Ултразвукова дезинфекция на баластни води

Системата за ултразвукова обработка е доказала, че е ефективна при унищожаването на бактерии, планктон и по-големи организми.
Ултразвуковата дезинфекция на баластни води е механична/физическа обработка, която избягва дозирането на силни и скъпи активни химикали в баластната вода. Това гарантира идеална екологична приемливост, съчетана с висока биологична ефективност по отношение на унищожаването и инактивирането на растителни и животински организми и микроорганизми в баластни води.

Фон

“Ако плавателният съд плава без товар или частично натоварен, той ще се нуждае от баласт, за да запази стабилността и безопасността си. Водата често се използва като баласт, но когато се събира по произход, поредица от организми могат да пътуват във водата, обикновено членове на планктонната общност, които могат да бъдат по-непознати в дестинацията (алохтонозна) и могат да причинят нежелано биологично замърсяване. За да избегнем това възможно замърсяване, трябва да използваме ефективна система за стерилизиране на баластните води.” [Мингоранс Родригес: 2012, 163]
Инвазивните водни видове са една от четирите най-големи заплахи за световния океан и могат да причинят изключително тежки въздействия върху околната среда, икономиката и общественото здраве. За да се избегне въвеждането на мекотели вредители (миди зебра, азиатска мида и други), могат да се прилагат различни обработки на стерилизация на баластни води (наричани още дезинфекция или неутрализация). Често срещано лечение е химическото почистване на баластната вода. Използваните химикали са вредни за околната среда и скъпи. С нарастващите законови разпоредби за управление на баластните води, алтернативни пречиствания на баластни води – например чрез ултразвукова дезинфекция – са интегрирани на борда на морски плавателни съдове.

Ултразвукова стерилизация на баластна вода

Ултразвуковото третиране на баластни води е механичен/физически метод, който избягва използването на вредни и скъпи химикали. Кавитационните сили убиват малките водни организми и микроорганизми. Няколко проучвания вече са доказали, че ултразвукът постига високо ниво на биологична ефективност върху мидения велигер зебра, нематоди, бактерии и вируси.

Ултразвуков клъстер с технологична мощност 120kW

Ултразвукова дезинфекция чрез кавитация

Ултразвукови вълни с висока мощност генерират Кавитация мехурчета в течности, които водят до интензивни сили на срязване и висок стрес. Когато интензивните ултразвукови вълни са свързани с течности, звуковите вълни, които се разпространяват в течната среда, водят до редуващи се цикли с високо и ниско налягане, със скорости, зависещи от честотата. По време на цикъла на ниско налягане (фаза на разреждане) ултразвуковите вълни с висок интензитет създават малки вакуумни мехурчета или кухини в течността. Когато мехурчетата достигнат обем, при който вече не могат да абсорбират енергия, те се срутват силно по време на цикъл на високо налягане (фаза на компресия). Това явление се нарича Кавитация. По време на имплозията се достигат много високи температури (около 5000 К) и налягания (около 2000 атм). Имплозията на кавитационния мехур също води до течни струи със скорост до 280 m/s.
Това високоенергийно генериране и колапс на мехурчета води до хидродинамични сили на срязване и ултразвукови трептения, които разрушават и разрушават клетъчните стени на организмите – ефективно ги убива.
Що се отнася до нейната екологична приемливост, няма известни или очаквани опасения за околната среда, свързани с ултразвуковата технология.

Биологична ефективност на ултразвука

Няколко проучвания са доказали, че ултразвукът може да повлияе ефективно на вирусите и бактериите. Дезинфекционните изследвания с ултразвукови устройства за стерилизиране на обемни потоци от 100 gpm (галона в минута), еквивалентни на 23 m3/h, показват около 7 log намаление за полиомиелит вирус (< 5 μm) и 6-7 log редукция за бактериите Cryptosporidium parvum. С нематода Хелиминтова яйцеклетка, Аскарида (8-10 μm) и мекотели Зебра миди велигери (70 μm) е постигната 100% смъртност. Същата смъртност с Мида зебра е демонстриран в системи с поток 600 gpm (Buchholz et al., 1998).
Степента на инактивиране от 100% е постигната при по-големи организми и 6-7 log намаление на бактериите и вирусите. При експозиция от 20 секунди в експериментална система с непрекъснат поток, 93-98,6% инактивиране на Криптоспоридиева оциста и е постигнато намаление с 4 логаритми при 10 секунди експозиция в лабораторен реактор. Процентът на инактивиране също е докладван за Cryptosporidium parvum (7 log), жизнеспособен Яйца на хелминти (4.2 дневник), полиомиелит вирус (8 дневника), Салмонела sp. (9 дневник) и Echerichia coli (9 дневника) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
Числото на логаритма представлява броя на 9 в процентното намаление. Например, 2 log намаление означава, че 99% от организмите, първоначално присъстващи във водата, са били инактивирани. Намаление с 3 лога означава, че 99,9% са деактивирани и т.н.
Капацитетът на ултразвуковите системи също зависи от доставената мощност. Ултразвуковите устройства с висока мощност/висок интензитет изискват по-малко време на експозиция за смъртност, като по този начин позволяват да се третират по-високи скорости на потока. Такива ултразвукови системи могат да се използват за баластиране и дебаластиране.
(ср. Sassi et al. 2005, стр. 49)

Предимства на ултразвуковото неутрализиране на баластни води

• Нехимични
• екологично чист
• Ефективен и ефикасен
• синергични ефекти
• ниска поддръжка
• Безопасна и лесна работа
• Здрав и надежден
• мащабируем до всякакъв размер

Ултразвуково оборудване

Hielscher е специализирана в проектирането и производството на високомощно ултразвуково оборудване от индустриален клас за монтаж в взискателни среди. Прах & Мръсотията, високата влажност и грубата среда не увреждат индустриалните ултразвукови апарати (серия UIP). Тези тежкотоварни устройства са създадени за постоянна работа (24 часа / 7 дни). Шкафовете се предлагат предварително конфигурирани и са лесни за инсталиране и стартиране. Ултразвуковата система трябва да бъде свързана само към захранващата тръба от резервоара за баластна вода (захранването) и захранването.
Различни размери ултразвукови апарати с ултразвукова мощност 500 W, 1kW, 1.5kW, 2kW, 4kW, 10kW и 16kW, които могат да бъдат инсталирани като единично устройство или като клъстер, позволяват идеалната конфигурация и капацитет за обработка.
Говорете с нас за вашия обем на обработка! Ще се радваме да ви препоръчаме подходяща ултразвукова система за вашите изисквания на процеса.

Синергии с други третирания на баластни води

Проучванията на комбинирани технологии за пречистване показват, че ултразвукът работи много синергично в комбинация с други методи за дезинфекция на баластни води, като озон, хлориране, UV-светлина, температура или повишено налягане. Поради лесния монтаж и ниските изисквания за пространство, ултразвуковото оборудване е идеално подходящо за надграждане и подобряване на вече съществуващи системи за неутрализиране на баластни води.
Говорете с нас за вашата среда за обработка! Ще се радваме да ви препоръчаме подходяща ултразвукова система за модернизиране на вашата бордова система.