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On-Site Determination and Monitoring of Real-Time Fluence Delivery for an Operating UV Reactor Based on a True Fluence Rate Detector
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2017-07-10 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.est.7b01241 Mengkai Li 1, 2 , Wentao Li 1 , Zhimin Qiang 1 , Ernest R. Blatchley 2, 3
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2017-07-10 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.est.7b01241 Mengkai Li 1, 2 , Wentao Li 1 , Zhimin Qiang 1 , Ernest R. Blatchley 2, 3
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At present, on-site fluence (distribution) determination and monitoring of an operating UV system represent a considerable challenge. The recently developed microfluorescent silica detector (MFSD) is able to measure the approximate true fluence rate (FR) at a fixed position in a UV reactor that can be compared with a FR model directly. Hence it has provided a connection between model calculation and real-time fluence determination. In this study, an on-site determination and monitoring method of fluence delivery for an operating UV reactor was developed. True FR detectors, a UV transmittance (UVT) meter, and a flow rate meter were used for fundamental measurements. The fluence distribution, as well as reduction equivalent fluence (REF), 10th percentile dose in the UV fluence distribution (F10), minimum fluence (Fmin), and mean fluence (Fmean) of a test reactor, was calculated in advance by the combined use of computational fluid dynamics and FR field modeling. A field test was carried out on the test reactor for disinfection of a secondary water supply. The estimated real-time REF, F10, Fmin, and Fmean decreased 73.6%, 71.4%, 69.6%, and 72.9%, respectively, during a 6-month period, which was attributable to lamp output attenuation and sleeve fouling. The results were analyzed with synchronous data from a previously developed triparameter UV monitoring system and water temperature sensor. This study allowed demonstration of an accurate method for on-site, real-time fluence determination which could be used to enhance the security and public confidence of UV-based water treatment processes.
中文翻译：
基于真通量检测器的现场确定和监测运行中的UV反应器的实时通量
当前，对运行中的紫外线系统的现场注量（分布）确定和监视是一个巨大的挑战。最近开发的微荧光二氧化硅检测器（MFSD）能够在UV反应器中的固定位置测量近似真实注量率（FR），可以将其与FR模型直接比较。因此，它提供了模型计算与实时注量确定之间的联系。在这项研究中，开发了一种用于运行中的紫外线反应器的现场通量确定和监测方法。真正的FR检测器，紫外线透射率（UVT）仪和流速仪用于基本测量。能量密度分布以及还原等效能量密度（REF），紫外线能量密度分布中的第10个百分位剂量（F 10），最小通量（F min）和平均通量（F mean）是通过结合使用计算流体力学和FR场模型预先计算的。在测试反应器上进行了现场测试，以对二次供水进行消毒。估计的实时REF，F 10，F min和F平均值在六个月的时间内分别下降了73.6％，71.4％，69.6％和72.9％，这归因于灯输出衰减和套管结垢。使用先前开发的三参数紫外线监测系统和水温传感器的同步数据对结果进行了分析。这项研究证明了一种用于现场实时注量测定的准确方法，该方法可用于增强基于紫外线的水处理过程的安全性和公众信心。
更新日期：2017-07-11
中文翻译：
基于真通量检测器的现场确定和监测运行中的UV反应器的实时通量
当前，对运行中的紫外线系统的现场注量（分布）确定和监视是一个巨大的挑战。最近开发的微荧光二氧化硅检测器（MFSD）能够在UV反应器中的固定位置测量近似真实注量率（FR），可以将其与FR模型直接比较。因此，它提供了模型计算与实时注量确定之间的联系。在这项研究中，开发了一种用于运行中的紫外线反应器的现场通量确定和监测方法。真正的FR检测器，紫外线透射率（UVT）仪和流速仪用于基本测量。能量密度分布以及还原等效能量密度（REF），紫外线能量密度分布中的第10个百分位剂量（F 10），最小通量（F min）和平均通量（F mean）是通过结合使用计算流体力学和FR场模型预先计算的。在测试反应器上进行了现场测试，以对二次供水进行消毒。估计的实时REF，F 10，F min和F平均值在六个月的时间内分别下降了73.6％，71.4％，69.6％和72.9％，这归因于灯输出衰减和套管结垢。使用先前开发的三参数紫外线监测系统和水温传感器的同步数据对结果进行了分析。这项研究证明了一种用于现场实时注量测定的准确方法，该方法可用于增强基于紫外线的水处理过程的安全性和公众信心。
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