por Jim Fraser, CTO, RK2 Systems Inc
Uma das principais funções da equipe de vendas e marketing da RK2 - em relação aos sistemas de tratamento de água UltraViolet (UV) - é a educação do cliente. "Por que é que?" você pode perguntar. Infelizmente, enquanto o conceito de tratamento UV parece simples, a aplicação real da tecnologia é tudo menos isso. Na verdade, fornecedores OEM competentes tomam muito cuidado para garantir que o cliente seja capaz de atender às suas reais necessidades de tratamento, em todos os cenários operacionais práticos, hoje, e conforme o sistema envelhece.
Em muitos casos, um cliente potencial pode notar que uma cotação para um produto UV pode ter um custo significativamente mais alto do que a outra. Boas notícias, direito? Vence o lance mais baixo! Nós vamos, talvez a empresa que forneceu o lance mais baixo vença, mas o verdadeiro perdedor pode ser o cliente.
Na indústria de tratamento UV, como em muitos outros, são os fatores ocultos ou desconhecidos que podem impactar muito se o seu sistema realmente fornece a dose de UV pretendida, ou "tratamento", ou não. Na verdade, O tratamento de água por UV é uma tecnologia tão complexa que o US-EPA e outros órgãos reguladores em todo o mundo padronizaram o dimensionamento e os regulamentos de aplicação para água potável e águas residuais municipais.
Embora a aquicultura não obedeça aos regulamentos em si (existem aplicações de aquicultura regulamentadas em alguns países), fornecedores OEM competentes usam esses regulamentos como diretrizes para garantir que o cliente receba o tratamento de que necessita quando comprou seu sistema UV - para garantir a proteção adequada de seus investimentos em todos os momentos.
Tratamento UV - Noções básicas que você precisa saber sobre UV-C e dose de UV
Como acontece com qualquer tecnologia, o conhecimento fundamental é a chave para entender os produtos que você compra. Como cliente, não é necessário ser um especialista em uma determinada tecnologia. Contudo, quanto mais conhecimento você tem, maior a probabilidade de você ser um cliente satisfeito. Para esse fim, pode ser útil explicar algumas das principais áreas de interesse com relação ao tratamento de água por UV:
Existem quatro partes principais do espectro de UV:UV-A e UV-B podem fazer isso através da atmosfera da Terra. UV-C e UV-Vácuo são bloqueados pela atmosfera da Terra.
Na desinfecção, normalmente, apenas UV-C é usado. A quantidade de luz UV-C emitida por uma fonte de luz é chamada de "intensidade da lâmpada". Isso normalmente é listado como mW / cm2. UV-C para desinfecção é geralmente medido apenas no comprimento de onda de 254 nm e não é visível ao olho humano.
A dose de UV é bastante fácil de entender. É a intensidade da lâmpada (mW / cm2) x tempo. As unidades de dosagem são normalmente listadas como mJ / cm2. Lâmpadas com maior intensidade de UV-C podem ter os organismos-alvo expostos à luz por um período de tempo mais curto do que lâmpadas de baixa potência, para a mesma dose geral. Ambos são iguais em eficácia; se a dose final administrada for a mesma.
Contrário à crença popular, UV-C não é usado para "matar" organismos nas doses comumente prescritas. Os organismos são inativados pelos raios ultravioleta e não são capazes de se reproduzir - uma bactéria nociva que não pode se reproduzir não faz mal.
Acontece que a energia do fóton UV-C tem a capacidade de inativar organismos em uma ampla faixa do espectro, com 262 nm estando no pico desta curva. Quanto mais próximo o comprimento de onda da energia luminosa estiver de 262 nm, mais eficazes são os fótons na inativação. A faixa de comprimento de onda aceita para desinfecção é normalmente de 220 nm a 280 nm. OK, então agora sabemos que UV-C, particularmente a 254 nm, pode inativar organismos. Mas todos os organismos precisam da mesma dose para serem inativados? Não, eles não. A Figura 1 lista algumas "Curvas de Dose-Resposta" comuns de organismos preocupantes.
O feixe colimado é um dispositivo de laboratório projetado para fornecer doses precisas às amostras do organismo em questão. As curvas de resposta à dose são geradas expondo os organismos preocupantes a várias doses. A dose, em mJ / cm2, que foi usado para reduzir a quantidade de organismos logaritmicamente, é então determinado.
Um organismo viável, ou um que não está inativado, é identificado após a exposição, como ele se reproduz. Os organismos inativados não se reproduzem. Ao comparar o organismo inativado com o ainda ativo, podemos entender a redução de organismos viáveis em nossa água. Por exemplo, se um litro de água tivesse 10, 000 organismos-alvo viáveis e você entregou uma redução de três log, você teria agora 10 organismos viáveis - 10, 000 para 1, 000 (um log) a 100 (dois log) a 10 (três log).
Tratamento UV - Aplicação de fótons
Agora que você entende o UV-C, Dose UV e redução de log, discutiremos as fontes de luz do sistema UV. Existem alguns fatores importantes que você deve estar ciente ao selecionar um tipo específico de lâmpada em um sistema de tratamento UV.
O mercúrio tem sido usado com segurança em lâmpadas UV por mais de cem anos. Na verdade, é muito provável que a água que você bebe todos os dias, seja de uma torneira ou de uma garrafa, foi tratado por um sistema UV. O mercúrio é usado em lâmpadas porque o mercúrio emite fótons, principalmente no comprimento de onda de 254 nm (nm é a forma abreviada de nanômetro) quando excitado por uma descarga elétrica - e esta emissão de 254 nm está perto do pico de inativação microbiológica para a maioria dos organismos preocupantes.
Existem duas famílias de lâmpadas à base de mercúrio usadas na desinfecção - lâmpadas monocromáticas que emitem principalmente a 254 nm, e lâmpadas policromáticas que emitem com amplo espectro, onde a faixa de comprimento de onda de desinfecção utilizável é de 220 nm a 280 nm. Pressão baixa, lâmpadas de amálgama e alta saída de baixa pressão são consideradas monocromáticas na saída. As lâmpadas de média pressão são consideradas policromáticas.
A eficiência da lâmpada é esquecida por muitas pessoas, Contudo, se o consumo de energia elétrica é importante para você, você pode querer considerar este fator. A eficiência da lâmpada é a proporção da quantidade de saída de UV-C da lâmpada, em comparação com a entrada elétrica. A eficiência pode variar de ~ 35 por cento ou mais para algumas fontes de luz, para tão baixo quanto alguns por cento para os outros.
Fontes de luz
Existem três tipos principais de fontes de luz usadas no tratamento de água UV da aquicultura:
Lâmpadas de alta saída de baixa pressão ou baixa pressão - Estas são as lâmpadas mais eficientes em cerca de 35 por cento, ou até mais. Contudo, essas lâmpadas também têm energia relativamente baixa, portanto, mais lâmpadas são necessárias para uma determinada aplicação.
Além disso, essas lâmpadas são mais sensíveis às mudanças na temperatura da água - as temperaturas da água devem ser levadas em consideração pelos projetistas do sistema. Este tipo de lâmpada é normalmente muito confiável. Essas lâmpadas são consideradas monocromáticas, já que a saída de UV-C útil é quase toda a 254 nm. Essas lâmpadas funcionam a cerca de 40 ° C para produção máxima.
Lâmpadas de amálgama - Estas são as lâmpadas principais em muitos sistemas de tratamento. Além de alta eficiência na faixa de 33 a 35 por cento, eles têm intensidade relativamente alta, e grande confiabilidade. Essas lâmpadas funcionam a aproximadamente ~ 110 ° C para produção máxima. Todos esses fatores permitem uma eficiente, projeto de sistema termicamente estável e relativamente compacto.
Lâmpadas de média pressão (alta pressão) - Simplificando demais, As lâmpadas de média pressão são basicamente lâmpadas de baixa pressão com mais mercúrio e acionadas com correntes e tensões muito mais altas. Quando as lâmpadas de mercúrio estão sobrecarregadas, eles não brilham mais, eles criam um arco.
Esses arcos emitem 254 nm predominantemente, mas também emite muitos outros comprimentos de onda. Alguns desses comprimentos de onda estão na faixa útil de 220 nm a 280 nm - lembra da nossa curva de inativação? A 254 nm, essas lâmpadas são apenas cerca de 8% eficientes, Contudo, se considerarmos a faixa de 220 a 280 nm para inativação, eles são cerca de 11% eficientes.
Além disso, as lâmpadas de média pressão funcionam a cerca de 600 a 900 ° C. Isso é muito quente. Também, essas lâmpadas operam em tensões e correntes mais altas, o que, mais uma vez, pode criar alguns desafios para os projetistas de sistemas. Então, por que usá-los, você pode perguntar? Eles são muito poderosos para um determinado comprimento de arco de lâmpada.
Nenhuma outra lâmpada de tratamento de água pode se comparar a lâmpadas de média pressão em intensidade bruta. Uma lâmpada muito intensa pode significar um sistema com poucas lâmpadas e muito compacto. Eles desperdiçam muito mais energia elétrica do que os outros tipos de lâmpadas, Contudo, e são muito mais difíceis de projetar para serem confiáveis.
Projeto de sistema
Então, agora que sabemos que a dose é intensidade x tempo, e entendemos as fontes de luz, podemos projetar nosso sistema, direito?
Tipo de.
A dose pode ser administrada de várias maneiras. Um sistema de baixa intensidade (poucas lâmpadas) e com uma baixa taxa de fluxo pode atingir a dose desejada. Contudo, se uma taxa de fluxo maior for necessária, mais intensidade é necessária para atingir a mesma dose, pois o organismo-alvo está normalmente no sistema UV por um período mais curto de tempo. Podemos adicionar mais lâmpadas ou selecionar uma lâmpada mais potente. Agora podemos selecionar o melhor tipo de lâmpada, e o número de lâmpadas necessárias, a fim de atingir a dose necessária da forma mais confiável, baixo custo e forma prática possível?
Mas, não, ainda não podemos.
Devemos primeiro levar em consideração outros fatores, como o UVT ou a transmissão de luz da água no comprimento de onda em que as lâmpadas operam a - 254 nm. A transmitância da luz visual não é UVT.
UVT, o que é aquilo?
Transmitância ultravioleta, geralmente referido como UVT, é a porcentagem de luz a 254 nm que pode passar por uma camada de água de 1 cm da água em questão. Embora muitos fatores possam afetar o design do sistema, UVT é provavelmente o fator mais mal compreendido, e uma das maiores influências no design do sistema. É também um dos maiores fatores que, se não for determinado e contabilizado com precisão, pode fazer com que o sistema UV não consiga administrar a dose necessária. UVT é basicamente a medida de quanto outros elementos na água absorvem UV-C. Se este UV-C for absorvido por organismos não-alvo, não pode fazer o trabalho. O UVT é medido com um medidor especializado.
Aqui está uma analogia aproximada - se você está tentando ler um pôster bem na sua frente à noite, mas a luz vem através de seu quintal do topo de um padrão de luz, você precisará de uma certa quantidade de luz visível para poder lê-lo. Se, Contudo, além disso, há um leve nevoeiro presente, você precisará de muito mais luz para ser emitida. A névoa está impedindo sua fonte de luz de realizar o trabalho pretendido - você precisa de mais luz para concluir a mesma tarefa.
Turbidez não é UVT
Embora a turbidez possa afetar a UVT, está relacionado à transmissão de luz visível; lembrar, O UVT está relacionado apenas à transmitância de fótons na água a 254 nm. Mesmo a água visualmente clara pode ter baixo UVT, dependente dos contaminantes presentes.
EOLL, não outra sigla!
Como mencionado, ao projetar um sistema UV, a saída da lâmpada é usada para determinar a dose. Fornecedores experientes e com princípios sempre projetam seus sistemas UV com base na saída da lâmpada no fim da vida útil da lâmpada (EOLL), que é descrito em horas de lâmpada. A 12, Lâmpada de 000 horas, por exemplo, tem sua saída de UV-C medida naquele momento para fins de dimensionamento e design do sistema.
Ao projetar um sistema UV com valores de saída EOLL UV-C, o engenheiro está confiante de que a lâmpada, e, portanto, o sistema, sempre entregará o mínimo, ou mais, intensidade e dose subsequente necessária.
Após a vida útil nominal da lâmpada, o requisito de dose pode não ser atendido, pois a saída de UV-C da lâmpada será menor do que o necessário. Tipicamente, A saída da lâmpada UV-C no final da vida útil da lâmpada é de cerca de 80 a 90 por cento, em comparação com uma nova lâmpada. Esse número, no entanto, não é muito importante, pois o design do sistema leva isso em consideração - você sempre terá a intensidade necessária, ou mais, se você trocar suas lâmpadas no final da vida útil da lâmpada. A degradação da saída de UV-C é considerada bastante linear ao longo da vida útil da lâmpada.
Cuidado! Uma cotação de sistema que vem com muito poucas lâmpadas, em comparação com outras citações, provavelmente não foi projetado levando em consideração o fim da vida útil da lâmpada. Isso significa que, embora você possa receber a dose adequada no início da vida útil da lâmpada, assim que as horas são acumuladas nas lâmpadas e a produção começa a cair, seu sistema não fornecerá a dose necessária!
Se você visou uma redução de três log de um organismo específico, você receberá isso quando as lâmpadas forem novas, mas assim que as lâmpadas envelhecerem, você estará entregando menos do que o necessário. Os sistemas com EOLL levado em consideração sempre fornecerão a dose mínima necessária ou mais.
Incrustação
Fouling é o que acontece com a manga da lâmpada de quartzo. Pode ser biológico ou mineral. Se você não fizer a manutenção do sistema conforme necessário, você está reduzindo efetivamente a intensidade de UV-C aplicada, pois ela é impedida de chegar à água.
Os projetistas de sistemas com princípios adicionam um pequeno fator de incrustação ao tamanho do sistema para que a água do cliente receba a dose adequada quando as mangas ficarem ligeiramente sujas entre os ciclos de manutenção.
Então, quais são as informações necessárias ao solicitar um sistema de tratamento UV?
Seu aplicativo - Passagem única, multi-passagem (recirculação), etc.
Taxas de fluxo - Normal, pico, você tem momentos sem fluxo?
Alvos - Organismos preocupantes, Requisitos de dose fornecida de UV-C
Qualidade da água - UVT, turbidez
Temperatura da água - Mínimo e máximo exigido e presente
Local de instalação - dentro de casa, ao ar livre, disponibilidade de espaço para manutenção, ou seja, remoção da lâmpada
Orientação da lâmpada - Vertical ou horizontal.
As informações acima são as informações básicas necessárias para projetar um sistema UV para sua aplicação. Seu fornecedor também terá outras perguntas que podem ajudá-lo a responder e também a entender o "porquê" por trás do projeto do sistema - bem como o "o quê".
Foco no cliente dos sistemas RK2 - Anteriormente, discutimos como dimensionar e projetar adequadamente um sistema de tratamento UV. RK2 também pode ajudá-lo a determinar, esclarecer e solidificar os fatores que orientarão o design do sistema. Você sabia que muitos desses fatores podem mudar ao longo do ano? É tomado cuidado para garantir que você, o consumidor, terá um sistema UV que protege o seu investimento.
Mas e quanto ao serviço e suporte? Uma das chaves para um mercado de clientes satisfeito é o suporte pós-venda. Seja o suporte de manutenção, peças ou apenas conselhos sobre o uso e cuidados com o seu sistema UV, um bom fornecedor sempre estará presente em tempo hábil para ajudá-lo.
Aquicultura é o que conhecemos - O pessoal da RK2 tem muito conhecimento e experiência no que diz respeito à aquicultura e sistemas de tratamento UV. A experiência conta em um fornecedor. Aproveite.
www.rk2.com
