Ballastvee ultraheli desinfitseerimine

Ultraheli töötlussüsteem on osutunud tõhusaks bakterite, planktoni ja suuremate organismide hävitamisel.
Ballastvee ultraheli desinfitseerimine on mehaaniline/ füüsikaline töötlus, mis väldib tugevate ja kallite aktiivsete kemikaalide doseerimist ballastvette. See tagab ideaalse keskkonnasõbralikkuse koos suure bioloogilise tõhususega ballastvees leiduvate taimsete ja loomsete organismide ning mikroorganismide hävitamisel ja inaktiveerimisel.

Taust

“Kui laev sõidab ilma lastita või osaliselt koormatuna, vajab ta stabiilsuse ja ohutuse säilitamiseks ballasti. Ballastina kasutatakse sageli vett, kuid kui see võetakse päritolukohas, võib vette sattuda hulk organisme, tavaliselt planktoni kooslusse kuuluvaid liike, mis võivad sihtkohas olla võõrad (allohtoonsed) ja põhjustada soovimatut bioloogilist saastet. Selle võimaliku saaste vältimiseks peame ballastvee steriliseerimiseks kasutama tõhusat süsteemi.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
Invasiivsed veeliigid on üks maailmamere neljast suurimast ohust ning võivad põhjustada äärmiselt tõsiseid keskkonna-, majandus- ja rahvatervise mõjusid. Kahjurmolluskite (vööthäbikarpide, Aasia karpide ja teiste) sissetoomise vältimiseks saab rakendada erinevaid ballastvee steriliseerimise (nimetatakse ka desinfitseerimiseks või neutraliseerimiseks) meetodeid. Levinud töötlusviis on ballastvee keemiline puhastamine. Kasutatavad kemikaalid on keskkonnale kahjulikud ja kallid. Ballastvee käitlemist käsitlevate õigusnormide karmistumisega integreeritakse laevadele alternatiivseid ballastvee töötlusmeetodeid – nt ultraheli desinfitseerimist.

Ballastvee ultraheli steriliseerimine

Ballastvee ultraheli töötlus on mehaaniline/ füüsikaline meetod, mis väldib kahjulike ja kallite kemikaalide kasutamist. Kavitatsioonijõud tapavad väikseid veeorganisme ja mikroorganisme. Mitmed uuringud on juba tõestanud, et ultraheli saavutab suure bioloogilise tõhususe vööthäbikarbi veligeride, ümarusside, bakterite ja viiruste suhtes.

Ultraheli klaster protsessivõimsusega 120kW

Ultraheli desinfitseerimine kavitatsiooni abil

Suure võimsusega ultraheli lained tekitavad vedelikes kavitatsioonist tingitud mulle, mis põhjustavad tugevaid nihkejõude ja suurt pinget. Kui intensiivsed ultraheli lained suunatakse vedelikku, tekitavad vedelikus levivad helilained vahelduvaid kõrg- ja madalrõhutsükleid, mille sagedus sõltub lainesagedusest. Madalrõhutsükli (hõrenemisfaasi) ajal tekitavad suure intensiivsusega ultraheli lained vedelikku väikesi vaakumimulle ehk õõnsusi. Kui mullid saavutavad mahu, mille juures nad ei suuda enam energiat neelata, vajuvad nad kõrgrõhutsükli (kokkusurumisfaasi) ajal jõuliselt kokku. Seda nähtust nimetatakse kavitatsiooniks. Implosiooni käigus saavutatakse lokaalselt väga kõrged temperatuurid (u 5 000K) ja rõhud (u 2 000atm). Kavitatsioonimulli implosioon tekitab ka vedelikujoad kiirusega kuni 280m/s.
See suure energiaga mullide teke ja kokkuvarisemine põhjustab hüdrodünaamilisi nihkejõude ja ultraheli võnkumisi, mis purustavad ja lõhuvad organismide rakuseinu – tappes need tõhusalt.
Keskkonnasõbralikkuse osas ei ole ultraheliga toetatud tehnoloogiaga seotud teadaolevaid ega eeldatavaid keskkonnaprobleeme.

Ultraheli bioloogiline tõhusus

Mitmed uuringud on tõestanud, et ultraheli võib viirusi ja baktereid tõhusalt mõjutada. Desinfitseerimisuuringud ultraheliseadmetega mahuvoogude steriliseerimiseks kiirusega 100 gpm (gallonit minutis), mis vastab 23 m3/h, on näidanud ligikaudu 7 log vähenemist polioviiruse (< 5μm) ja 6-7 log vähenemist bakteri Cryptosporidium parvum puhul. Ümarusside Heliminth ova, Ascaris (8-10μm) ja molluski zebra mussel veligers (70μm) puhul saavutati 100% suremus. Sama suremust vööthäbikarbi puhul on näidatud 600 gpm vooluhulgaga süsteemides (Buchholz et al., 1998).
Inaktiveerimismäärad 100% on saavutatud suuremate organismide puhul ning 6-7 log vähenemine bakterite ja viiruste puhul. 20 sek mõjuajaga eksperimentaalses pidevvoolusüsteemis on saavutatud 93-98,6% inaktiveerimine Cryptosporidium ocyst puhul ning 4 log vähenemine 10 sek mõjuajaga laboratoorses perioodilises reaktoris. Inaktiveerimismääradest on teatatud ka Cryptosporidium parvum (7 log), elujõuliste helminth eggs (4,2 log), polioviiruse (8 log), Salmonella sp. (9 log) ja Echerichia coli (9 log) kohta (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
Logaritmiline arv näitab 9-de arvu protsentuaalses vähenemises. Näiteks 2 log vähenemine tähendab, et 99% algselt vees olnud organismidest on inaktiveeritud. 3 log vähenemine tähendab, et 99,9% on inaktiveeritud jne.
Ultraheli süsteemide jõudlus sõltub ka edastatavast võimsusest. Suure võimsusega/ suure intensiivsusega ultraheliseadmed vajavad suremuse saavutamiseks lühemat mõjuaega, mistõttu saab töödelda suuremaid vooluhulki. Selliseid ultraheli süsteeme saab kasutada nii ballasteerimisel kui ka ballasti tühjendamisel.
(vrd Sassi et al. 2005, lk 49)

Ballastvee ultraheli neutraliseerimise eelised

• keemiavaba
• keskkonnasõbralik
• tõhus ja efektiivne
• sünergilised mõjud
• väike hooldusvajadus
• ohutu ja lihtne kasutada
• töökindel ja usaldusväärne
• skaleeritav mis tahes suuruseni

Ultraheliseadmed

Hielscher on spetsialiseerunud tööstusliku klassi suure võimsusega ultraheliseadmete projekteerimisele ja tootmisele paigaldamiseks nõudlikes keskkondades. Tolm ja mustus, kõrge õhuniiskus ning karmid keskkonnatingimused ei kahjusta tööstuslikke ultraheli seadmeid (UIP seeria). Need robustsed seadmed on ette nähtud pidevaks tööks (24h/ 7d). Kapid tarnitakse eelkonfigureerituna ning neid on lihtne paigaldada ja käivitada. Ultraheli süsteem tuleb ühendada ainult ballastveepaagi toitetorustikuga (söötme etteanne) ja toiteallikaga.
Erineva suurusega ultraheliseadmed ultraheli võimsusega 500W, 1kW, 1,5kW, 2kW, 4kW, 10kW ja 16kW, mida saab paigaldada üksikseadmena või klastrina, võimaldavad ideaalset konfiguratsiooni ja töötlusvõimsust.
Rääkige meiega oma töödeldavast mahust! Soovitame hea meelega teie protsessinõuetele sobivat ultraheli süsteemi.

Sünergia teiste ballastvee töötlusmeetoditega

Kombineeritud töötlustehnoloogiate uuringud on näidanud, et ultraheli toimib väga sünergiliselt koos teiste ballastvee desinfitseerimismeetoditega, nagu osoon, kloorimine, UV-valgus, temperatuur või kõrgendatud rõhk. Lihtsa paigaldatavuse ja väikese ruumivajaduse tõttu sobib ultraheliseadmestik ideaalselt olemasolevate ballastvee neutraliseerimissüsteemide täiendamiseks ja parandamiseks.
Rääkige meiega oma töökeskkonnast! Soovitame hea meelega sobivat ultraheli süsteemi teie laevasisese süsteemi moderniseerimiseks.