UV-desinfeksjon er en effektiv og mye brukt metode for å inaktivere bakterier, virus og andre mikroorganismer i vann. At UV-lampene lyser betyr derimot ikke nødvendigvis at anlegget leverer tilstrekkelig UV-dose.
For å sikre god desinfeksjon må UV-anlegget operere innenfor de forutsetningene det er dimensjonert og eventuelt validert for. Vannføring, UV-transmisjon (UVT), lampeeffekt, UV-intensitet og tilstanden på kvartsrør og sensorer påvirker alle anleggets ytelse.
I denne artikkelen ser vi nærmere på hva UV-dose faktisk betyr, hvilke faktorer som påvirker den, og hva du bør kontrollere dersom UV-intensiteten eller beregnet dose begynner å falle.
Hva er UV-dose?
UV-dose beskriver mengden UV-energi mikroorganismene eksponeres for når vannet passerer gjennom UV-aggregatet. Dosen oppgis normalt i mJ/cm², som tilsvarer mWs/cm².
I sin enkleste form kan sammenhengen beskrives som:
UV-dose = UV-intensitet × eksponeringstid
I et UV-aanlegg er forholdet imidlertid mer komplisert. Vannet følger forskjellige strømningsbaner gjennom kammeret, avstanden til lampene varierer, og UV-lyset absorberes forskjellig avhengig av vannkvaliteten.
Det er derfor viktig å skille mellom en teoretisk beregnet dose og en biodosimetrisk validert dose.
Ved biodosimetrisk validering testes UV-aggregatet med mikroorganismer under kontrollerte driftsforhold. Resultatene brukes til å dokumentere hvilken desinfeksjonseffekt anlegget faktisk oppnår ved forskjellige kombinasjoner av blant annet vannføring, UV-transmisjon, lampeeffekt og UV-intensitet.
For et validert UV-anlegg er det derfor ikke tilstrekkelig å spørre:
«Hvor mye UV-dose gir lampene?»
Det riktige spørsmålet er:
«Opererer anlegget innenfor det validerte driftsområdet?»
UV-intensitet og UV-dose er ikke det samme
Dette er et viktig skille.
UV-sensoren i aggregatet måler UV-intensitet, ikke den faktiske dosen som hver mikroorganisme mottar når den passerer gjennom reaktoren.
Sensorverdien forteller hvor mye UV-stråling sensoren registrerer på sin bestemte plassering i aggregatet. Denne verdien kan brukes som en del av kontrollen av anleggets ytelse.
På enkelte UV-anlegg benyttes et fast validert minimumsnivå for UV-intensitet. Andre systemer beregner dose kontinuerlig basert på flere parametere, typisk:
- UV-intensitet
- vannføring
- UV-transmisjon (UVT)
- lampeeffekt
- lampestatus
Hvilke parametere som benyttes avhenger av UV-anlegget og hvordan det er validert.
Det betyr også at en UV-sensor ikke bør betraktes som en direkte «dosemåler».
UV-transmisjon – hvor mye UV-lys slipper gjennom vannet?
En av de viktigste parameterne for UV-desinfeksjon er UV-transmisjon (UVT).
UVT beskriver hvor stor andel av UV-lyset som passerer gjennom vannet ved en bestemt bølgelengde og lysvei. For UV-desinfeksjon måles dette normalt ved 254 nm og oppgis som prosent.
Høy UVT betyr at UV-lyset trenger godt gjennom vannet. Lavere UVT betyr at mer av UV-strålingen absorberes før den når mikroorganismene.
Forskjellen mellom eksempelvis 98 % og 90 % UVT kan ha stor betydning for kapasiteten til et UV-anlegg.
UVT kan blant annet påvirkes av:
- organisk materiale
- jern og mangan
- farge i vannet
- partikler og suspendert materiale
- variasjoner i råvannskvaliteten
Et fall i UV-intensitet betyr derfor ikke automatisk at UV-lampene er dårlige. Endringer i vannkvalitet og UVT kan gi samme symptom.
Vannføringen påvirker kapasiteten
Jo høyere vannføring gjennom UV-anlegget, desto mindre tid har vannet i reaktoren. Men sammenhengen mellom vannføring og levert dose er mer komplisert enn bare oppholdstid.
For et validert UV-anlegg er det viktigste at vannføringen holdes innenfor anleggets validerte driftsområde.
Et anlegg kan for eksempel være godkjent for en bestemt maksimal vannføring ved gitte verdier for UVT og UV-intensitet.
Dersom vannføringen overstiger det validerte området, kan man ikke uten videre dokumentere at nødvendig UV-dose oppnås – selv om lampene og resten av anlegget fungerer som normalt.
UV-lamper mister effekt over tid
UV-lamper kan fortsatt lyse selv om UV-effekten har falt betydelig.
Dette skyldes at lampens UV-C-effekt gradvis reduseres gjennom levetiden. Hvor raskt dette skjer varierer mellom forskjellige lampeteknologier og produsenter.
Det finnes derfor ikke ett generelt utskiftingsintervall som gjelder alle UV-lamper.
Lampene bør skiftes i henhold til produsentens spesifikasjoner og anleggets driftsforhold. På noen anlegg er forventet levetid oppgitt som antall driftstimer, mens andre systemer også overvåker lampeeffekten kontinuerlig.
Ved vurdering av lampenes tilstand bør man blant annet se på:
- antall driftstimer
- utviklingen i UV-intensitet
- lampeeffekt
- antall start/stopp
- produsentens anbefalte levetid
Rene kvartsrør er avgjørende
UV-lampene er normalt beskyttet av kvartsrør som skiller lampene fra vannet.
Kvarts slipper gjennom en stor andel av UV-C-strålingen, men belegg på utsiden av kvartsglasset kan redusere mengden UV-lys som når vannet betydelig.
Typiske avleiringer er:
- kalk
- jern
- mangan
- organisk materiale
- biofilm
På anlegg med automatisk viskersystem bør også viskere, pakninger og selve rengjøringsmekanismen kontrolleres.
Dersom UV-intensiteten gradvis synker over tid, er tilsmussing av kvartsglassene en av flere mulige årsaker som bør undersøkes.
UV-sensoren må også kontrolleres
UV-sensoren er en sentral del av overvåkingen av UV-anlegget.
Et skittent sensorvindu kan registrere lavere UV-intensitet selv om lampene fungerer normalt. Sensorer kan også endre respons over tid.
Sensor og sensorvindu bør derfor inngå i det regelmessige vedlikeholdet.
Kontroll og kalibrering skal gjennomføres i henhold til kravene for det aktuelle anlegget og produsentens anbefalinger. På mange anlegg innebærer dette periodisk eller årlig kontroll mot en referansesensor eller kalibrert sensor.
Det er spesielt viktig på anlegg der UV-intensiteten inngår direkte i dokumentasjonen av at anlegget opererer innenfor validert område.
Lav UV-intensitet – hva bør du kontrollere?
Dersom UV-intensiteten begynner å falle eller UV-anlegget går i alarm, bør man unngå å konkludere med at lampene må skiftes før andre mulige årsaker er undersøkt.
En systematisk feilsøking kan eksempelvis gjennomføres i denne rekkefølgen:
1. Kontroller vannføringen
Har vannføringen økt, og ligger anlegget fortsatt innenfor tillatt driftsområde?
2. Kontroller vannkvaliteten og UVT
Har råvannskvaliteten endret seg? Et fall i UVT kan gi betydelig lavere registrert UV-intensitet.
3. Kontroller lampetimer og lampestatus
Hvor lenge har lampene vært i drift, og fungerer alle lampene?
4. Kontroller kvartsrørene
Belegg på kvartsglassene reduserer UV-strålingen som overføres til vannet.
5. Kontroller UV-sensor og sensorvindu
Et tilsmusset sensorvindu eller en sensor som trenger kontroll eller kalibrering kan gi feilaktig verdi.
6. Kontroller ballast eller lampedriver
Feil på strømforsyningen kan føre til at lampen drives med lavere effekt enn forutsatt.
7. Sammenlign med historiske driftsdata
Historikken kan være svært nyttig i feilsøkingen. Et langsomt fall i UV-intensitet over flere måneder kan ha andre årsaker enn et plutselig fall fra én dag til den neste.
Ikke juster alarmgrensen for å bli kvitt alarmen
Dersom et UV-anlegg gjentatte ganger går i alarm for lav UV-intensitet eller utilstrekkelig dose, kan det være fristende å redusere alarmgrensen.
Det kan være en alvorlig feil.
På validerte UV-anlegg kan alarmgrenser og settpunkter være direkte knyttet til anleggets dokumenterte driftsområde. Endres disse uten å kontrollere valideringsgrunnlaget, kan man miste dokumentasjonen på at anlegget leverer nødvendig desinfeksjon.
Årsaken til alarmen bør derfor identifiseres før driftsparameterne endres.
Forebyggende vedlikehold gir mer stabil UV-desinfeksjon
Godt vedlikehold handler ikke bare om å unngå driftsstans. Det bidrar også til at UV-anlegget beholder den ytelsen det er dimensjonert for.
Et godt vedlikeholdsprogram bør tilpasses det enkelte anlegget og kan blant annet omfatte:
- registrering av lampetimer
- kontroll av UV-intensitet
- kontroll av vannføring
- overvåking av UVT der dette inngår i driftskontrollen
- rengjøring og kontroll av kvartsrør
- kontroll av automatiske viskersystemer
- kontroll og kalibrering av UV-sensor
- kontroll av ballast/lampedriver
- dokumentasjon av alarmer og avvik
- registrering av lampe- og komponentbytter
Historiske driftsdata gjør det dessuten lettere å oppdage gradvise endringer før de utvikler seg til driftsproblemer.
Når vet du at UV-anlegget leverer tilstrekkelig dose?
På et validert UV-anlegg handler sikker drift i praksis om å sørge for at anlegget hele tiden opererer innenfor det området det er validert for.
Avhengig av anlegg og valideringsmetode kan dette innebære krav til blant annet:
UV-intensitet → UVT → vannføring → lampeeffekt → lampestatus → validert dose
Det er kombinasjonen av disse parameterne – og anleggets valideringsgrunnlag – som avgjør om nødvendig desinfeksjon kan dokumenteres.
Derfor er det viktig å kjenne UV-anlegget man drifter, forstå hva instrumenteringen faktisk måler og vite hvilke alarmgrenser og driftsbetingelser som gjelder.
Trenger dere hjelp med drift eller feilsøking av UV-anlegg?
Aqua & Care arbeider med service, vedlikehold, reservedeler, oppgraderinger og feilsøking på UV-anlegg fra en rekke produsenter.
Vi tilbyr også kurs i drift av UV-anlegg, hvor vi blant annet gjennomgår UV-teknologi, UV-dose og UV-intensitet, sensorer, lamper, ballast/lampedrivere, vedlikehold og praktisk feilsøking.
Ta kontakt med oss dersom dere ønsker hjelp med et eksisterende UV-anlegg eller ønsker mer kunnskap om riktig drift og vedlikehold.
Trenger dere kurs i drift av UV-anlegg?
Kontakt Lars Visnes, salgsleder i Aqua & Care:
Telefon: 41 53 56 28
E-post: post@aquacare.no