La desinfección del agua de lastre de ultrasonidos

El sistema de tratamiento ultrasónico ha demostrado ser eficaz en la destrucción de las bacterias, plancton, y organismos más grandes.
La desinfección ultrasónica de agua de lastre es un tratamiento mecánico / físico, lo que evita la dosificación de productos químicos activos fuertes y costosos en el agua de lastre. Esto asegura una aceptabilidad ambiental ideales combinado con una alta eficacia biológica con respecto a la destrucción y la inactivación de organismos y microorganismos de plantas y animales en el agua de lastre.

Antecedentes

“Si un barco navega sin carga o parcialmente cargados, se necesitará de lastre para mantener su estabilidad y seguridad. El agua se utiliza a menudo como lastre, pero, cuando se recoge en origen, una serie de organismos puede viajar en el agua, normalmente miembros de la comunidad planctónica que podría ser desconocido en el destino (alóctono), y que podría causar la contaminación biogological no deseados . Con el fin de evitar esta posible contaminación, tenemos que utilizar un sistema eficaz para esterilizar el agua de lastre.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
especies acuáticas invasoras son una de las cuatro mayores amenazas para los océanos del mundo, y pueden causar impactos extremadamente severas de salud ambiental, económica y pública. Para evitar la introducción de moluscos de plagas (mejillones cebra, la almeja asiática, y otros), diversos tratamientos de esterilización del agua de lastre (también referido como desinfección o neutralización) pueden ser aplicadas. Un tratamiento común es la limpieza química del agua de lastre. Los productos químicos utilizados son dañinos para el ambiente y costoso. Con el aumento de las regulaciones legales para la gestión del agua de lastre, tratamientos de agua de lastre alternativa – p.ej. por desinfección ultrasónica – están integradas a bordo de embarcaciones marinas.

Ultrasónica Esterilización de agua de lastre

El tratamiento del agua de lastre de ultrasonidos es un método mecánico / físico, que evita el uso de productos químicos nocivos y costosos. Las fuerzas de cavitación matan a pequeños organismos acuáticos y los microorganismos. Varios estudios ya han demostrado que el ultrasonido logra un alto nivel de eficacia biológica de cebra véliger mejillón, nematodos, bacterias y virus.

ultrasonidos de potencia es un medio no química para la neutralización del agua de lastre. (¡Click para agrandar!)

Cluster ultrasónica con una potencia de 120 kW proceso

Ultrasonidos Desinfección por cavitación

ondas de ultrasonido de alta potencia generan cavitación burbujas en los líquidos, lo que resulta en intensas fuerzas de cizallamiento y un alto estrés. Cuando las ondas de ultrasonido intensas se unen a los líquidos, las ondas sonoras que se propagan a los medios líquidos dan como resultado ciclos alternados de alta y baja presión, con tasas que dependen de la frecuencia. Durante el ciclo de baja presión (fase de rarefacción), las ondas ultrasónicas de alta intensidad crean pequeñas burbujas de vacío o vacíos en el líquido. Cuando las burbujas alcanzan un volumen al que ya no pueden absorber energía, colapsan violentamente durante un ciclo de alta presión (fase de compresión). Este fenómeno se denomina cavitación. Durante la implosión temperaturas muy altas (aprox. 5,000K) y presiones (aprox. 2,000atm) se alcanzan localmente. La implosión de la burbuja de cavitación también resulta en chorros de líquido de hasta 280m / s de velocidad.
Esta generación de burbujas altamente energético y los resultados de colapso en las fuerzas de cizalladura hidrodinámicas y oscilaciones ultrasónicas, que rompe y altera las paredes celulares de organismos – matar con eficacia.
En cuanto a su aceptabilidad ambiental, no hay preocupaciones ambientales conocidos o previstos asociados con la tecnología asistida por ultrasonido.

Eficacia biológica de Ultrasonido

Varios estudios han demostrado que el ultrasonido puede afectar a los virus y bacterias con eficacia. estudios de desinfección con dispositivos de ultrasonidos para esterilizar corrientes de volumen de 100 gpm (galones por minuto), equivalente a 23 m3 / h, han mostrado alrededor de una reducción de 7 log para la virus de la polio (< 5μm) y una reducción de 6-7 logs para las bacterias Cryptosporidium parvum. con nematodo Heliminth este, Ascaris (8-10μm) y molusco velígeras mejillón cebra (70μm), se consiguió una mortalidad del 100%. Lo mismo con la tasa de mortalidad mejillón cebra se ha demostrado en sistemas de flujo de 600 gpm (Buchholz et al., 1998).
las tasas de inactivación de 100% se han conseguido en los organismos de mayor tamaño y una reducción de 6-7 log en bacterias y virus. Con 20 segundos de exposición en un sistema de flujo continuo experimental, 93 a 98,6% de inactivación de ocyst Cryptosporidium y una reducción de 4 log en 10 seg. se ha logrado la exposición en un reactor discontinuo de laboratorio. las tasas de inactivación también se han reportado para Cryptosporidium parvum (7 log), viable huevos de helmintos (4,2 log), virus de la polio (8 log), Salmonella sp. (9 log) y Escherichia coli (9 log) (Oemcke., 1999; Buchholz et al, 1998).
El número de registro representa el número de 9 de en el porcentaje de reducción. Por ejemplo, una reducción de 2 log significa que el 99% de los organismos presentes originalmente en el agua han sido inactivados. Una reducción de 3 log significa que 99,9% han sido inactivados, etc.
La capacidad de los sistemas ultrasónicos también depende de la potencia entregada. dispositivos de ultrasonidos de alta potencia / alta intensidad requieren menos tiempo de exposición para la mortalidad que se produzca lo que permite mayores velocidades de flujo a tratar. Tales sistemas ultrasónicos pueden ser utilizados para lastrado y deslastrado.
(Cp. Sassi et al. 2005, p. 49)

Beneficios de la neutralización ultrasónico agua de lastre

  • no químico
  • Amigable con el medio ambiente
  • efectivo y eficiente
  • efectos sinérgicos
  • Bajo mantenimiento
  • operación segura y fácil
  • robusto y fiable
  • escalable a cualquier tamaño

Equipo ultrasónico

Hielscher está especializada en el diseño y la fabricación de equipos de ultrasonidos de alta potencia de grado industrial para la instalación en entornos exigentes. Polvo & suciedad, humedad elevada y entornos difíciles no daña el ultrasonicators industriales (serie UIP). Esos dispositivos para uso industrial están construidos para un uso permanente (24h / 7d). Los gabinetes vienen preconfigurados y son fáciles de instalar y de puesta en marcha. El sistema ultrasónico sólo debe conectarse a la tubería de alimentación desde el tanque de agua de lastre (suministro de medios) y la fuente de alimentación.
Diferentes tamaños de los dispositivos de ultrasonidos con una potencia de ultrasonido de 500W, 1kW, 1,5 kW, 2 kW, 4 kW, 10 kW y 16 kW, Que puede ser instalado como una sola unidad o como clúster, permitir la capacidad de configuración y el procesamiento ideal.
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Las sinergias con Tratamientos de Agua otros balastos

Los estudios de las tecnologías de tratamiento combinados han demostrado que el ultrasonido funciona muy sinérgico en combinación con otros métodos de desinfección del agua de lastre, como el ozono, la cloración, la luz UV, la temperatura o presiones elevadas. Debido a la fácil instalación y los requisitos de espacio bajas, el equipo ultrasónico es idealmente adecuado para una actualización y mejora de los sistemas de neutralización del agua de lastre ya existentes.
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Ultrasound is a non-chemical method for ballast water sterilization. (pic.: "Ballast water en" Thorsten Hartmann - La contaminación del agua por el agua de lastre de)

El agua de lastre debe desinfectarse para evitar la introducción de especies invasoras.

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Las potentes fuerzas ultrasónicas son una técnica bien conocida y confiable para la extracción (¡Haz clic para ampliar!)

A los cavitación en liquido

Este video muestra la cavitación ultrasónica/acústica en el agua, generada por el Hielscher UIP1000. La cavitación ultrasónica se utiliza para muchas aplicaciones líquidas.

Cavitación ultrasónica en líquidos usando el UIP1000

Beneficios de la ecografía

  • no químico
  • Amigable con el medio ambiente
  • efectivo y eficiente
  • efectos sinérgicos
  • Bajo mantenimiento
  • operación segura y fácil
  • robusto y fiable
  • escalable a cualquier tamaño
Alta ultrasonidos de potencia es una tecnología probada para la desinfección y esterilización del agua (Haga clic para agrandar!)

3 x ultrasonidos de potencia de 4 kW para aplicaciones de trabajo pesado

Literatura/Referencias

  • Mingorance Rodríguez, María del Carmen (2012): agua de lastre y esterilización del agua de mar. En: Dr. Xiao Yu-Ying (ed.): Municipal y eliminación de residuos industriales. InTechOpen 2012. 163-176.
  • Sassi, Jukka; Se refiere Salo, Satu; Rytkönen, Jorma; Leppäkoski, Erkki (2005): Los experimentos con tecnologías de luz, ultrasonidos y ozono ultravioleta para el tratamiento del agua de lastre a bordo. Notas de investigación VTT 2313. Espoo, 2005.
  • Viitasalo, Satu; Sassi, Jukka; Rytkönen, Jorma; Leppäkoski, Erkki (2005): ozono, luz ultravioleta, ultrasonido y peróxido de hidrógeno como tratamientos de agua de lastre - Experimentos con mesozooplancton en agua salobre baja en solución salina. Revista de Ingeniería Ambiental Marina 8 / 2005. 35-55.

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Información interesante

A los homogeneizadores ultrasónicos también se los denomina frecuentemente como sonicador de sonda, sonolisador, fraccionador por ultrasonidos, pulverizador ultrasónico, sonoruptor, sonificador, disgregador ultrasónico, fraccionador celular, dispersor ultrasónico o mezclador por ultrasonidos. Estos términos provienen de las distintas aplicaciones que se pueden llevar a cabo por sonicación.