تطهير مياه الصابورة بالموجات فوق الصوتية

أثبت نظام العلاج بالموجات فوق الصوتية فعاليته في قتل البكتيريا والعوالق والكائنات الحية الكبيرة.
التطهير بالموجات فوق الصوتية لمياه الصابورة هو علاج ميكانيكي / فيزيائي ، والذي يتجنب جرعات أي مواد كيميائية نشطة قوية ومكلفة في مياه الصابورة. وهذا يضمن مقبولية بيئية مثالية مقترنة بفعالية بيولوجية عالية فيما يتعلق بتدمير وتعطيل الكائنات الحية النباتية والحيوانية والكائنات الحية الدقيقة في مياه الصابورة.

خلفية

“إذا أبحرت سفينة بدون حمولة أو محملة جزئيا ، فستحتاج إلى صابورة للحفاظ على استقرارها وسلامتها. غالبا ما يستخدم الماء كصابورة ، ولكن عندما يتم جمعه في الأصل ، يمكن لسلسلة من الكائنات الحية أن تنتقل إلى الماء ، وعادة ما تكون أعضاء في مجتمع العوالق التي يمكن أن تكون غريبة في الوجهة (allochthonous) ، وقد تسبب تلوثا بيولوجيا غير مرغوب فيه. من أجل تجنب هذا التلوث المحتمل ، يتعين علينا استخدام نظام فعال لتعقيم مياه الصابورة.” [مينغورانس رودريغيز: 2012، 163]
تعد الأنواع المائية الغازية واحدة من أكبر أربعة تهديدات لمحيطات العالم ، ويمكن أن تسبب آثارا بيئية واقتصادية وصحية عامة شديدة للغاية. لتجنب إدخال رخويات الآفات (بلح البحر الوحشي ، البطلينوس الآسيوي ، وغيرها) ، يمكن تطبيق علاجات مختلفة لتعقيم مياه الصابورة (يشار إليها أيضا باسم التطهير أو التحييد). العلاج الشائع هو التنظيف الكيميائي لمياه الصابورة. المواد الكيميائية المستخدمة ضارة بيئيا ومكلفة. مع زيادة اللوائح القانونية لإدارة مياه الصابورة ، معالجة مياه الصابورة البديلة – على سبيل المثال عن طريق التطهير بالموجات فوق الصوتية – مدمجة على متن السفن البحرية.

التعقيم بالموجات فوق الصوتية لمياه الصابورة

معالجة مياه الصابورة بالموجات فوق الصوتية هي طريقة ميكانيكية / فيزيائية ، والتي تتجنب استخدام المواد الكيميائية الضارة والمكلفة. تقتل قوى التجويف الكائنات المائية الصغيرة والكائنات الحية الدقيقة. أثبتت العديد من الدراسات بالفعل أن الموجات فوق الصوتية تحقق مستوى عال من الفعالية البيولوجية على بلح البحر الحمار الوحشي والديدان الخيطية والبكتيريا والفيروسات.

الكتلة بالموجات فوق الصوتية مع قوة معالجة 120kW

التطهير بالموجات فوق الصوتية عن طريق التجويف

تولد الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة التجويف فقاعات في السوائل ، مما يؤدي إلى قوى قص شديدة وضغط عالي. عندما تقترن الموجات فوق الصوتية المكثفة بالسوائل ، فإن الموجات الصوتية التي تنتشر في الوسائط السائلة تؤدي إلى تناوب دورات الضغط العالي والضغط المنخفض ، مع معدلات تعتمد على التردد. خلال دورة الضغط المنخفض (مرحلة التخلخل) ، تخلق الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة فقاعات فراغ صغيرة أو فراغات في السائل. عندما تصل الفقاعات إلى حجم لم يعد بإمكانها امتصاص الطاقة عنده ، فإنها تنهار بعنف خلال دورة الضغط العالي (مرحلة الضغط). وتسمى هذه الظاهرة التجويف. أثناء الانفجار الداخلي ، يتم الوصول إلى درجات حرارة عالية جدا (حوالي 5000 كلفن) وضغوط (حوالي 2000 ضغط جوي) محليا. ينتج عن انفجار فقاعة التجويف أيضا نفاثات سائلة تصل سرعتها إلى 280 م / ث.
ينتج عن توليد الفقاعات عالية الطاقة وانهيارها قوى قص هيدروديناميكية وتذبذبات فوق صوتية ، مما يكسر ويعطل جدران خلايا الكائنات الحية – قتلهم بشكل فعال.
فيما يتعلق بمقبوليتها البيئية ، لا توجد مخاوف بيئية معروفة أو متوقعة مرتبطة بالتكنولوجيا بمساعدة الموجات فوق الصوتية.

الفعالية البيولوجية للموجات فوق الصوتية

أثبتت العديد من الدراسات أن الموجات فوق الصوتية يمكن أن تؤثر على الفيروسات والبكتيريا بشكل فعال. أظهرت دراسات التطهير بأجهزة الموجات فوق الصوتية لتعقيم تيارات الحجم البالغة 100 جالون في الدقيقة (جالون في الدقيقة) ، أي ما يعادل 23 م 3 / ساعة ، انخفاضا في حوالي 7 سجلات ل فيروس شلل الأطفال (< 5μm) وتخفيض 6-7 سجل للبكتيريا كريبتوسبوريديوم بارفوم. مع الديدان الخيطية بويضات الهيليمينث, الإسكارس (8-10μm) والرخويات حمار وحشي بلح البحر فيليجر (70 ميكرومتر) ، تم تحقيق معدل وفيات 100 ٪. نفس معدل الوفيات مع حمار وحشي بلح البحر في أنظمة تدفق 600 جالون في الدقيقة (Buchholz et al. ، 1998).
تم تحقيق معدلات تعطيل بنسبة 100٪ في الكائنات الحية الأكبر حجما وانخفاض بنسبة 6-7 في البكتيريا والفيروسات. مع التعرض لمدة 20 ثانية في نظام التدفق المستمر التجريبي ، 93-98.6٪ تعطيل كريبتوسبوريديوم الكيسة وتم تحقيق تخفيض 4 سجلات في 10 ثوان التعرض في مفاعل دفعة المختبر. كما تم الإبلاغ عن معدلات التعطيل ل كريبتوسبوريديوم بارفوم (7 سجل) ، قابلة للحياة بيض الديدان الطفيلية (4.2 سجل) ، فيروس شلل الأطفال (8 سجل) ، السالمونيلا س. (9 سجل) و الإشريكية القولونية (9 سجل) (Oemcke, 1999; بوخهولز وآخرون، 1998).
يمثل رقم السجل عدد 9 في النسبة المئوية للتخفيض. على سبيل المثال ، يعني تقليل 2 log أن 99٪ من الكائنات الحية الموجودة أصلا في الماء قد تم تعطيلها. يعني تقليل السجل 3 أنه تم إلغاء تنشيط 99.9٪ ، وما إلى ذلك.
تعتمد قدرة أنظمة الموجات فوق الصوتية أيضا على الطاقة المقدمة. تتطلب أجهزة الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة / عالية الكثافة وقت تعرض أقل لحدوث الوفيات مما يسمح بمعالجة معدلات تدفق أعلى. يمكن استخدام أنظمة الموجات فوق الصوتية هذه للموازنة وإزالة الصابورة.
(cp. ساسي وآخرون 2005 ، ص 49)

فوائد تحييد مياه الصابورة بالموجات فوق الصوتية

• غير كيميائي
• صديقة للبيئة
• فعالة وكفؤة
• الآثار التآزرية
• صيانة منخفضة
• عملية آمنة وسهلة
• قوي وموثوق
• قابلة للتطوير إلى أي حجم

معدات الموجات فوق الصوتية

Hielscher متخصصة في تصميم وتصنيع معدات الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة من الدرجة الصناعية للتركيب في البيئات الصعبة. غبار & الأوساخ والرطوبة العالية والبيئات القاسية لا تلحق الضرر بالموجات فوق الصوتية الصناعية (سلسلة UIP). تم تصميم هذه الأجهزة الثقيلة للتشغيل الدائم (24 ساعة / 7 أيام). تأتي الخزانات مهيأة مسبقا وسهلة التركيب وبدء التشغيل. يجب توصيل نظام الموجات فوق الصوتية فقط بأنبوب التغذية من خزان مياه الصابورة (إمداد الوسائط) ومصدر الطاقة.
أحجام مختلفة من أجهزة الموجات فوق الصوتية مع قوة الموجات فوق الصوتية من 500 واط, 1 كيلو واط, 1.5 كيلو واط, 2 كيلو واط, 4 كيلو واط, 10 كيلو واط و 16 كيلو واط، والتي يمكن تركيبها كوحدة مفردة أو كمجموعة، مما يسمح بالتكوين المثالي وقدرة المعالجة.
تحدث إلينا عن حجم المعالجة الخاص بك! سنكون سعداء أن نوصيك بنظام الموجات فوق الصوتية المناسب لمتطلبات العملية الخاصة بك.

أوجه التآزر مع معالجات مياه الصابورة الأخرى

أظهرت الدراسات التي أجريت على تقنيات المعالجة المشتركة أن الموجات فوق الصوتية تعمل بشكل تآزري للغاية مع طرق تطهير مياه الصابورة الأخرى ، مثل الأوزون أو الكلور أو الأشعة فوق البنفسجية أو درجة الحرارة أو الضغوط المرتفعة. نظرا لسهولة التركيب ومتطلبات المساحة المنخفضة ، فإن معدات الموجات فوق الصوتية مناسبة بشكل مثالي لترقية وتحسين أنظمة تحييد مياه الصابورة الموجودة بالفعل.
تحدث إلينا عن بيئة المعالجة الخاصة بك! سنكون سعداء أن نوصيك بنظام الموجات فوق الصوتية المناسب لتعديل النظام الخاص بك على متن الطائرة.