tidak diperlukan semasa tempoh aliran-rendah.

Sistem selari, bagaimanapun, memerlukan pengimbangan aliran yang teliti. Jika rintangan cawangan berbeza, satu reaktor mungkin menerima aliran berlebihan manakala satu lagi menerima terlalu sedikit.

Oleh itu, kerja paip hendaklah direka bentuk dengan meter aliran yang sesuai, injap pengimbang atau injap kawalan automatik.

5. Kurangkan Aliran Puncak dengan Tangki Penampan atau Aliran-Peralatan Kawalan

Apabila puncak tinggi hanya bertahan sebentar, tangki penampan boleh dipasang di hulu sistem UV. Pam frekuensi pembolehubah-kemudian boleh menyuap reaktor pada kadar aliran yang lebih stabil.

Pilihan kawalan-aliran lain termasuk:

• Penghalang aliran
• Injap pengawal selia automatik
• Pam frekuensi-bolehubah
• Peranti kawalan-tekanan

Peranti ini membantu menghalang aliran daripada melebihi had rawatan sistem UV.

UV tidak memberikan pembasmian kuman sisa. Jika tangki simpanan dipasang selepas reaktor, air yang dibasmi kuman mungkin masih tercemar semula semasa penyimpanan.

Oleh itu, tangki hendaklah direka bentuk secara bersih, kerap diperiksa dan dibersihkan. Dalam-projek berisiko tinggi, peringkat UV akhir boleh dipasang selepas tangki simpanan dan sebelum titik penggunaan.

DWI UK juga menyatakan bahawa UV tidak menyediakan sisa pembasmi kuman, menjadikan pengurusan kebersihan dalam sistem penyimpanan dan pengedaran amat penting.

Sumber: Panduan Pembasmian Kuman UV DWI UK

Bagaimanakah Penyelesaian-Aliran Puncak Berbeza Dipilih?

Pemilihan harus mencerminkan tempoh puncak, magnitud dan kekerapan ayunan aliran,-perubahan kualiti air, keperluan kesinambungan dan belanjawan yang disertakan. Puncak pendek dan sekali-sekala boleh diuruskan dengan penimbalan atau had aliran; turun naik yang kerap mungkin sesuai dengan-kawalan laju aliran; dan keperluan turndown atau redundansi yang luas mungkin memihak kepada reaktor selari berperingkat. Dalam setiap kes, interlock harus menghalang air yang dirawat di luar julat yang disahkan daripada sampai kepada pengguna hiliran.

Apakah yang Perlu Dipastikan Pembeli dengan Pembekal Sistem UV?

Pembeli harus bertanya lebih daripada, "Berapa meter padu sejam yang boleh dirawat oleh sistem ini?" Mereka juga harus mengesahkan:

1. Apakah dos UV yang dihantar pada aliran undian?
2. Di bawah keadaan UVT apakah aliran undian ditentukan?
3. Adakah data prestasi menyumbang kepada penuaan lampu dan -kotoran lengan kuarza?
4. Apakah kadar aliran minimum dan maksimum yang disahkan?
5. Jika aliran melebihi had yang disahkan, adakah sistem akan mencetuskan penggera, menutup injap, mengitar semula air atau terus membekalkannya?
6. Adakah pengawal memantau aliran, keamatan UV, UVT dan dos yang disahkan dalam masa nyata?
7. Apakah kehilangan tekanan pada aliran puncak?
8. Adakah reaktor siap sedia diperlukan semasa penyelenggaraan atau kegagalan lampu?

Jika pembekal hanya menyediakan watt lampu dan tidak dapat menentukan dos UV sasaran, keadaan UVT atau aliran disahkan maksimum, penarafan kuasa sahaja tidak menunjukkan prestasi aliran puncak{0}}yang boleh dipercayai.

Kesimpulan

Mengurus aliran puncak dengan betul memerlukan lebih daripada sekadar meningkatkan kuasa lampu. Ia memerlukan strategi kawalan lengkap:

Ukur aliran puncak sebenar, pilih sistem untuk keadaan air-terburuk, laraskan keluaran UV secara dinamik dalam julat yang disahkan dan gunakan reaktor selari, penyimpanan penimbal, had aliran dan interlock automatik untuk mengelakkan air terkurang dos daripada sampai ke sistem hiliran.

Apabila menilai projek UV, Agua Topone mengesyorkan agar pelanggan menyediakan aliran segera maksimum, UVT minimum, data kualiti-air yang berkaitan, dos UV yang diperlukan dan corak pengendalian sebenar.

Hanya dengan menilai keadaan ini bersama-sama boleh pereka bentuk menentukan sama ada projek memerlukan reaktor tunggal yang lebih besar, reaktor selari berperingkat atau penyelesaian UV lengkap dengan kawalan aliran dan interlock keselamatan automatik.

Sistem UV tidak boleh dipercayai hanya kerana lampunya kekal bercahaya di bawah keadaan operasi purata. Kebolehpercayaan bermakna setiap bahagian air masih menerima dos UV yang diperlukan semasa keadaan paling sibuk dan paling tidak menguntungkan.