
في عملية معالجة المياه بتدفق مستمر، لا يوجد وقت للتعويض عن أي أخطاء. أي خطأ في التعامل مع الكائنات الدقيقة قد يؤدي إلى الحاجة إلى إعادة المعالجة أو حتى توقف العملية بالكامل. أما أنظمة الأشعة فوق البنفسجية ذات الإخراج الثابت، فإنها غالبًا لا تكون فعالة؛ فهي تكون مبالغ فيها عندما يكون التدفق منخفضًا، ولا تكون كافية عندما يكون الطلب مرتفعًا. لذلك، قمنا بتصميم نظام للتحكم في شدة الأشعة فوق البنفسجية، بحيث يمكن تعديل الإخراج حسب الحاجة، دون أي تضحيات.
العوامل المهمة في العملية نستخدم طول موجة 254 نانومتر للقضاء على الكائنات الدقيقة، ويحافظ الجهاز على شدة الإشعاع ثابتة حتى عند تغير جهد التيار الكهربائي. تصل شدة الإشعاع إلى 300 ميليواط/سم² على سطح الغلاف الكوارتزي، وهو ما يعادل جرعة من الأشعة فوق البنفسجية تتراوح بين 40–120 ميليجول/سم² في الظروف العادية. اللمبة تعمل بدون أوزون، كما أن العاكس الثنائي اللون يساعد على الحفاظ على 92% من الأشعة فوق البنفسجية في الاتجاه الصحيح. يمكن تعديل شدة الإشعاع من 10% إلى 100%, مما يسمح بتعديل الجرعة حسب التدفق، دون الحاجة إلى تشغيل وإيقاف اللمبة باستمرار.
لماذا يعمل هذا النظام في المياه المتدفقة؟ يحدث تعطيل الكائنات الدقيقة بسرعة، في غضون ثوانٍ، عند الحفاظ على الجرعة المناسبة. مع وجود نظام للتحكم في شدة الإشعاع، يمكن الحفاظ على استقرار الشدة مع تغير التدفق، مما يساعد على تحقيق مستوى مطلوب من التعطيل للكائنات الدقيقة، دون التعرض لجرعات زائدة. كما أن هذا النظام يساعد على تقليل استهلاك الطاقة في أوقات التدفق المنخفض، ويطيل عمر اللمبة عن طريق عدم تشغيلها بشكل مستمر. على سبيل المثال، في خط تدفق 10 لتر/دقيقة، يمكن توفير جرعة 60 ميليجول/سم² في أقل من 2 ثانية؛ أما في خط تدفق 100 لتر/دقيقة، فإن النظام يتكيف مع ذلك مع الحفاظ على نفس مستوى التعطيل للكائنات الدقيقة.
بعض التفاصيل المتعلقة بالتركيب يتعلق التركيب بتلوث الغلاف الكوارتزي ومعدل انتقال الأشعة فوق البنفسجية. يؤدي ارتفاع صلابة المياه ووجود المواد العضوية إلى انخفاض الجرعة الفعالة، لذا يجب التخطيط لتنظيف المنظومة بشكل دوري ومراقبة معدل انتقال الأشعة. إذا انخفض معدل الانتقال إلى أقل من 85%, فيجب تعديل الإعدادات المناسبة. يجب تركيب الجهاز بعيدًا عن الرطوبة والحرارة؛ فدرجة الحرارة التي تزيد عن 50 درجة مئوية تقلل من عمر المكونات. كما يجب التأكد من توافق النظام مع الأجزاء الأخرى في المنظومة، حتى يظل وقت التعرض للأشعة كما تم تصميمه.