Ultraäänipainolastiveden desinfiointi

Ultraäänikäsittelyjärjestelmä on osoittautunut tehokkaaksi bakteerien, planktonin ja suurempien organismien tappamisessa.
Painolastiveden ultraäänidesinfiointi on mekaaninen / fysikaalinen käsittely, jolla vältetään voimakkaiden ja kalliiden aktiivisten kemikaalien annostelu painolastiveteen. Tämä takaa ihanteellisen ympäristön hyväksyttävyyden yhdistettynä korkeaan biologiseen tehokkuuteen kasvi- ja eläinorganismien ja mikro-organismien tuhoamisessa ja inaktivoinnissa painolastivedessä.

Tausta

“Jos alus purjehtii ilman lastia tai osittain lastattuna, se tarvitsee painolastia säilyttääkseen vakautensa ja turvallisuutensa. Vettä käytetään usein painolastina, mutta kun se kerätään alkuperästä, joukko organismeja voi matkustaa veteen, yleensä planktonyhteisön jäseniä, jotka voivat olla vieraita määränpäässä (alloktoninen), ja ne voivat aiheuttaa ei-toivottua biologista saastumista. Tämän mahdollisen pilaantumisen välttämiseksi meidän on käytettävä tehokasta järjestelmää painolastiveden steriloimiseksi.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
Haitalliset vedessä elävät lajit ovat yksi maailman valtamerien neljästä suurimmasta uhasta, ja ne voivat aiheuttaa erittäin vakavia ympäristöllisiä, taloudellisia ja kansanterveydellisiä vaikutuksia. Tuholaisten nilviäisten (seeprasimpukat, aasialainen simpukka ja muut) käyttöönoton välttämiseksi voidaan käyttää erilaisia painolastiveden sterilointikäsittelyjä (joita kutsutaan myös desinfioinniksi tai neutraloinniksi). Yleinen hoito on painolastiveden kemiallinen puhdistus. Käytetyt kemikaalit ovat ympäristölle haitallisia ja kalliita. Painolastiveden käsittelyä koskevien oikeudellisten määräysten lisääntyessä vaihtoehtoiset painolastiveden käsittelyt – esimerkiksi ultraäänidesinfioinnilla – on integroitu merialuksiin.

Painolastiveden ultraäänisterilointi

Ultraäänipainolastiveden käsittely on mekaaninen / fysikaalinen menetelmä, jolla vältetään haitallisten ja kalliiden kemikaalien käyttö. Kavitaatiovoimat tappavat pieniä vesieliöitä ja mikro-organismeja. Useat tutkimukset ovat jo osoittaneet, että ultraääni saavuttaa korkean biologisen tehokkuuden seeprasimpukan veligerissä, sukkulamatoissa, bakteereissa ja viruksissa.

Ultraääniklusteri 120 kW:n prosessiteholla

Ultraäänidesinfiointi kavitaatiolla

Suuritehoiset ultraääniaallot tuottavat kavitaatio kuplat nesteissä, mikä johtaa voimakkaisiin leikkausvoimiin ja korkeaan rasitukseen. Kun voimakkaat ultraääniaallot kytketään nesteisiin, nestemäiseen väliaineeseen leviävät ääniaallot johtavat vuorotellen korkeapaineisiin ja matalapaineisiin sykleihin, joiden nopeudet riippuvat taajuudesta. Matalapainesyklin aikana (harvinaisuuden vaihe) korkean intensiteetin ultraääniaallot luovat nesteeseen pieniä tyhjiökuplia tai tyhjiöitä. Kun kuplat saavuttavat tilavuuden, jossa ne eivät enää pysty absorboimaan energiaa, ne romahtavat voimakkaasti korkeapainejakson aikana (puristusvaihe). Tätä ilmiötä kutsutaan kavitaatio. Luhistumisen aikana saavutetaan paikallisesti erittäin korkeat lämpötilat (noin 5 000 K) ja paineet (noin 2 000 atm). Kavitaatiokuplan luhistuminen johtaa myös nestesuihkuihin, joiden nopeus on jopa 280 m/s.
Tämä erittäin energinen kuplien muodostuminen ja romahtaminen johtaa hydrodynaamisiin leikkausvoimiin ja ultraäänivärähtelyihin, jotka rikkovat ja häiritsevät organismien soluseinämiä – tappaa heidät tehokkaasti.
Mitä tulee sen ympäristön hyväksyttävyyteen, ultraääniavusteiseen tekniikkaan ei liity tunnettuja tai odotettuja ympäristöongelmia.

Ultraäänen biologinen tehokkuus

Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että ultraääni voi vaikuttaa viruksiin ja bakteereihin tehokkaasti. Desinfiointitutkimukset ultraäänilaitteilla 100 gpm: n (gallonaa minuutissa) tilavuusvirtojen steriloimiseksi, mikä vastaa 23 m3 / h, ovat osoittaneet noin 7 log-vähennyksen polio-virus (< 5μm) ja bakteerien 6-7 log-vähennys Cryptosporidium parvum. Nematodin kanssa Heliminthin munasolut, Ascaris (8-10μm) ja nilviäinen seeprasimpukka veligers (70μm), saavutettiin 100% kuolleisuus. Sama kuolleisuus vaeltajasimpukka on osoitettu 600 gpm:n virtausjärjestelmissä (Buchholz et al., 1998).
Suuremmissa organismeissa on saavutettu 100 %:n inaktivaatioaste ja bakteereissa ja viruksissa 6–7 log-vähennys. Kun 20 sekunnin altistus kokeellisessa jatkuvan virtauksen järjestelmässä inaktivoi 93–98,6 % Cryptosporidium-okysta ja 4 login vähennys 10 sekunnin altistuksessa laboratoriopanosreaktorissa on saavutettu. Inaktivointien määrää on raportoitu myös Cryptosporidium parvum (7 log), elinkelpoinen helmintimunat (4.2 loki), polio-virus (8 lokia), Salmonella sp. (9 lokia) ja Echerichia coli (9 lokia) (Oemcke, 1999; Buchholz ym., 1998).
Lokinumero edustaa 9: n lukumäärää prosentuaalisessa vähennyksessä. Esimerkiksi 2 log-vähennys tarkoittaa, että 99% vedessä alun perin olleista organismeista on inaktivoitu. 3 log-vähennys tarkoittaa, että 99,9% on inaktivoitu jne.
Ultraäänijärjestelmien kapasiteetti riippuu myös toimitetusta tehosta. Suuritehoiset / korkean intensiteetin ultraäänilaitteet vaativat vähemmän altistumisaikaa kuolleisuuden esiintymiseen, mikä mahdollistaa suurempien virtausnopeuksien käsittelyn. Tällaisia ultraäänijärjestelmiä voidaan käyttää painolastin poistamiseen ja painolastin poistamiseen.
(vrt. Sassi ym. 2005, s. 49)

Ultraäänipainolastiveden neutraloinnin edut

• ei-kemialliset
• ympäristöystävällinen
• Vaikuttava ja tehokas
• Synergiavaikutukset
• vähän huoltoa vaativa
• Turvallinen ja helppo käyttää
• Vankka ja luotettava
• skaalattavissa mihin tahansa kokoon

Ultraäänilaitteet

Hielscher on erikoistunut teollisuusluokan suuritehoisten ultraäänilaitteiden suunnitteluun ja valmistukseen vaativiin ympäristöihin. Pöly & lika, korkea kosteus ja karkeat ympäristöt eivät vahingoita teollisia ultraäänilaitteita (UIP-sarja). Nämä raskaat laitteet on rakennettu pysyvään käyttöön (24h / 7d). Kaapit toimitetaan valmiiksi konfiguroituina ja ne on helppo asentaa ja ottaa käyttöön. Vain ultraäänijärjestelmä on kytkettävä syöttöputkeen painolastivesisäiliöstä (väliaineen syöttö) ja virtalähteestä.
Erikokoiset ultraäänilaitteet, joiden ultraääniteho on 500W, 1kW, 1,5kW, 2kW, 4kW, 10kW ja 16kW, joka voidaan asentaa yksittäisenä yksikkönä tai klusterina, mahdollistaa ihanteellisen konfigurointi- ja käsittelykapasiteetin.
Keskustele kanssamme käsittelymäärästäsi! Suosittelemme mielellämme sopivaa ultraäänijärjestelmää prosessisi vaatimuksiin.

Synergiat muiden painolastivesikäsittelyjen kanssa

Yhdistettyjen käsittelytekniikoiden tutkimukset ovat osoittaneet, että ultraääni toimii hyvin synergisesti yhdessä muiden painolastiveden desinfiointimenetelmien, kuten otsonin, kloorauksen, UV-valon, lämpötilan tai kohonneiden paineiden, kanssa. Helpon asennuksen ja alhaisten tilavaatimusten vuoksi ultraäänilaitteet soveltuvat ihanteellisesti jo olemassa olevien painolastiveden neutralointijärjestelmien päivittämiseen ja parantamiseen.
Keskustele kanssamme käsittelyympäristöstäsi! Suosittelemme mielellämme sopivaa ultraäänijärjestelmää aluksen järjestelmän jälkiasennukseen.