Содержание
Как мы уже рассказывали ранее, кварцевые чехлы УФ-ламп со временем подвергаются обрастанию минеральными и органическими отложениями, содержащимися в обрабатываемой воде. Это снижает эффективность обеззараживания и требует регулярной очистки чехлов.
Традиционно для очистки используются следующие методы:
1. Механическая очистка
Данный способ основан на физическом соскабливании отложений с поверхности чехлов при помощи специальных элементов (щеток, скребков).
Обычно в состав системы очистки входят:
- чистящая насадка – это может быть кольцо из мягкого абразивного элемента (нейлон, тефлон или нержавеющая сталь) или скребок с резиновыми лезвиями;
- направляющие/подвижная каретка, которые обеспечивают движение скребков вдоль чехла;
- приводной механизм (ручной или пневмо).
В системах с ручным приводом (обычно это рычаг или вращающаяся рукоятка) оператор за счет вращения рукоятки или возвратно-поступательного движения штока перемещает скребки вдоль чехла внутри камеры обеззараживания, обеспечивая очистку, отслоившиеся отложения удаляются потоком воды.
Ручные системы очистки просты по конструкции и довольно надежны, отличаются невысокой стоимостью, но имеют и ряд недостатков и ограничений. В первую очередь – требуется непосредственное участие и физическое усилие оператора. По этой причине в многоламповых УФ-установках (6 и более ламп), особенно на длинных лампах, системы с ручным приводом используются крайне редко.
Системы с пневмоприводом лишены этого недостатка, но их надежность очень зависит от качества используемых пневмоприводов, они существенно дороже по стоимости и обычно используются на установках промышленного назначения.
Есть также некоторые нюансы, связанные с формой и материалом скребка – он должен иметь достаточную жесткость, чтобы плотно прилегать к чехлу и эффективно удалять твердый кальциевый налет, но при этом быть безопасным для самого кварцевого стекла и не оставлять царапин и механических повреждений.
На практике абсолютного прилегания не всегда удается достичь – в том числе по причине неидеально ровной поверхности самого кварцевого чехла. Это может приводить к неполной очистке, увеличению времени и трудозатрат на процедуру.
2. Химическая очистка
Осуществляется с использованием органических кислот – обычно, щавелевой или лимонной, и позволяет эффективно удалять как минеральные отложения кальция, так и, например, окислы железа.
Процесс очистки может быть ручным или с использованием частично или полностью автоматизированных CIP-систем (Clean-in-Place, промывка на месте).
Процедура ручной очистки своей технологией ничем не отличается от очистки, например, бытового чайника, но осложняется необходимостью остановки системы, демонтажа УФ-ламп и чехлов с последующей их установкой на место. Это процесс трудоемок (особенно в многоламповых УФ-системах) и сопряжен с высоким риском повреждения поверхности кварцевых чехлов, а кроме того увеличивает время простоя оборудования.
В автоматизированных системах запуск очистки осуществляется по датчику, который фиксирует снижение интенсивности УФ-излучения. Демонтаж чехлов не требуется – достаточно лишь переключить систему в режим очистки, засыпать реагент в контур промывочной магистрали, осуществить очистку и промыть корпус от остатков реагента. Подробная инструкция тут.
Химическая очистка – простой и надежный метод, который позволяет наиболее эффективно удалять минеральные отложения. Особенно широко он используется в многоламповых УФ-системах промышленного назначения.
Кислоты, которые используются для промывки (щавелевая или лимонная) экологичны, безопасны для кварца и допустимы к применению в питьевом водоснабжении. Растворы легко нейтрализуются обычной содой (NaHCO₃). Предпочтительнее использовать щавелевую кислоту, она более эффективно воздействует на соединения железа (Fe₂O₃) и марганца (MnO₂). Лимонная кислота на них тоже действует, но медленнее и требует большей концентрации.
И лимонная, и щавелевая кислота имеют сухую форму, что упрощает обращение с ними, но не отменяет обычных мер предосторожности: проветриваемое помещение, перчатки (нитриловые), очки, для щавелевой кислоты – респиратор.
Для промывки обычно берется 2-5% раствор щавелевой кислоты (5-10% - лимонной). Количество реагента на одну промывку определяется объемом камеры обеззараживания – производители УФ-систем в паспорте дают примерный расход.
Время очистки напрямую зависит от концентрации промывочного раствора – чем выше концентрация кислоты, тем меньше время промывки. Также уменьшает время промывки температура воды – в теплой воде процесс очистки идет быстрее.
3. Очистка с использованием ультразвука
Ультразвуковая очистка широко используется в промышленности, медицине, электронике и других сферах благодаря способности эффективно удалять загрязнения без механического воздействия – например, в медицине и стоматологии, микроэлектронике, оптике и других. Это универсальная технология, применяемая везде, где требуется бесконтактное удаление загрязнений. Среди ее преимуществ:
✔ Высокая эффективность даже для сложных отложений;
✔ Бережная обработка хрупких деталей;
✔ Возможность автоматизации.
Применительно к области УФ-обеззараживания ультразвук также может применяться для очистки поверхности кварцевых чехлов, где как раз важно бережное удаление загрязнений и минимизация риска повреждения кварцевого стекла.
Принцип работы ультразвуковых волн основан на создании механических колебаний с частотой, превышающей верхнюю границу слышимости человеческого уха (выше 20 кГц) и их распространении в среде в виде волн, переносящих энергию.
Ультразвуковые волны создаются с помощью пьезоэлектрических или магнитострикционных преобразователей. Эти устройства преобразуют электрическую энергию в механические колебания. Пьезоэлектрические излучатели используют кристаллы (например, кварц или керамику), которые деформируются под воздействием электрического напряжения, генерируя ультразвуковые волны. Магнитострикционные преобразователи основаны на изменении размеров ферромагнитных материалов под воздействием магнитного поля.
Далее колебания передаются в жидкость (воду), где распространяются в виде продольных волн, вызывая периодическое сжатие и разрежение среды.
Конструктивно системы представляют из себя УЗ-преобразователь, генерирующий колебания и источник питания. Ультразвуковые излучатели устанавливаются непосредственно в камере УФ-обеззараживания или на подводящих трубах.
Среди главных преимуществ УЗ-очистки – отсутствие простоя УФ-оборудования, низкие временные и трудозатраты на обслуживание. Процесс экономичен по энергопотреблению, экологически безопасен, а также отсутствие механического воздействия на чехлы сокращает их износ и продлевает срок службы.
XENOZONE Инженерно-технический центр "Комплексные исследования"Специалист по развитию продуктов Добровольская КсенияПерепечатка материалов возможна с указанием первоисточника
