UV-vedenkäsittelyjärjestelmä tulee valita sen annoksen mukaan, jonka se pystyy toimittamaan olosuhteissa, joissa se toimii. Sähköteho on hyödyllinen virransyötön ja käyttökustannusten suunnittelussa, mutta se ei voi määrittää mikrobien suorituskykyä yksinään. Jakelijoille, OEM-merkeille ja vedenkäsittelyintegraattoreille reaktorin sovittaminen huippuvirtaukseen, veden laatuun ja käsittelytavoitteeseen on luotettavampi lähtökohta.

Julkaistut reaktorikokeet ja viranomaisannostiedot selittävät miksi. Sama laite voi tuottaa erilaisia ​​tuloksia käyttöolosuhteiden muuttuessa, kun taas erilaiset mikro-organismit vaativat erilaisia ​​annoksia. Seuraavissa esimerkeissä erotetaan historialliset mittaukset, säädösarvot ja havainnollistavat laskelmat, jotta jokainen päätelmä voidaan tarkistaa.

Ymmärrä mitä watti kuvaa

Ennen kuin vertaat kahta lainausta, selvitä, kuvaavatko ilmoitetut watit kokonaissähkönkulutusta, lampun syöttöä tai emittoitua UV-optista tehoa. Nämä ovat eri määriä. Korkeampi sähköluokitus ei kerro ostajalle, kuinka paljon bakteereja tappavaa valoa saavuttaa mikro-organismit kaikkialla reaktorissa.

UV-annos yhdistää altistuksen voimakkuuden ja ajan. Jatkuvassa tasaisessa valotuksessa 2 mW/cm² 20 sekunnin ajan antaa 40 mJ/cm². Tämä on opetuslaskelma, ei virtausreaktorin suorituskykyväite. Todellinen vesi kulkee eri polkuja eri intensiteetin alueiden läpi ja tuottaa annosjakauman. Reaktorin geometria ja hydrauliikka ovat siksi tärkeitä valonlähteen rinnalla.

Teho on edelleen tärkeä: ylimääräinen käyttökelpoinen UV-teho voi lisätä käsittelykapasiteettia. Ostovirhe on se, että sähkönsyöttöä käsitellään toimitetun suorituskyvyn todisteiden korvikkeena.

Virtaus muuttaa suorituskykyä samalla tehoasetuksella

US EPA:n UV-desinfiointiohjekirjassa dokumentoidut testit ovat hyödyllinen esimerkki. Kahdeksalla lampulla, jotka toimivat 60 % teholla, 9,7, 4,9 ja 2,0 miljoonan US gallonan vuorokausivirrat tuottivat mitatut MS2-vähennysekvivalenttiannokset 39,4, 58,4 ja 112,7 mJ/cm². UVT oli samanlainen, mutta ei identtinen: 87,4 %, 87,8 % ja 88,0 %.

Pienin virtaus vastasi noin 2,86 kertaa mitattua annosta suurimmalla virtauksella. Tehon asetus ei siis yksin kuvannut suorituskykyä. Nämä historialliset tulokset osoittavat, kuinka tärkeää on sovittaa virtaus reaktoriin; ne eivät ole yleismaailmallinen kokokäyrä.

MS2 oli testimikro-organismi, eikä vähennysekvivalenttiannos ole lopullinen validoitu annos. Testit edelsivät lopullista ohjeistusta, jossa havaitaan erot data-analyysissä ja validointitekijöissä. Käytä tuloksia ymmärtääksesi suhteen, älä määritä kapasiteettia toiselle järjestelmälle.

Kuva 1. Historiallisesti mitattu MS2:n vähennyksen ekvivalenttiannos kiinteällä lampun tehoasetuksella. Lähde: US EPA, 2006, taulukko F.4.

Yhdistä annos mikrobitavoitteeseen

Väite, kuten "99,99-prosenttinen inaktivaatio", on epätäydellinen, ellei se tunnista organismia ja testiolosuhteita. Neljän logarin inaktivointi edustaa 99,99 %, mutta tämän vähentämisen saavuttaminen ei ole yhtä vaativaa jokaiselle mikrobitavoitteelle.

Yhdysvaltain säädösten taulukossa 40 CFR 141.720(d)(1) luetellaan neljä logaritmillista hoitoannosta: 22 mJ/cm² Cryptosporidiumille, 22 mJ/cm² Giardia lamblialle ja 186 mJ/cm² virukselle. Viruksen arvo on noin 8,45 kertaa alkueläinarvot.

Nämä arvot pätevät määritellyn julkisen juomaveden sääntelykehyksen puitteissa ja perustuvat matalapaineisten elohopealamppujen 254 nm:n valoon. Ne eivät ole yleisiä mitoituskynnyksiä jokaiselle sovellukselle tai LED-aallonpituudelle. Muut lampputyypit edellyttävät vastaavan bakteereja tappavan annoksen osoittamista reaktorin validoinnin avulla. 40 mJ/cm²-spesifikaatio ei siksi tue automaattisesti neljän login virushyvitystä.

Kuva 2. Sääntelyannokset neljän log inaktivointihyvityksen osalta. Lähde: 40 CFR 141.720.

Veden laatu muuttaa UV-säteilyn matkaa

UV-läpäisykyky eli UVT kuvaa veden läpi kulkevan valon osuutta tietyllä aallonpituudella ja polun pituudella. Tavanomaisessa UV-vedenkäsittelyssä se raportoidaan yleensä 254 nm:stä 1 cm:iin. Visuaalisesti selkeä näyte ei korvaa tätä mittausta.

Havainnollinen Beer–Lambert-laskelma tekee vaikutuksen näkyväksi. Homogeenisen imeytyvän veden tapauksessa siirto viiden senttimetrin yli on yhtä suuri kuin yhden senttimetrin voimansiirron viides teho. Vesi, jonka UVT on 95 %, 85 % ja 75 %, läpäisee siis noin 77,4 %, 44,4 % ja 23,7 % tämän etäisyyden yli.

Kuva 3 on laskettu optinen esimerkki, ei mitattu reaktorin suorituskykyä. Se sulkee pois sironnan ja heijastukset, eikä sen prosenttiosuuksia voida muuntaa suoraan mikrobien vähennykseksi tai annosteltavaksi annokseksi. Sen käytännön viesti on, että korkean UVT-veden luokittelua ei pidä siirtää alhaisemman UVT:n veteen ilman suorituskykytietoja.

Kuva 3. Laskettu valonläpäisy Beer–Lambert-vaimennuksen avulla. UVT määritellään 254 nm:ssä 1 cm:n yli.

Muuta yhteensovittaminen ostospesifikaatioksi

Aloita tiedustelu sovelluksella, tarvittavalla mikrobien vähentämisellä, huippuvirtauksella ja alimmalla odotetulla UVT:llä. Käytä todellisia käyttöolosuhteita keskimääräisen päivittäisen kulutuksen sijaan. Kysy, kuinka ehdotettu järjestelmä toimii samanaikaisen kysynnän, vuodenaikojen vedenvaihdon ja ilmoitetun lampun tai moduulin huoltovälin päättyessä.

Havainnollistava hankintaohje saattaa vaatia 3,6 m³/h nopeudella 40 mJ/cm² ja UVT:n vähintään 85 % aallonpituudella 254 nm. Nämä numerot kuvaavat suunnittelupyyntöä, eivät varmennettua tuotteen kykyä. Lainaus, joka näyttää saman virtauksen vain 95 % UVT:ssä, jättää kriittisen kysymyksen vastaamatta. Toimittajan on toimitettava asiaankuuluvat todisteet, ehdotettava sopivaa esikäsittelyä tai tarkistettava valintaa. Tyyppikilven tehon lisääminen ilman käyttöolosuhteiden tarkistamista ei umpeuta tätä näyttöaukkoa.

Pyydä mallikohtainen suorituskykyraportti ja sen rajat. EPA:n UV Treatment Toolkit selittää, että validointi arvioi reaktorin eri käyttöolosuhteissa; sen annosarviointi sisältää validointitekijän sen sijaan, että jokaista ilmoitettua vähennysekvivalenttiannosta käsitettäisiin lopullisena validoituna annoksena. Tällä erolla on merkitystä verrattaessa laboratoriotulosta kaupalliseen järjestelmää koskevaan väitteeseen.

OEM-projektin hyväksymisehdot kirjallisesti: tavoiteannos tai mikrobien vähennys, maksimivirtaus, minimi UVT, lämpötila-alue, ylläpitooletukset ja vaadittu seuranta. Varmista, kattavatko todisteet tarkalleen toimitettavan kammion, valonlähteen ja ohjaimen. Komponenttivarmenne ei voi vastata kaikkiin näihin järjestelmän suorituskykyä koskeviin kysymyksiin.

Tarkista toimintasuojat ja sitä tukevat todisteet

Määrittele myös, mitä tapahtuu, kun hoitoolosuhteet siirtyvät hyväksytyn alueen ulkopuolelle. Kysy, havaitseeko järjestelmä riittämättömän UV-intensiteetin, liiallisen virtauksen tai viallisen valonlähteen, ja mitä seuraa. Käyttäjälle ilmoittava hälytys ja veden pysäyttävä lukitus palvelevat erilaisia ​​käyttötarpeita. Valitse vastaus sovelluksen ja sen hyväksytyn käsittelysuunnitelman ympäriltä ja vahvista sitten asennus-, käyttöönotto- ja huoltovastuut.

Tarkista koko testiraportti otsikon prosenttiosuuden sijaan. Kirjaa ylös testattu virtaus, vesiolosuhteet, organismi, reaktorin kokoonpano ja käyttöoletukset. Jos raportti jättää jotakin näistä määrittelemättä, pyydä selvennystä ennen kuin käytät sen tulosta tietyn ehdotetun asennuksen tukemiseen.

UVC-LED-ehdotuksia varten kysy emission aallonpituus ja mikrobitestissä käytetyt olosuhteet. Älä siirrä tuloksia eri aallonpituuksista, organismista tai reaktorikonfiguraatiosta. Olennainen todiste on toimitetun järjestelmän suorituskyky sen dokumentoidulla toiminta-alueella.

Vertaa energiankäyttöä vasta sen jälkeen, kun molemmat ehdotukset täyttävät saman käsittelytavoitteen vertailukelpoisissa olosuhteissa. Sisällytä varaosat, huolto ja mahdollinen esikäsittely kaupalliseen vertailuun. Halvemmalla tai pienemmällä teholla on vain vähän arvoa, jos sen dokumentoitu toiminta-alue ei sisällä asennusta.

Valitse suorituskyvyn mukaan

Valitse UV-järjestelmä, joka täyttää vaaditun annoksen todellisella huippuvirtauksella ja veden laadulla. Vertaa tehoa ja kustannuksia suorituskyvyn vahvistamisen jälkeen.