ในช่วงที่มีความต้องการโรงแรมถึงจุดสูงสุด การทำความสะอาดแบบรวมศูนย์ใน-โรงงานแปรรูปอาหาร -การเริ่มต้นสายการผลิต- หรือการทำงานพร้อมกันของอุปกรณ์หลายชิ้น อัตราการไหลทันทีอาจสูงกว่าค่าเฉลี่ยปกติมาก

ระบบ UV อาจยังคงเปิดอยู่ และตัวควบคุมอาจไม่แสดงความผิดปกติของหลอดไฟ แต่น้ำอาจไหลผ่านเครื่องปฏิกรณ์เร็วกว่าช่วงการทำงานที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว คำถามที่แท้จริงไม่ใช่ว่าหลอด UV ใช้งานได้หรือไม่ แต่อยู่ที่ว่าน้ำทุกส่วนยังคงได้รับปริมาณรังสี UV ที่ต้องการหรือไม่

ดังนั้นระบบยูวีจึงไม่ควรมีขนาดสำหรับการไหลโดยเฉลี่ยเพียงอย่างเดียว ต้องรักษาประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อที่ต้องการเมื่อมีการไหลสูงสุดในทันที การส่งผ่านรังสี UV จริงขั้นต่ำ (UVT) อายุของหลอดไฟ และสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยอื่นๆ เกิดขึ้นพร้อมกัน

เหตุใด Peak Flow จึงส่งผลต่อการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวี

การฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวีจะทำงานเฉพาะเมื่อจุลินทรีย์ดูดซับพลังงานอัลตราไวโอเลตเพียงพอในขณะที่ผ่านเครื่องปฏิกรณ์ กล่าวอย่างง่าย ปริมาณรังสียูวีสามารถแสดงเป็น:

ปริมาณรังสียูวี (mJ/cm²) µ ความเข้มของรังสียูวี (mW/cm²) × เวลาที่ได้รับแสง (วินาที)

เวลากักเก็บไฮดรอลิกโดยเฉลี่ยสัมพันธ์กับอัตราการไหล:

เวลากักเก็บ µ ปริมาตรเครื่องปฏิกรณ์ที่มีประสิทธิผล ۞ อัตราการไหล

เมื่อปริมาตรเครื่องปฏิกรณ์และเอาต์พุต UV ไม่เปลี่ยนแปลง อัตราการไหลที่สูงขึ้นมักจะทำให้เวลาที่น้ำใช้ภายในเครื่องปฏิกรณ์สั้นลง และอาจลดปริมาณรังสี UV ที่ส่งมอบ

สำนักงานตรวจสอบน้ำดื่มแห่งสหราชอาณาจักรระบุว่าปริมาณรังสียูวีขึ้นอยู่กับการฉายรังสีและเวลาที่น้ำยังคงอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์ ดังนั้นจึงต้องไม่เกินขั้นตอนการออกแบบสูงสุดที่ระบุของผู้ผลิต

ที่มา: UK DWI UV Disinfection Guidance

อย่างไรก็ตาม ในเครื่องปฏิกรณ์ UV จริง ไม่สามารถสรุปได้ว่าการไหลที่เพิ่มขึ้น 40% จะทำให้ปริมาณรังสี UV ลดลง 40% เสมอไป การกระจายตัวของไฮดรอลิก ความปั่นป่วน ตำแหน่งของหลอดไฟ รูปทรงของเครื่องปฏิกรณ์ และเส้นทางการไหลที่แตกต่างกันผ่านห้องเพาะเลี้ยง ล้วนส่งผลต่อปริมาณรังสีสุดท้าย

โครงการวิศวกรรมจึงควรอาศัยปริมาณการลดเทียบเท่า (RED) ที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว แทนที่จะอาศัยการคำนวณทางทฤษฎีเพียงอย่างเดียว

ตัวอย่างเช่น สมมติว่าเครื่องปฏิกรณ์ UV ได้รับการตรวจสอบภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้:

• อัตราการไหลสูงสุด: 10 ลบ.ม./ชม
• UVT ขั้นต่ำ: 85%
• ปริมาณรังสี UV ที่ตรวจสอบแล้ว: 40 ม.จูล/ซม.²
• ความเข้มของรังสียูวีคงอยู่เหนือค่าที่กำหนด

หากการไหลสูงสุดจริงถึง 14 ลบ.ม./ชม. แสดงว่าเครื่องปฏิกรณ์กำลังทำงานนอกช่วงที่ได้รับการตรวจสอบ ปริมาณรังสียูวีที่เหลืออยู่ไม่สามารถกำหนดได้อย่างน่าเชื่อถือโดยการประมาณค่าอย่างง่าย ข้อสรุปที่ป้องกันได้คือข้อมูลการตรวจสอบความถูกต้องดั้งเดิมไม่รับประกันประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้ออีกต่อไป

ช่วงเวลาสั้น-ไม่สามารถละเลยจุดสูงสุดของโฟลว์ระยะเวลาได้

ผู้ปฏิบัติงานบางรายคิดว่าจุดสูงสุดที่กินเวลาเพียงไม่กี่นาทีจะมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อคุณภาพน้ำโดยรวม อย่างไรก็ตาม การฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ไม่ได้รับการประเมินตามปริมาณเฉลี่ยต่อวัน

แม้ว่าการไหลจะเกินความสามารถของเครื่องปฏิกรณ์เพียงหนึ่งนาที แต่น้ำบางส่วนอาจได้รับปริมาณรังสี UV ที่ไม่เพียงพอก่อนที่จะเข้าสู่ถังเก็บ สายการผลิต หรือเครือข่ายการจำหน่าย

สำหรับน้ำดื่ม การผลิตอาหารและเครื่องดื่ม การผลิตยา และการใช้งานอื่นๆ ที่ไวต่อจุลชีววิทยา แม้จะใช้ยาเกินขนาดเพียงช่วงสั้นๆ ก็ควรถือเป็นความเสี่ยงของระบบ

ความท้าทายอาจมีมากขึ้นในการใช้งานกับน้ำผิวดิน- น้ำฝน และน้ำเสีย เนื่องจากการไหลสูงสุดอาจเกิดขึ้นพร้อมกับความขุ่นที่สูงขึ้น ปริมาณสารแขวนลอยที่เพิ่มขึ้น หรือ UVT ที่ลดลง ระบบจะประสบปัญหาสองประการในเวลาเดียวกัน:

• การเคลื่อนที่ของน้ำเร็วขึ้นจะช่วยลดเวลาการสัมผัส
• การดูดซับรังสียูวีที่เพิ่มขึ้นจะช่วยลดความเข้มของรังสียูวีที่มีประสิทธิผลภายในน้ำ

การรวมกันนี้ยากต่อการจัดการมากกว่าการเพิ่มการไหลเพียงอย่างเดียว

ระบบ UV ควรตอบสนองต่อการไหลสูงสุดอย่างไร

1. วัดการไหลสูงสุดที่เกิดขึ้นจริง

ไม่ควรเลือกระบบ UV โดยหารปริมาณการใช้น้ำทั้งหมดในแต่ละวันด้วย 24 ชั่วโมง ค่าการออกแบบที่เกี่ยวข้องคือการไหลสูงสุดทันทีที่อาจผ่านเครื่องปฏิกรณ์ UV

การไหลสูงสุดอาจเกิดจาก:

• ช่องจ่ายน้ำหลายช่องเปิดพร้อมกัน
• ปั๊มสตาร์ท-หรือเปลี่ยนปั๊ม
• การจัดเก็บอย่างรวดเร็ว-การเติมถัง
• การทำความสะอาด CIP และการล้างอุปกรณ์
• การดำเนินการเติม-สายการผลิตพร้อมกัน
• กรองการล้างย้อน
• การเปลี่ยนแปลงกะการผลิต
• ฤดูฝน-หรือน้ำเสียจะมีปริมาณสูงสุด

สำหรับโครงการเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม แนวทางที่แนะนำคือการใช้มิเตอร์วัดการไหลหรือเครื่องบันทึกข้อมูลเพื่อบันทึกโปรไฟล์การไหลจริงในช่วงเวลาหนึ่ง จากนั้นเปรียบเทียบผลลัพธ์กับกำลังการผลิตสูงสุดของปั๊ม

อัตราการไหลหรือปริมาณการใช้น้ำโดยเฉลี่ยของปั๊ม-เพียงอย่างเดียวอาจไม่สามารถเปิดเผยการไหลสูงสุดที่แท้จริงผ่านเครื่องปฏิกรณ์ UV ได้

2. เลือกระบบ UV สำหรับกรณีที่แย่ที่สุด-การรวมเคส

อัตราการไหลของระบบ UV ไม่ขึ้นอยู่กับสภาพการทำงาน อย่างน้อยที่สุด การเลือกระบบควรคำนึงถึง:

• การไหลสูงสุดทันที
• ปริมาณรังสียูวีที่ต้องการ
• UVT จริงขั้นต่ำ
• เอาต์พุตของหลอดไฟเมื่อสิ้นสุดอายุหลอดไฟ
• คาดว่าปลอกควอตซ์-จะเปรอะเปื้อน
• การสูญเสียแรงดันที่การไหลสูงสุด
• จุลินทรีย์เป้าหมาย

เครื่องปฏิกรณ์ UV เครื่องเดียวกันอาจมีความสามารถในการบำบัดสูงสุดแตกต่างกันอย่างมากที่ 90% UVT และ 70% UVT

เอกสารข้อมูลที่ระบุว่า "20 ลบ.ม./ชม." จึงไม่เพียงพอ เว้นแต่จะระบุ UVT ปริมาณรังสี UV เป้าหมาย และสภาวะการทำงานที่สอดคล้องกันด้วย

สำหรับการใช้งานน้ำดื่ม-บางระบบ ระบบ NSF/ANSI 55 Class A จะใช้ปริมาณรังสียูวีที่เทียบเท่ากับอย่างน้อย 40 mJ/cm² เป็นข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ อย่างไรก็ตาม ค่านี้ไม่ควรใช้กับทุกโปรเจ็กต์โดยอัตโนมัติ ปริมาณที่ต้องการขั้นสุดท้ายจะต้องกำหนดตามแหล่งที่มา-ความเสี่ยงต่อน้ำ จุลินทรีย์เป้าหมาย และข้อบังคับท้องถิ่นที่เกี่ยวข้อง

ที่มา: เอกสารทางเทคนิคของ Health Canada

3. ปรับเอาต์พุต UV แบบไดนามิกภายในช่วงที่ตรวจสอบแล้ว

สำหรับระบบที่มีความผันผวนของการไหลบ่อยครั้ง การควบคุมอัตราการไหล-สามารถใช้เพื่อจับคู่เอาต์พุต UV ตามความต้องการ

เมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้น ตัวควบคุมอาจ:

• เพิ่มพลังหลอดไฟ
• เปิดใช้งานช่องหลอดไฟเพิ่มเติม
• เริ่มโมดูล UVC LED เพิ่มเติม

เมื่อการไหลลดลง ระบบสามารถลดเอาต์พุตเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้พลังงานโดยไม่จำเป็น

อย่างไรก็ตาม การควบคุมพลังงานแบบแปรผัน-ไม่สามารถขยายขีดความสามารถของเครื่องปฏิกรณ์ได้อย่างไม่มีกำหนด แม้ว่าหลอดไฟฟ้ากำลังสูงสุด อาจไม่รับประกันปริมาณที่ต้องการเมื่อการไหลเกินค่าสูงสุดที่ตรวจสอบได้

สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริการะบุว่าการตรวจสอบปริมาณรังสียูวีควรรวมอัตราการไหล ความเข้มของรังสียูวี และสถานะของหลอดไฟ ระบบปริมาณรังสีที่คำนวณได้บางระบบอาจใช้ข้อมูล UVT และพลังงานหลอดไฟ-ด้วย

ที่มา: คู่มือคำแนะนำในการฆ่าเชื้อด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตของ US EPA

4. ใช้เครื่องปฏิกรณ์ UV หลายเครื่องในการกำหนดค่าแบบขนานแบบทีละขั้น

สำหรับโครงการเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมที่มีรูปแบบการไหลสูง เครื่องปฏิกรณ์ UV แบบขนานแบบแบ่งระยะสามารถให้ความยืดหยุ่นมากกว่าเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่เครื่องเดียว

ตัวอย่างเช่น:

• เครื่องปฏิกรณ์เครื่องหนึ่งทำงานในช่วง-ช่วงการไหลต่ำ
• เครื่องปฏิกรณ์ตัวที่สองเริ่มทำงานเมื่อการไหลเพิ่มขึ้น
• เครื่องปฏิกรณ์หลายเครื่องทำงานพร้อมกันในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด
• เครื่องปฏิกรณ์หนึ่งเครื่องจะถูกเก็บไว้เป็นหน่วยสำรอง

การจัดเรียงนี้จะทำให้เครื่องปฏิกรณ์แต่ละตัวอยู่ภายในช่วงการไหลที่ได้รับการตรวจสอบความถูกต้อง ในขณะเดียวกันก็ลดการใช้พลังงานที่ไม่จำเป็นในช่วง-ช่วงการไหลต่ำ

อย่างไรก็ตาม ระบบคู่ขนานจำเป็นต้องมีการปรับสมดุลการไหลอย่างระมัดระวัง หากความต้านทานการแตกแขนงแตกต่างกัน เครื่องปฏิกรณ์เครื่องหนึ่งอาจได้รับการไหลมากเกินไป ในขณะที่อีกเครื่องหนึ่งได้รับน้อยเกินไป

งานท่อจึงควรได้รับการออกแบบให้มีเครื่องวัดอัตราการไหล วาล์วปรับสมดุล หรือวาล์วควบคุมอัตโนมัติที่เหมาะสม

5. ลดการไหลสูงสุดด้วยถังบัฟเฟอร์หรืออุปกรณ์ควบคุมการไหล-

เมื่อจุดสูงสุดที่สูงเกิดขึ้นเพียงช่วงสั้นๆ อาจมีการติดตั้งถังบัฟเฟอร์ไว้ที่ต้นทางของระบบ UV ปั๊มความถี่แปรผัน-สามารถป้อนเครื่องปฏิกรณ์ด้วยอัตราการไหลที่เสถียรยิ่งขึ้น

ตัวเลือกการควบคุมโฟลว์อื่นๆ-ได้แก่:

• ตัวจำกัดการไหล
• วาล์วควบคุมอัตโนมัติ
• ตัวแปร-ปั๊มความถี่
• อุปกรณ์ควบคุมความดัน-

อุปกรณ์เหล่านี้ช่วยป้องกันการไหลเกินขีดจำกัดการบำบัดของระบบยูวี

UV ไม่มีสารฆ่าเชื้อโรคตกค้าง หากมีการติดตั้งถังเก็บหลังเครื่องปฏิกรณ์ น้ำฆ่าเชื้ออาจยังคงปนเปื้อนซ้ำระหว่างการเก็บรักษา

ถังจึงควรได้รับการออกแบบอย่างถูกสุขลักษณะ ตรวจสอบ และทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอ ในโครงการที่มีความเสี่ยงสูง- สามารถติดตั้ง UV ขั้นตอนสุดท้ายได้หลังถังเก็บและก่อนถึงจุดใช้งาน

DWI ของสหราชอาณาจักรยังตั้งข้อสังเกตอีกว่า UV ไม่ได้ให้สารฆ่าเชื้อตกค้าง ทำให้การจัดการด้านสุขอนามัยภายในระบบจัดเก็บและกระจายสินค้ามีความสำคัญอย่างยิ่ง

ที่มา: UK DWI UV Disinfection Guidance

ควรเลือกโซลูชันการไหลสูงสุด{0}}ที่แตกต่างกันอย่างไร

การคัดเลือกควรสะท้อนถึงระยะเวลาสูงสุด ขนาดและความถี่ของการไหลของน้ำที่ผันผวน การเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำ- ความต้องการความต่อเนื่อง และงบประมาณ จุดสูงสุดที่สั้นเป็นครั้งคราวอาจถูกจัดการด้วยการบัฟเฟอร์หรือข้อจำกัดการไหล ความผันผวนบ่อยครั้งอาจเหมาะกับการควบคุมการไหล-; และข้อกำหนดการเทิร์นดาวน์หรือความซ้ำซ้อนในวงกว้างอาจเป็นประโยชน์ต่อเครื่องปฏิกรณ์แบบขนานแบบจัดฉาก ในทุกกรณี อินเตอร์ล็อคควรป้องกันไม่ให้น้ำที่ผ่านการบำบัดนอกช่วงที่ตรวจสอบแล้วเข้าถึงผู้ใช้ปลายทางได้

ผู้ซื้อควรยืนยันอะไรกับซัพพลายเออร์ระบบ UV

ผู้ซื้อควรถามมากกว่าว่า "ระบบนี้สามารถบำบัดได้กี่ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง" พวกเขาควรยืนยันด้วย:

1. ปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตที่ส่งไปที่อัตราการไหลที่กำหนดคือเท่าไร?
2. อัตราการไหลที่กำหนดภายใต้สภาวะ UVT ใด
3. ข้อมูลประสิทธิภาพคำนึงถึงอายุของหลอดไฟและการเปรอะเปื้อนของปลอกควอตซ์-หรือไม่
4. อัตราการไหลขั้นต่ำและสูงสุดที่ตรวจสอบแล้วคือเท่าใด
5. หากการไหลเกินขีดจำกัดที่ตรวจสอบแล้ว ระบบจะส่งสัญญาณเตือน ปิดวาล์ว หมุนเวียนน้ำ หรือจ่ายน้ำต่อไปหรือไม่
6. ตัวควบคุมจะตรวจสอบการไหล ความเข้มของรังสียูวี UVT และปริมาณรังสีที่ตรวจสอบแล้วแบบเรียลไทม์หรือไม่
7. การสูญเสียแรงดันที่การไหลสูงสุดเป็นเท่าใด
8. จำเป็นต้องมีเครื่องปฏิกรณ์สำรองระหว่างการบำรุงรักษาหรือหลอดไฟขัดข้องหรือไม่?

หากซัพพลายเออร์ระบุเฉพาะกำลังไฟของหลอดไฟและไม่สามารถระบุปริมาณรังสี UV เป้าหมาย สภาวะ UVT หรืออัตราการไหลสูงสุดที่ตรวจสอบได้ อัตรากำลังเพียงอย่างเดียวไม่ได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการไหลสูงสุด-ที่เชื่อถือได้

บทสรุป

การจัดการการไหลสูงสุดอย่างถูกต้องต้องการมากกว่าแค่การเพิ่มกำลังไฟของหลอดไฟ เรียกร้องให้มีกลยุทธ์การควบคุมที่สมบูรณ์:

วัดการไหลสูงสุดตามจริง เลือกระบบสำหรับสภาวะน้ำในกรณีที่แย่ที่สุด- ปรับเอาต์พุต UV แบบไดนามิกภายในช่วงที่ได้รับการตรวจสอบ และใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบขนาน การจัดเก็บบัฟเฟอร์ ข้อจำกัดการไหล และการเชื่อมต่ออัตโนมัติเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำที่จ่ายเกินปริมาณเข้าถึงระบบปลายน้ำ

เมื่อประเมินโครงการ UV Agua Topone ขอแนะนำให้ลูกค้าระบุการไหลสูงสุดในทันที UVT ขั้นต่ำ ข้อมูลคุณภาพน้ำที่เกี่ยวข้อง- ปริมาณรังสี UV ที่ต้องการ และรูปแบบการทำงานจริง

มีเพียงการประเมินเงื่อนไขเหล่านี้ร่วมกันเท่านั้นที่ผู้ออกแบบสามารถระบุได้ว่าโครงการต้องการเครื่องปฏิกรณ์เดี่ยวที่มีขนาดใหญ่กว่า เครื่องปฏิกรณ์แบบขนานแบบแบ่งระยะ หรือโซลูชัน UV ที่สมบูรณ์พร้อมระบบควบคุมการไหลและอินเตอร์ล็อคด้านความปลอดภัยอัตโนมัติ

ระบบยูวีไม่น่าเชื่อถือเพียงเพราะว่าหลอดไฟยังคงส่องสว่างภายใต้สภาวะการทำงานโดยเฉลี่ย ความน่าเชื่อถือหมายความว่าน้ำทุกส่วนยังคงได้รับปริมาณรังสียูวีตามที่ต้องการในระหว่างสภาวะที่ยุ่งวุ่นวายที่สุดและไม่เอื้ออำนวยที่สุด