Désinfection de l'eau de ballast par ultrasons

Le système de traitement par ultrasons s'est avéré efficace pour éliminer les bactéries, le plancton et les organismes de plus grande taille.
La désinfection par ultrasons des eaux de ballast est un traitement mécanique/physique qui évite le dosage de produits chimiques actifs puissants et coûteux dans les eaux de ballast. Cela garantit une acceptabilité environnementale idéale combinée à une efficacité biologique élevée en ce qui concerne la destruction et l'inactivation des organismes végétaux et animaux et des micro-organismes présents dans les eaux de ballast.

Contexte

“Si un navire navigue sans cargaison ou partiellement chargé, il aura besoin de ballast pour conserver sa stabilité et sa sécurité. L'eau est souvent utilisée comme ballast, mais lorsqu'elle est collectée à l'origine, une série d'organismes peuvent voyager dans l'eau, normalement des membres de la communauté planctonique qui pourraient être étrangers à la destination (allochtones), et ils pourraient causer une pollution biologique indésirable. Afin d'éviter cette pollution possible, nous devons utiliser un système efficace pour stériliser l'eau de ballast.” [Mingorance Rodríguez : 2012, 163]
Les espèces aquatiques envahissantes constituent l'une des quatre plus grandes menaces pour les océans du monde entier et peuvent avoir des répercussions extrêmement graves sur l'environnement, l'économie et la santé publique. Pour éviter l'introduction de mollusques nuisibles (moules zébrées, palourdes asiatiques et autres), divers traitements de stérilisation de l'eau de ballast (également appelés désinfection ou neutralisation) peuvent être appliqués. Un traitement courant est le nettoyage chimique de l'eau de ballast. Les produits chimiques utilisés sont nocifs pour l'environnement et coûteux. Avec le renforcement des réglementations légales en matière de gestion des eaux de ballast, d'autres traitements de l'eau de ballast sont nécessaires. – par exemple par désinfection aux ultrasons – sont intégrés à bord des navires.

Stérilisation par ultrasons de l'eau de ballast

Le traitement des eaux de ballast par ultrasons est une méthode mécanique/physique qui évite l'utilisation de produits chimiques nocifs et coûteux. Les forces de cavitation tuent les petits organismes aquatiques et les micro-organismes. Plusieurs études ont déjà prouvé que les ultrasons atteignent un haut niveau d'efficacité biologique sur la moule zébrée, les nématodes, les bactéries et les virus.

Grappe ultrasonique avec une puissance de traitement de 120 kW

Désinfection ultrasonique par cavitation

Les ondes ultrasonores de forte puissance génèrent cavitation Les ultrasons sont couplés à des bulles dans les liquides, ce qui entraîne des forces de cisaillement intenses et des contraintes élevées. Lorsque des ondes ultrasonores intenses sont couplées à des liquides, les ondes sonores qui se propagent dans le milieu liquide entraînent une alternance de cycles de haute et de basse pression, dont les taux dépendent de la fréquence. Pendant le cycle de basse pression (phase de raréfaction), les ondes ultrasonores de haute intensité créent de petites bulles de vide ou des vides dans le liquide. Lorsque les bulles atteignent un volume tel qu'elles ne peuvent plus absorber d'énergie, elles s'effondrent violemment au cours d'un cycle de haute pression (phase de compression). Ce phénomène est appelé cavitation. Au cours de l'implosion, des températures (environ 5 000 K) et des pressions (environ 2 000 atm) très élevées sont atteintes localement. L'implosion de la bulle de cavitation produit également des jets de liquide dont la vitesse peut atteindre 280 m/s.
La génération et l'effondrement de bulles hautement énergétiques entraînent des forces de cisaillement hydrodynamiques et des oscillations ultrasoniques qui brisent et perturbent les parois cellulaires des organismes. – les tuant de fait.
En ce qui concerne l'acceptabilité environnementale, il n'y a pas de problèmes environnementaux connus ou anticipés associés à la technologie assistée par ultrasons.

Efficacité biologique des ultrasons

Plusieurs études ont prouvé que les ultrasons peuvent agir efficacement sur les virus et les bactéries. Des études de désinfection avec des appareils à ultrasons pour stériliser des flux de volume de 100 gpm (gallons par minute), équivalant à 23 m3/h, ont montré une réduction d'environ 7 log pour les virus et les bactéries. virus de la polio (< 5μm) et une réduction de 6 à 7 logs pour la bactérie Cryptosporidium parvum. Avec le nématode Ovules d'Heliminthes, Ascaris (8-10μm) et les mollusques les véligères de la moule zébrée (70μm), la mortalité a été de 100 %. Le même taux de mortalité avec moule zébrée a été démontrée dans des systèmes de débit de 600 gpm (Buchholz et al., 1998).
Des taux d'inactivation de 100 % ont été obtenus pour les organismes de grande taille et une réduction de 6 à 7 logs pour les bactéries et les virus. Avec une exposition de 20 secondes dans un système expérimental à flux continu, on a obtenu une inactivation de 93 à 98,6 % des bactéries et virus. Cryptosporidium ocyst et une réduction de 4 log à une exposition de 10 secondes dans un réacteur discontinu de laboratoire a été obtenue. Des taux d'inactivation ont également été rapportés pour les Cryptosporidium parvum (7 log), viable œufs d'helminthes (4.2 log), virus de la polio (8 log), Salmonella sp. (9 log) et Echerichia coli (9 log) (Oemcke, 1999 ; Buchholz et al., 1998).
Le nombre logarithmique représente le nombre de 9 dans le pourcentage de réduction. Par exemple, une réduction de 2 logs signifie que 99 % des organismes initialement présents dans l'eau ont été inactivés. Une réduction de 3 logs signifie que 99,9 % des organismes ont été inactivés, etc.
La capacité des systèmes à ultrasons dépend également de la puissance délivrée. Les appareils à ultrasons à forte puissance/intensité nécessitent un temps d'exposition plus court pour que la mortalité se produise, ce qui permet de traiter des débits plus élevés. Ces systèmes à ultrasons peuvent être utilisés pour le lestage et le déballastage.
(cp. Sassi et al. 2005, p. 49)

Avantages de la neutralisation de l'eau de ballast par ultrasons

• non chimique
• respectueux de l'environnement
• efficace et efficient
• effets synergiques
• peu d'entretien
• Fonctionnement sûr et facile
• Robuste et fiable
• modulable à volonté

Équipement ultrasonique

Hielscher est spécialisé dans la conception et la fabrication d'équipements ultrasoniques de haute puissance de qualité industrielle pour l'installation dans des environnements exigeants. Poussière & La saleté, l'humidité élevée et les environnements difficiles n'endommagent pas les ultrasons industriels (série UIP). Ces appareils robustes sont conçus pour fonctionner en permanence (24 heures sur 24, 7 jours sur 7). Les armoires sont préconfigurées et sont faciles à installer et à mettre en service. Le système à ultrasons ne doit être connecté qu'au tuyau d'alimentation du réservoir d'eau de ballast (alimentation en fluides) et à l'alimentation électrique.
Différentes tailles d'appareils à ultrasons avec une puissance d'ultrasons de 500W, 1kW, 1,5 kW, 2kW, 4kW, 10kW et 16kWqui peuvent être installés en tant qu'unité unique ou en tant que grappe, permettent une configuration et une capacité de traitement idéales.
Parlez-nous de votre volume de traitement ! Nous nous ferons un plaisir de vous recommander un système ultrasonique adapté à vos besoins.

Synergies avec d'autres traitements des eaux de ballast

Des études sur les technologies de traitement combinées ont montré que les ultrasons fonctionnent en synergie avec d'autres méthodes de désinfection de l'eau de ballast, telles que l'ozone, la chloration, la lumière UV, la température ou les pressions élevées. En raison de sa facilité d'installation et de son faible encombrement, l'équipement à ultrasons convient parfaitement à la mise à niveau et à l'amélioration des systèmes de neutralisation des eaux de ballast déjà existants.
Parlez-nous de votre environnement de traitement ! Nous nous ferons un plaisir de vous recommander un système à ultrasons adapté à votre système embarqué.