Ένας αντιδραστήρας υπεριώδους ακτινοβολίας δεν έχει έναν σημαντικό μέγιστο ρυθμό ροής ανεξάρτητο από τις συνθήκες επεξεργασίας. Η ωφέλιμη χωρητικότητά του εξαρτάται από την απαιτούμενη δόση υπεριώδους ακτινοβολίας, την υπεριώδη διαπερατότητα του νερού (UVT), τη διαμόρφωση του αντιδραστήρα και τις συνθήκες λειτουργίας που υποστηρίζονται από την τεκμηρίωση απόδοσης.

Οι καμπύλες απόδοσης δόσης-ροής UV βοηθούν τους αγοραστές, τους εγκαταστάτες και τους σχεδιαστές συστημάτων να συνδέσουν αυτές τις συνθήκες. Αυτός ο οδηγός εξηγεί πώς να διαβάζετε μια καμπύλη, τι να ρωτήσετε για τις υποθέσεις πίσω από αυτήν και πώς να διατηρήσετε τις συνθήκες που υποστηρίζουν την επιλεγμένη βαθμολογία.

Τι σας λέει μια καμπύλη ροής δόσης UV

Η δόση υπεριώδους ακτινοβολίας, που ονομάζεται επίσης ροή, εκφράζεται σε millijoules ανά τετραγωνικό εκατοστό (mJ/cm²). Υπό ομοιόμορφη έκθεση, είναι ο ρυθμός ροής υπεριώδους ακτινοβολίας πολλαπλασιασμένος με το χρόνο έκθεσης. Η αύξηση της ροής μέσω ενός σταθερού αντιδραστήρα γενικά μειώνει τον χρόνο παραμονής, ο οποίος μπορεί να μειώσει τη δόση όταν οι άλλες συνθήκες παραμένουν αμετάβλητες.

Αυτό εξηγεί την πτωτική τάση πολλών καμπυλών. Ωστόσο, ένας πραγματικός αντιδραστήρας έχει μια κατανομή των συνθηκών έκθεσης: οι μικροοργανισμοί ακολουθούν διαφορετικές υδραυλικές διαδρομές και διέρχονται από διαφορετικές εντάσεις φωτός. Μια απλή μέση ένταση πολλαπλασιαζόμενη με τον μέσο χρόνο παραμονής δεν καθορίζει τη δόση που λαμβάνει κάθε μικροοργανισμός.

Εικόνα 1. Οι τρεις ετικέτες δόσης και ροής παρέχουν ένα παράδειγμα ανάγνωσης. Η UVT, η κατάσταση της λάμπας και η βάση επικύρωσης δεν αναφέρονται στην εικόνα. Αυτό το γραφικό δεν είναι αξιολόγηση προϊόντος Agua Topone.

Ανάγνωση της παρεχόμενης καμπύλης

Η εικόνα αναφοράς επισημαίνει τρία σημεία λειτουργίας. Ο δευτερεύων άξονας ροής του είναι συνεπής με τα γαλόνια ΗΠΑ. οι παρακάτω μετατροπές χρησιμοποιούν 1 GPM ΗΠΑ=3.785411784 L/λεπτό.

Εάν ο απαιτούμενος στόχος είναι 40 mJ/cm², η σχετική επισημασμένη χωρητικότητα είναι 398 GPM υπό τις συνθήκες που αντιπροσωπεύονται από αυτήν την καμπύλη. Επιλέγοντας 530 GPM επειδή είναι μεγαλύτερος αριθμός επικεφαλίδας θα επιλέγαμε ένα σημείο με την ένδειξη 30 mJ/cm². Η επιλογή 993 GPM θα επιλέξει ένα σημείο με την ένδειξη 16 mJ/cm².

Για να διαβάσετε μια τεκμηριωμένη καμπύλη, επιλέξτε την απαιτούμενη δόση στον κατακόρυφο άξονα, μετακινηθείτε οριζόντια στην καμπύλη για τις ισχύουσες συνθήκες και διαβάστε την αντίστοιχη ροή στον οριζόντιο άξονα. Όπου εμφανίζονται πολλές καμπύλες ισχύος UVT ή λυχνίας{1}, προσδιορίστε τη σωστή καμπύλη πριν διαβάσετε τη διασταύρωση.

Εικόνα 2. Εκπαιδευτική ανασυγκρότηση με χρήση των τριών τιμών με ετικέτα. Τα προϊόντα δόσης × ροής είναι περίπου 15.900, επομένως η γραφική γραμμή χρησιμοποιεί D=15.900 / Q, με Q σε GPM ΗΠΑ. Η γραμμή υπολογίζεται, δεν είναι ψηφιοποιημένα ή επικυρωμένα δεδομένα δοκιμής.

Οι γραφικές κουκκίδες της εικόνας δεν ευθυγραμμίζονται όλες ακριβώς με τις επισημασμένες τιμές ροής τους. Επομένως, το σχήμα 2 χρησιμοποιεί τις γραπτές ετικέτες, αντί να αντιμετωπίζει τις θέσεις των εικονοστοιχείων ως ακριβείς μετρήσεις. Η αρχική εικόνα παραμένει χρήσιμη για την εξήγηση της σχέσης, αλλά οι ετικέτες και οι συνθήκες που λείπουν θα πρέπει να διευκρινιστούν πριν χρησιμοποιηθεί για την επιλογή εξοπλισμού.

Γιατί η UVT αλλάζει την έννοια της βαθμολογίας ροής

Η UVT περιγράφει το κλάσμα της υπεριώδους ακτινοβολίας που μεταδίδεται μέσω μιας καθορισμένης διαδρομής νερού σε ένα καθορισμένο μήκος κύματος. Το συμβατικό UVT254 μετράται στα 254 nm, συνήθως σε διαδρομή 1 cm. Το νερό που φαίνεται καθαρό μπορεί ακόμα να απορροφήσει την υπεριώδη ακτινοβολία. Η οπτική διαύγεια δεν είναι μέτρηση UVT.

Εξετάστε ένα απλοποιημένο οπτικό παράδειγμα. Σε ένα σταθερό μήκος κύματος, ομοιογενές απορροφητικό νερό με 95% μετάδοση μέσω 1 cm μεταδίδει περίπου 77,4% έως 5 cm. Στο 85% ανά εκατοστό, η μετάδοση 5 cm είναι περίπου 44,4%. στο 75%, είναι περίπου 23,7%.

Σχήμα 3. Υπολογισμένη μετάδοση χρησιμοποιώντας την κλασματική υπεριώδη ακτινοβολία ενός εκατοστού που ανυψώνεται στο μήκος διαδρομής σε εκατοστά. Η εικόνα προϋποθέτει σταθερό μήκος κύματος και ομοιογενή απορρόφηση, χωρίς μοντέλο σκέδασης ή γεωμετρίας αντιδραστήρα. Δεν μετατρέπει απευθείας την υπεριώδη ακτινοβολία σε μια βαθμολογία δόσης.

Αυτοί οι αριθμοί εξηγούν γιατί μια φαινομενικά μέτρια αλλαγή στην υπεριώδη ακτινοβολία μπορεί να έχει σημασία σε μια μακρύτερη διαδρομή φωτός. Δεν σημαίνουν ότι η δόση του αντιδραστήρα μειώνεται κατά το ίδιο ποσοστό. Η δόση εξαρτάται επίσης από τη θέση της πηγής, την οπτική γεωμετρία, τις αντανακλάσεις και την υδραυλική συμπεριφορά.

Για συστήματα UVC LED, καταγράψτε τη βάση του μήκους κύματος. Το UVT στα 254 nm και στο μήκος κύματος εκπομπής LED δεν είναι αυτόματα εναλλάξιμα. Η ομάδα εργασίας IUVA υπογραμμίζει επίσης τη μικροβιακή απόκριση που εξαρτάται από το μήκος κύματος-και την απόκριση του αισθητήρα κατά την αξιολόγηση της απόδοσης των LED.

Τι αλλάζει η γήρανση του λαμπτήρα και η ρύπανση στα μανίκια

Ένας καθαρός αντιδραστήρας με νέα λάμπα είναι μια συνθήκη αναφοράς. Η γήρανση του λαμπτήρα και οι εναποθέσεις στα μανίκια ή στα οπτικά παράθυρα μπορούν να μειώσουν την αποτελεσματική παροχή UV. Ο σίδηρος, το μαγγάνιο, τα ιζήματα που σχετίζονται με τη σκληρότητα-και άλλα συστατικά του νερού μπορούν να συμβάλουν στη ρύπανση. η σοβαρότητα εξαρτάται από το πραγματικό καθεστώς νερού και καθαρισμού.

Η ρύπανση στα μανίκια μπορεί να είναι μια σημαντική κρυφή απώλεια σε μια τοποθεσία. Διαπιστώστε εάν κυριαρχεί μέσω των μετρήσεων. Συγκρίνετε τάσεις έντασης, UVT, ώρες λειτουργίας λαμπτήρα και ανάκτηση μετά τον καθαρισμό για να διερευνήσετε την αιτία. Η μείωση της έντασης από μόνη της δεν προσδιορίζει ποια απώλεια ευθύνεται.

Το Σχήμα 4 εφαρμόζει υποτιθέμενους παράγοντες κλιμάκωσης στην εκπαιδευτική καμπύλη. Ένας συντελεστής 0,80 μειώνει την υπολογισμένη τομή ροής 40 mJ/cm² από περίπου 398 σε 318 GPM. Ένας συντελεστής 0,60 το μειώνει σε περίπου 239 GPM. Αυτοί οι παράγοντες δείχνουν ευαισθησία. δεν είναι μετρημένοι ρυθμοί γήρανσης ή ένας γενικός κανόνας μείωσης.

Σχήμα 4. Υπολογίστηκαν οι καμπύλες χρησιμοποιώντας D=(15.900 / Q) × f για υποτιθέμενους συντελεστές 1,00, 0,80 και 0,60. Οι συνθήκες UVT και οι υδραυλικές συνθήκες παραμένουν αμετάβλητες σε αυτό το απλοποιημένο παράδειγμα. Η πραγματική γήρανση, η ρύπανση και τα επικυρωμένα όρια πρέπει να προέρχονται από-συγκεκριμένα στοιχεία του αντιδραστήρα.

Ρωτήστε εάν η αξιολόγηση του κατασκευαστή αντιστοιχεί ήδη για την έξοδο-τέλους-ζωής και τη ρύπανση. Οι αναγνωρισμένες προσεγγίσεις επικύρωσης μπορούν να περιλαμβάνουν αυτά τα αποτελέσματα. Μην εφαρμόζετε δεύτερη αυθαίρετη μείωση σε μια βαθμολογία που περιλαμβάνει ήδη τις ίδιες απώλειες. καθορίστε τι καλύπτει το αναφερόμενο περιθώριο.

Γιατί μια υπολογισμένη καμπύλη διαφέρει από μια επικυρωμένη δόση

Μια ομαλή καμπύλη μπορεί να προέλθει από έναν υπολογισμό ή μια προσομοίωση. Η ύπαρξη της καμπύλης δεν αποδεικνύει πώς επαληθεύτηκαν οι τιμές της δόσης της. Οι οδηγίες της EPA περιγράφουν τη βιοδοσομετρία: η-απενεργοποίηση του αντιδραστήρα πλήρους κλίμακας συγκρίνεται με μια σχέση εργαστηριακής δόσης-απόκρισης για τον προσδιορισμό μιας ισοδύναμης δόσης μείωσης (RED), η οποία προσαρμόζεται για μεροληψία και αβεβαιότητα για να ληφθεί μια επικυρωμένη δόση.

Ρωτήστε εάν ο κατακόρυφος άξονας εμφανίζει μια εκτιμώμενη δόση, ΚΟΚΚΙΝΟ, μια επικυρωμένη δόση ή άλλη δηλωμένη μέτρηση απόδοσης. Χρησιμοποιήστε την αναφορά υποστήριξης για να επιβεβαιώσετε τη δοκιμασμένη διαμόρφωση του αντιδραστήρα και το εύρος λειτουργίας. Παρόμοιες πλοκές-μπορεί να αντιπροσωπεύουν διαφορετικά επίπεδα αποδεικτικών στοιχείων.

Ένα επεξεργασμένο παράδειγμα επιλογής

Ας υποθέσουμε ότι ένα έργο χρειάζεται 300 GPM ΗΠΑ σε καθορισμένο στόχο σχεδιασμού 40 mJ/cm². Στο εκπαιδευτικό μοντέλο, η καμπύλη αναφοράς δίνει 15.900 / 300=53.0 mJ/cm². Εφαρμόζοντας τον υποτιθέμενο παράγοντα 0,80 δίνει 42,4 mJ/cm². εφαρμόζοντας 0,60 δίνονται 31,8 mJ/cm².

Η αριθμητική δείχνει πώς μια επιλογή που φαίνεται επαρκής στη συνθήκη αναφοράς μπορεί να γίνει ανεπαρκής κάτω από διαφορετικές υποθέσεις. Δεν εγκρίνει έναν συγκεκριμένο αντιδραστήρα. Η πρακτική απόφαση είναι εάν η τεκμηριωμένη απόδοση παραμένει στο επίπεδο ή πάνω από τον στόχο του έργου στη μέγιστη ροή και τις ισχύουσες συνθήκες νερού και λειτουργίας.

Η τιμή 40 mJ/cm² εδώ είναι ένα επιλεγμένο παράδειγμα στόχου. Η απαιτούμενη θεραπεία εξαρτάται από τους μικροοργανισμούς, την απαιτούμενη μείωση του κορμού, το εφαρμοστέο πλαίσιο και τα άλλα εμπόδια θεραπείας. Μια καμπύλη με την ένδειξη 40 mJ/cm² δεν αποτελεί, από μόνη της, απόδειξη ενός πιστοποιημένου συστήματος.

Η τεκμηρίωση που απαιτείται για μια χρήσιμη σύγκριση

Ζητήστε μια ανιχνεύσιμη καμπύλη και τη βάση στήριξης της. Τα ακόλουθα πεδία μετατρέπουν μια χωρητικότητα επικεφαλίδας σε βαθμολογία που μπορεί να συγκριθεί με την απαίτηση του έργου.

Πώς να επαληθεύσετε την απόδοση κατά τη λειτουργία

Ένας αισθητήρας έντασης UV μετρά τις συνθήκες στη δική του τοποθεσία. Η ανάγνωσή του θα πρέπει να ερμηνεύεται μέσω της μεθόδου παρακολούθησης του αντιδραστήρα και των σημείων ρύθμισης. Η εργαλειοθήκη EPA διακρίνει την παρακολούθηση-εντατικού σημείου ρύθμισης από την υπολογισμένη-παρακολούθηση δόσης. Περιγράφει επίσης ελέγχους αισθητήρων έναντι αισθητήρα αναφοράς.

Αυτά τα πρότυπα καθοδηγούν την έρευνα. δεν είναι διαγνώσεις από μία μέτρηση. Διατηρήστε χρονικά-ευθυγραμμισμένα αρχεία ροής, UVT όπου ισχύει, ένταση, κατάσταση πηγής, καθαρισμό, βαθμονόμηση και συναγερμούς. Η ελάχιστη παρακολούθηση εξαρτάται από τη στρατηγική ελέγχου του αντιδραστήρα. Πρόσθετα δεδομένα τάσεων μπορούν να βοηθήσουν στην εξήγηση των επαναλαμβανόμενων απωλειών.

Ερωτήσεις που κάνουν συχνά οι αγοραστές

Ο διπλασιασμός της ροής μειώνει πάντα τη δόση UV στο μισό

Όχι. Αυτή η σχέση περιγράφει την απλοποιημένη ανακατασκευή σε αυτό το άρθρο. Οι πραγματικές καμπύλες του αντιδραστήρα μπορούν να απομακρυνθούν από αυτόν καθώς αλλάζουν η υδραυλική συμπεριφορά, η λειτουργία της πηγής και άλλες συνθήκες. Χρησιμοποιήστε τη σχέση απόδοσης που υποστηρίζεται από τον κατασκευαστή.

Μπορεί η ίδια αριθμητική δόση να συγκριθεί μεταξύ των λαμπτήρων υδραργύρου και των UVC LED

Μόνο μετά από έλεγχο του μήκους κύματος και της βιολογικής απόδοσης βάσης. Μια αριθμητική δόση σε ένα μήκος κύματος δεν συνεπάγεται αυτόματα την ίδια μικροβιακή αδρανοποίηση σε άλλο. Ρωτήστε πώς καθιερώθηκαν το σημείο αναφοράς απόδοσης LED και η μέτρηση UVT.

Είναι αρκετά ενδεικτική λυχνία UV

Δείχνει την κατάσταση της πηγής, όχι την κατάσταση της πλήρους θεραπείας. Η εφαρμοστέα μέθοδος παρακολούθησης πρέπει επίσης να αφορά τη ροή και τα σχετικά όρια έντασης, δόσης ή ποιότητας νερού-.

Εφαρμογή της καμπύλης σε ένα έργο

Ξεκινήστε με τον απαιτούμενο στόχο επεξεργασίας, τη μέγιστη ροή και τη μετρημένη ποιότητα νερού. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε μια τεκμηριωμένη καμπύλη της οποίας οι υποθέσεις ταιριάζουν με την προτεινόμενη εγκατάσταση και διατηρήστε τις συνθήκες λειτουργίας που υποστηρίζουν αυτήν την αξιολόγηση. Όταν ζητάτε έλεγχο από την Agua Topone, παρέχετε αυτές τις πληροφορίες μαζί με οποιοδήποτε απαιτούμενο πρότυπο δοκιμής ή τεκμηρίωση απόδοσης.

Τα σχήματα 2 έως 4 είναι διαφανείς εκπαιδευτικοί υπολογισμοί. Παρουσιάζουν τον τρόπο αξιολόγησης μιας καμπύλης. δεν καθορίζουν την απόδοση οποιουδήποτε μοντέλου Agua Topone ούτε αντικαθιστούν μια ειδική αναφορά δοκιμής αντιδραστήρα-.