Ultrazvučna dezinfekcija balastne vode

Ultrazvučni sistem tretmana pokazao se efikasnim u ubijanju bakterija, planktona i većih organizama.
Ultrazvučna dezinfekcija balastne vode je mehanički/fizički tretman kojim se izbjegava doziranje jakih i skupih aktivnih kemikalija u balastnu vodu. Ovo osigurava idealnu ekološku prihvatljivost u kombinaciji sa visokom biološkom djelotvornošću u pogledu uništavanja i inaktivacije biljnih i životinjskih organizama i mikroorganizama u balastnoj vodi.

Pozadina

“Ako plovilo plovi bez tereta ili djelomično natovareno, trebat će mu balast kako bi zadržao svoju stabilnost i sigurnost. Voda se često koristi kao balast, ali, kada se sakupi u izvoru, u vodu može otputovati niz organizama, obično članova zajednice planktona koji bi mogli biti stranci na odredištu (alohtoni), a mogu uzrokovati neželjeno biološko zagađenje . Kako bismo izbjegli ovo moguće zagađenje, moramo koristiti efikasan sistem za sterilizaciju balastne vode.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
Invazivne vodene vrste jedna su od četiri najveće prijetnje svjetskim okeanima i mogu uzrokovati izuzetno ozbiljne utjecaje na okoliš, ekonomiju i javno zdravlje. Da bi se izbjeglo unošenje mekušaca štetočina (zebra, azijska školjka i drugi), mogu se primijeniti različiti tretmani sterilizacije balastne vode (koji se nazivaju i dezinfekcija ili neutralizacija). Uobičajeni tretman je hemijsko čišćenje balastne vode. Hemikalije koje se koriste su štetne po okoliš i skupe. Uz sve veću zakonsku regulativu za upravljanje balastnim vodama, alternativni tretmani balastnih voda – npr. ultrazvučnom dezinfekcijom – integrirani su na brodu pomorskih plovila.

Ultrazvučna sterilizacija balastne vode

Ultrazvučni tretman balastne vode je mehanička/fizička metoda kojom se izbjegava upotreba štetnih i skupih kemikalija. Kavitacijske sile ubijaju male vodene organizme i mikroorganizme. Nekoliko studija je već dokazalo da ultrazvuk postiže visok nivo biološke efikasnosti na zebrinu dagnju, nematode, bakterije i viruse.

Ultrasonic Cluster sa procesnom snagom od 120kW

Ultrazvučna dezinfekcija kavitacijom

Generišu ultrazvučni talasi velike snage kavitacija mjehurića u tekućinama, što rezultira intenzivnim silama smicanja i visokim naprezanjem. Kada su intenzivni ultrazvučni talasi spojeni u tečnosti, zvučni talasi koji se šire u tečni medij rezultiraju naizmeničnim ciklusima visokog i niskog pritiska, sa brzinama koje zavise od frekvencije. Tokom ciklusa niskog pritiska (faza razrjeđivanja), ultrazvučni valovi visokog intenziteta stvaraju male vakuumske mjehuriće ili praznine u tekućini. Kada mjehurići dostignu zapreminu pri kojoj više ne mogu apsorbirati energiju, oni se snažno kolabiraju tokom ciklusa visokog pritiska (faza kompresije). Ovaj fenomen se naziva kavitacija. Tokom implozije lokalno se postižu vrlo visoke temperature (cca. 5.000 K) i pritisci (cca. 2.000 atm). Implozija kavitacionog mjehura također rezultira mlazovima tekućine brzine do 280 m/s.
Ovo visoko energično stvaranje i kolaps mjehurića rezultira hidrodinamičkim silama smicanja i ultrazvučnim oscilacijama, koje razbijaju i remete ćelijske zidove organizama. – efektivno ih ubijajući.
Što se tiče ekološke prihvatljivosti, nema poznatih ili očekivanih ekoloških zabrinutosti povezanih sa tehnologijom potpomognutom ultrazvukom.

Biološka efikasnost ultrazvuka

Nekoliko studija je dokazalo da ultrazvuk može djelotvorno utjecati na viruse i bakterije. Studije dezinfekcije sa ultrazvučnim uređajima za sterilizaciju protoka zapremine od 100 gpm (galona u minuti), što je ekvivalentno 23 m3/h, pokazale su smanjenje od oko 7 log za virus poliomijelitisa (< 5μm) i smanjenje od 6-7 log za bakterije Cryptosporidium parvum. Sa Nematodom Heliminth jajne ćelije, Ascaris (8-10μm) i mekušaca zebra dagnja veligers (70μm), postignuta je 100% smrtnost. Ista stopa smrtnosti sa zebra dagnja je demonstrirano u sistemima protoka od 600 gpm (Buchholz et al., 1998).
Stope inaktivacije od 100% postignute su kod većih organizama i 6-7 log smanjenja bakterija i virusa. Sa ekspozicijom od 20 sekundi u eksperimentalnom sistemu kontinuiranog protoka, 93-98,6% inaktivacije Cryptosporidium ocyst i smanjenje od 4 log na 10 sek. postignuto je izlaganje u laboratorijskom šaržnom reaktoru. Stope inaktivacije su također prijavljene za Cryptosporidium parvum (7 dnevnika), održivo jaja helminta (4.2 log), virus poliomijelitisa (8 dnevnika), Salmonella sp. (9 dnevnika) i Echerichia coli (9 log) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
Dnevnik predstavlja broj 9 u postotku smanjenja. Na primjer, smanjenje od 2 log znači da je 99% organizama prvobitno prisutnih u vodi inaktivirano. Smanjenje od 3 log znači da je 99,9% deaktivirano, itd.
Kapacitet ultrazvučnih sistema takođe zavisi od isporučene snage. Ultrazvučni uređaji velike snage/visokog intenziteta zahtijevaju kraće vrijeme izlaganja za smrtnost, čime se omogućava liječenje većih brzina protoka. Takvi ultrazvučni sistemi se mogu koristiti za balastiranje i debalastiranje.
(cp. Sassi et al. 2005, str. 49)

Prednosti ultrazvučne neutralizacije balastne vode

• nehemijski
• ekološki prihvatljiv
• efektivno i efikasno
• sinergijski efekti
• nisko održavanje
• siguran i lak rad
• robustan i pouzdan
• skalabilan na bilo koju veličinu

ultrazvučna oprema

Hielscher je specijaliziran za dizajn i proizvodnju ultrazvučne opreme visoke snage industrijske klase za instalaciju u zahtjevnim okruženjima. Prašina & prljavština, visoka vlažnost i grubo okruženje ne oštećuju industrijske ultrazvučne aparate (UIP serija). Ovi uređaji za teške uslove rada su napravljeni za stalni rad (24h/7d). Ormari se isporučuju unapred konfigurisani i jednostavni su za instalaciju i pokretanje. Ultrazvučni sistem mora biti spojen samo na dovodnu cijev iz rezervoara za balastnu vodu (dovod medija) i napajanje.
Različite veličine ultrazvučnih uređaja sa ultrazvučnom snagom od 500W, 1kW, 1.5kW, 2kW, 4kW, 10kW i 16kW, koji se može instalirati kao pojedinačna jedinica ili kao klaster, omogućavaju idealnu konfiguraciju i kapacitet obrade.
Razgovarajte s nama o svom obimu obrade! Biće nam drago da vam preporučimo odgovarajući ultrazvučni sistem za vaše procesne zahteve.

Sinergije sa drugim tretmanima balastne vode

Studije kombinovanih tehnologija tretmana pokazale su da ultrazvuk djeluje vrlo sinergijski u kombinaciji s drugim metodama dezinfekcije balastne vode, kao što su ozon, hloriranje, UV-svjetlo, temperatura ili povišeni pritisci. Zbog jednostavne instalacije i malih zahtjeva za prostorom, ultrazvučna oprema je idealno pogodna za nadogradnju i poboljšanje već postojećih sistema za neutralizaciju balastne vode.
Razgovarajte s nama o vašem okruženju obrade! Biće nam drago da vam preporučimo odgovarajući ultrazvučni sistem za naknadnu ugradnju vašeg sistema na brodu.