Otel talebinin zirve yaptığı zamanlarda, gıda-işleme tesislerinde merkezi temizlik, dolum-hattının başlatılması-veya birden fazla ekipmanın eşzamanlı çalıştırılması sırasında, anlık akış hızı normal ortalamanın çok üzerine çıkabilir.

UV sistemi açık kalabilir ve kontrol cihazı herhangi bir lamba arızası göstermeyebilir, ancak su halihazırda reaktörden doğrulanmış çalışma aralığının izin verdiğinden daha hızlı geçiyor olabilir. Asıl soru UV lambasının çalışıp çalışmadığı değil, suyun her bölümünün hala gerekli UV dozunu alıp almadığıdır.

Bu nedenle bir UV sistemi yalnızca ortalama akışa göre boyutlandırılmamalıdır. Maksimum anlık akış, minimum gerçek UV geçirgenliği (UVT), lamba eskimesi ve diğer olumsuz koşullar bir arada meydana geldiğinde gerekli dezenfeksiyon performansını korumalıdır.

Zirve Akışı Neden UV Dezenfeksiyonunu Etkiler?

UV dezenfeksiyonu yalnızca mikroorganizmalar reaktörden geçerken yeterli ultraviyole enerjiyi emdiğinde işe yarar. Basitleştirilmiş bir ifadeyle UV dozu şu şekilde ifade edilebilir:

UV Dozu (mJ/cm²) ≈ UV Yoğunluğu (mW/cm²) × Maruz Kalma Süresi (s)

Ortalama hidrolik tutma süresi akış hızıyla ilişkilidir:

Tutma Süresi ≈ Etkin Reaktör Hacmi ÷ Akış Hızı

Reaktör hacmi ve UV çıkışı değişmediğinde, daha yüksek bir akış hızı genellikle suyun reaktör içinde geçirdiği süreyi kısaltır ve iletilen UV dozunu azaltabilir.

Birleşik Krallık İçme Suyu Müfettişliği, UV dozunun ışınım miktarına ve suyun reaktör içinde kalma süresine bağlı olduğunu belirtiyor. Bu nedenle üreticinin belirttiği maksimum tasarım akışı aşılmamalıdır.

Kaynak: Birleşik Krallık DWI UV Dezenfeksiyon Kılavuzu

Ancak gerçek bir UV reaktöründe akıştaki %40'lık bir artışın her zaman UV dozunda %40'lık bir azalmaya yol açacağını varsaymak doğru değildir. Hidrolik dağıtım, türbülans, lamba konumu, reaktör geometrisi ve haznedeki farklı akış yollarının tümü nihai dozu etkiler.

Bu nedenle mühendislik projeleri, yalnızca teorik hesaplamalar yerine, onaylanmış bir Eşdeğer İndirgeme Dozuna (RED) dayanmalıdır.

Örneğin, bir UV reaktörünün aşağıdaki koşullar altında doğrulandığını varsayalım:

• Maksimum akış hızı: 10 m³/saat
• Minimum UVT: %85
• Doğrulanmış UV dozu: 40 mJ/cm²
• Belirtilen ayar noktasının üzerinde tutulan UV yoğunluğu

Gerçek tepe akışı 14 m³/saat'e ulaşırsa, reaktör onaylanmış aralığın dışında çalışıyor demektir. Geri kalan UV dozu basit ekstrapolasyonla güvenilir bir şekilde belirlenemez; savunulabilir sonuç, orijinal doğrulama verilerinin artık dezenfeksiyon performansını garanti etmediğidir.

Kısa-Süreli Akış Zirveleri Göz Ardı Edilemez

Bazı operatörler, yalnızca birkaç dakika süren bir zirvenin genel su kalitesi üzerinde çok az etki yaratacağını varsaymaktadır. Ancak mikrobiyal dezenfeksiyon ortalama günlük doz esas alınarak değerlendirilmez.

Akış, reaktörün kapasitesini yalnızca bir dakikalığına aşsa bile, suyun bir kısmı depolama tankına, üretim hattına veya dağıtım ağına girmeden önce yetersiz UV dozu alabilir.

İçme suyu, yiyecek ve içecek üretimi, ilaç üretimi ve diğer mikrobiyolojik açıdan hassas uygulamalarda, kısa süreli düşük dozlama bile sistem riski olarak değerlendirilmelidir.

Yüzey-suyu, yağmur suyu ve atık su uygulamalarında zorluk daha büyük olabilir çünkü en yüksek akış daha yüksek bulanıklık, artan askıda katı maddeler veya azalan UVT ile çakışabilir. Sistem daha sonra aynı anda iki sorunla karşı karşıya kalır:

• Daha hızlı su hareketi maruz kalma süresini azaltır.
• Artan UV emilimi, su içindeki etkili UV yoğunluğunu azaltır.

Bu kombinasyonun yönetimi tek başına akış artışından daha zordur.

Bir UV Sistemi Zirve Akışına Nasıl Tepki Vermelidir?

1. Gerçek Tepe Akışını Ölçün

Günlük toplam su tüketimini 24 saate bölerek UV sistemi seçilmemelidir. İlgili tasarım değeri, UV reaktöründen geçebilecek maksimum anlık akıştır.

Pik akışın nedeni şunlar olabilir:

• Aynı anda birden fazla su çıkışı açılıyor
• Pompanın-çalıştırılması veya pompanın değiştirilmesi
• Hızlı depolama-tankı yenileme
• CIP temizliği ve ekipman durulaması
• Eş zamanlı dolum-hattı işlemi
• Filtre geri yıkama
• Üretim vardiyası değişiklikleri
• Yağmurlu-mevsim veya yoğun atık su akışları

Ticari ve endüstriyel projeler için tercih edilen yaklaşım, temsili bir süre boyunca gerçek akış profilini kaydetmek için bir akış ölçer veya veri kaydedici kullanmak, ardından sonuçları pompanın maksimum çıkış kapasitesiyle karşılaştırmaktır.

Pompanın nominal akışı veya ortalama su tüketimi tek başına{0}, UV reaktöründeki gerçek tepe akışını ortaya çıkarmada başarısız olabilir.

2. En Kötü-Durum Kombinasyonu için UV Sistemini Seçin

Bir UV sisteminin nominal akışı çalışma koşullarından bağımsız değildir. Sistem seçiminde en azından aşağıdakiler dikkate alınmalıdır:

• Maksimum anlık akış
• Gerekli UV dozu
• Minimum gerçek UVT
• Lamba ömrünün sonunda lamba çıkışı
• Beklenen kuvars-manşon kirlenmesi
• Tepe akışında basınç kaybı
• Hedef mikroorganizmalar

Aynı UV reaktörü, %90 UVT ve %70 UVT'de büyük ölçüde farklı maksimum işleme kapasitelerine sahip olabilir.

Bu nedenle "20 m³/saat" ifadesini içeren bir veri sayfası, karşılık gelen UVT'yi, hedef UV dozunu ve çalışma koşullarını da belirtmediği sürece yetersizdir.

Bazı içme{0}suyu uygulamaları için, NSF/ANSI 55 Sınıf A sistemleri, önemli bir performans gereksinimi olarak en az 40 mJ/cm²'ye eşdeğer bir UV dozu kullanır. Ancak bu değerin her projeye otomatik olarak uygulanmaması gerekir. Gerekli nihai doz, kaynak-su riskine, hedef mikroorganizmalara ve geçerli yerel düzenlemelere göre belirlenmelidir.

Kaynak: Health Canada Teknik Belgesi

3. Doğrulanmış Aralık İçinde UV Çıkışını Dinamik Olarak Ayarlayın

Sık akış dalgalanmalarının olduğu sistemlerde, UV çıkışını talebe göre eşleştirmek için akış-tempolu kontrol kullanılabilir.

Akış hızı arttığında kontrolör şunları yapabilir:

• Lamba gücünü artırın
• Ek lamba kümelerini etkinleştirin
• Ek UVC LED modüllerini başlatın

Akış azaldığında sistem, gereksiz enerji tüketimini önlemek için çıkışı azaltabilir.

Ancak değişken-güç kontrolü, reaktör kapasitesini süresiz olarak genişletemez. Lambalar maksimum güçte olsa bile, akış doğrulanmış maksimum değeri aştığında gerekli doz garanti edilemeyebilir.

ABD EPA, UV dozu izlemenin akış hızı, UV yoğunluğu ve lamba durumunu içermesi gerektiğini belirtir. Bazı hesaplanmış-doz ​​sistemleri UVT ve lamba gücü verilerini de kullanabilir-.

Kaynak: US EPA Ultraviyole Dezenfeksiyon Kılavuzu Kılavuzu

4. Aşamalı Paralel Konfigürasyonda Çoklu UV Reaktörleri Kullanın

Büyük akış varyasyonlarına sahip ticari ve endüstriyel projeler için, kademeli paralel UV reaktörleri, büyük boyutlu bir reaktörden daha fazla esneklik sunabilir.

Örneğin:

• Bir reaktör düşük-akış dönemlerinde çalışır.
• Akış arttığında ikinci bir reaktör devreye girer.
• Maksimum talep sırasında birden fazla reaktör aynı anda çalışır.
• Bir reaktör yedek ünite olarak tutulur.

Bu düzenleme, her reaktörü doğrulanmış akış aralığında tutarken düşük-akış dönemlerinde gereksiz enerji kullanımını azaltır.

Ancak paralel sistemler dikkatli bir akış dengelemesi gerektirir. Dallanma direnci farklıysa, bir reaktör aşırı akış alırken diğeri çok az akış alabilir.

Bu nedenle boru sistemi uygun akış ölçerler, dengeleme vanaları veya otomatik kontrol vanaları ile tasarlanmalıdır.

5. Bir Tampon Tankı veya Akış-Kontrol Ekipmanı ile Tepe Akışını Azaltın

Yüksek pik yalnızca kısa bir süre sürdüğünde, UV sisteminin önüne bir tampon tankı yerleştirilebilir. Değişken-frekanslı bir pompa daha sonra reaktörü daha kararlı bir akış hızında besleyebilir.

Diğer akış-kontrol seçenekleri şunları içerir:

• Akış kısıtlayıcılar
• Otomatik düzenleme vanaları
• Değişken-frekanslı pompalar
• Basınç{0}}kontrol cihazları

Bu cihazlar akışın UV sisteminin arıtma sınırını aşmasını önlemeye yardımcı olur.

UV artık dezenfeksiyon sağlamaz. Reaktörden sonra bir depolama tankı kurulursa, dezenfekte edilmiş su depolama sırasında yine de yeniden kirlenmiş olabilir.

Bu nedenle tank hijyenik olarak tasarlanmalı, düzenli olarak incelenmeli ve temizlenmelidir. Daha yüksek-riskli projelerde, son UV aşaması depolama tankından sonra ve kullanım noktasından önce kurulabilir.

Birleşik Krallık DWI ayrıca UV'nin dezenfektan kalıntısı sağlamadığını, bu durumun depolama ve dağıtım sistemlerindeki hijyen yönetimini özellikle önemli hale getirdiğini belirtiyor.

Kaynak: Birleşik Krallık DWI UV Dezenfeksiyon Kılavuzu

Farklı Tepe{0}}Akış Çözümleri Nasıl Seçilmelidir?

Seçim, zirve süresini, akış dalgalanmalarının büyüklüğünü ve sıklığını, buna eşlik eden su kalitesindeki değişiklikleri, süreklilik gereksinimlerini ve bütçeyi yansıtmalıdır. Kısa, ara sıra ortaya çıkan zirveler, tamponlama veya akış sınırlaması ile yönetilebilir; sık dalgalanmalar akış-tempolu kontrole uygun olabilir; ve geniş kısma veya artıklık gereksinimleri, aşamalı paralel reaktörleri tercih edebilir. Her durumda, güvenlik önlemleri, onaylanmış aralığın dışında arıtılan suyun alt kullanıcılara ulaşmasını önlemelidir.

Alıcılar UV Sistem Tedarikçisinden Neyi Onaylamalı?

Alıcılar şu sorudan fazlasını sormalıdır: "Bu sistem saatte kaç metreküp işleyebilir?" Ayrıca şunları da onaylamaları gerekir:

1. Nominal akışta hangi UV dozu iletiliyor?
2. Nominal akış hangi UVT koşulu altında belirlendi?
3. Performans verileri lamba eskimesini ve kuvars-manşon kirlenmesini hesaba katıyor mu?
4. Doğrulanmış minimum ve maksimum akış hızları nelerdir?
5. Akış doğrulanan sınırı aşarsa sistem bir alarm tetikleyecek mi, bir vanayı kapatacak mı, suyu yeniden dolaştıracak mı yoksa beslemeye devam edecek mi?
6. Kontrol cihazı akışı, UV yoğunluğunu, UVT'yi ve doğrulanmış dozu gerçek zamanlı olarak izliyor mu?
7. Tepe akışındaki basınç kaybı nedir?
8. Bakım veya lamba arızası sırasında yedek reaktör gerekli midir?

Bir tedarikçi yalnızca lamba gücü sağlıyorsa ve hedef UV dozunu, UVT koşullarını veya onaylanmış maksimum akışı belirleyemiyorsa, güç değeri tek başına güvenilir tepe-akış performansını göstermez.

Çözüm

Pik akışını doğru bir şekilde yönetmek, lamba gücünü artırmaktan daha fazlasını gerektirir. Tam bir kontrol stratejisi gerektirir:

Gerçek tepe akışını ölçün, sistemi en kötü-su koşulları için seçin, UV çıkışını doğrulanan aralık dahilinde dinamik olarak ayarlayın ve yetersiz dozda suyun aşağı akış sistemine ulaşmasını önlemek için paralel reaktörler, tampon depolama, akış sınırlaması ve otomatik kilitlemeler kullanın.

Agua Topone, bir UV projesini değerlendirirken müşterilerin maksimum anlık akışı, minimum UVT'yi, ilgili su- kalitesi verilerini, gerekli UV dozunu ve gerçek çalışma modelini sağlamalarını önerir.

Tasarımcı, ancak bu koşulları birlikte değerlendirerek projenin daha büyük bir tek reaktöre mi, kademeli paralel reaktörlere mi yoksa akış kontrolü ve otomatik güvenlik kilitlerine sahip eksiksiz bir UV çözümüne mi ihtiyacı olduğunu belirleyebilir.

Bir UV sistemi yalnızca lambalarının ortalama çalışma koşullarında yanık kalması nedeniyle güvenilir değildir. Güvenilirlik, suyun her bölümünün en yoğun ve en elverişsiz koşullar sırasında bile gerekli UV dozunu alması anlamına gelir.