水生设施的自动化会适得其反吗?

作者： Dr. John Psaroudis

在水生设施中，传统紫外线消毒系统是作为独立装置安装的. 它的存在通常会被忽视，因为它每天处理无数加仑的水，确保了氯胺被破坏并且水生病原体被灭活。它周围的其他设备通常也不被关注，直到最近。现在，紫外线系统通常与其他设备集成在一起，安装了化学控制器、泵和过滤器是为了给处理过程增加额外的保护，这些装置通常都是连接在一起的。

但是，紫外线系统连接到另一台设备会适得其反吗？

化学控制器就像水生设施的“大脑”，管理的远不止这些化学物质。化学控制器现在有输入/输出功能，使它们能够将几台设备连接在一起。例如，控制器会有一个来自过滤器的输入信号，以提示其反冲洗周期的开始。该控制器还有一个输出信号到加热器和紫外线系统，从而在发生反冲洗时将其关闭。这样做是为了确保加热器或UV系统不会由于过滤器反冲洗引起的流量不足而过热。 反冲洗完成后，控制器会向加热器和UV系统发送信号，使它们重新启动。

另一个例子是紫外线系统与泵集成在一起时。 如果泵停止运转，则将信号发送到UV系统以停止运行，反之亦然。如果紫外线停止或无法达到预期的性能水平，则会向泵发送信号以停止。这样可确保在泵运行时，紫外线也在运行，并且在打开UV系统时同样如此。 这种自动化确保了水生设施的设备和用户的安全。

然而，有时候，自动化可能会适得其反。

水生操作人员经常问的一个问题是，他们是否应将化学控制器上的在线检测探头连接到紫外线系统？这样的想法是，当检测到氯胺时，UV系统将打开或以高功率运行，而当氯胺低于要求的限值时，关闭或以低功率运行。为了回答这个问题，理解与UV系统相关的两个重要特性是很重要的。

首先，紫外线系统增加和减少紫外线灯管功率的能力。这通常被称为可变功率或渐变功率。当通过紫外线系统的流量增大或减小，水质发生变化，灯管老化或石英套管和传感器窗口积垢时，紫外线系统会通过内置传感器识别出这一点。 然后，它改变灯管的功率，确保所需的性能设定值始终保持不变。许多紫外线系统具有功率调节梯度，例如低，中和高。 而其他紫外线系统则以1％的增量递增和递减功率。

可变功率的工作原理非常类似于汽车上的巡航控制系统。 当汽车爬坡时，巡航控制系统会增加发动机功率，以保持mph设定点。 当汽车下坡时，功率会再次降低，从而保持设定值。借助紫外线系统，可变功率使得灯的功率能够随着过程中的变化而被调节，确保设定点保持不变，而不会超过或低于设定点。 无论UV系统如何增加和降低功率，结果都是UV系统只消耗满足所需性能设定值而需要的功率。

其次，水生行业已经赞同，因为泳池里总是有氯胺，所以需要一个提供60毫焦/平方厘米的剂量的紫外线系统来分解氯胺。剂量低于60毫焦 /平方厘米的紫外线系统可能适合灭活有害病原体，但不会减少池中的氯胺。但是，操作紫外线系统使其传递的剂量大于60 毫焦/平方厘米不会导致更大程度的氯胺破坏。 如果目标是更快地减少氯胺，将剂量增加到60毫焦 /平方厘米以上并不能达到目的，那只是在浪费能源。 提高分解氯胺的速度取决于增加泳池的周转率。

返回到我们的操作员，他想知道将UV系统与化学控制器在线检测探头连接是否有好处。在这种情况下，UV系统将通过数字输入连接到ppm探测器。虽然氯胺始终存在于池中，但它们可能没有达到探测器设定的有害水平。这意味着紫外线系统将在最低功率水平下工作，提供的剂量小于60毫焦/平方厘米，因此不能分解氯胺。当检测到氯胺浓度过高时，信号被发送到紫外系统以增加灯的功率，导致剂量超过60 mJ/cm2。

以我们的巡航控制为例，当汽车开始爬坡(氯胺开始增加)时，巡航控制会将油门推到地板上，大大超过了每小时的设定点。当汽车下坡时(氯胺开始减少)时，巡航控制系统就会把脚完全从油门上拿开，让汽车在远低于设定值的水平上滑行。这种全功率和低功率的往复运动会导致汽车不必要的磨损，降低油耗，并可能导致超速。

将紫外线系统与化学控制器在线检测探头连接在一起，就形成了一个不可避免的循环，紫外线系统提供的剂量要么太低而不能破坏氯胺，要么超过必要的剂量，导致不必要的功耗和更大的设备损耗。

如您所见，在水处理应用中，某些类型的自动化和集成可能会适得其反，允许UV系统通过连续增大和减小功率来提供所需的剂量，实际上提供了最佳解决方案。