बैलास्ट जल का अल्ट्रासोनिक कीटाणुशोधन

अल्ट्रासोनिक उपचार प्रणाली जीवाणुओं, प्लवकों और बड़े जीवों को मारने में प्रभावी सिद्ध हुई है।
बैलास्ट जल का अल्ट्रासोनिक कीटाणुशोधन एक यांत्रिक/ भौतिक उपचार है, जिससे बैलास्ट जल में किसी भी प्रबल और महँगे सक्रिय रसायन को मिलाने की आवश्यकता नहीं पड़ती। इससे आदर्श पर्यावरणीय स्वीकार्यता के साथ-साथ बैलास्ट जल में मौजूद पादप और जंतु जीवों तथा सूक्ष्मजीवों के विनाश और निष्क्रियण में उच्च जैविक प्रभावशीलता सुनिश्चित होती है।

पृष्ठभूमि

“यदि कोई जहाज़ बिना माल के या आंशिक रूप से लदा हुआ यात्रा करता है, तो उसे अपनी स्थिरता और सुरक्षा बनाए रखने के लिए बैलास्ट की आवश्यकता होगी। अक्सर पानी को बैलास्ट के रूप में इस्तेमाल किया जाता है, लेकिन जब इसे प्रस्थान स्थल पर भरा जाता है, तो कई जीव पानी में प्रवेश कर सकते हैं। ये सामान्यतः प्लवक समुदाय के सदस्य होते हैं, जो गंतव्य स्थल के लिए बाहरी (एलोक्थोनस) हो सकते हैं और अवांछित जैविक प्रदूषण उत्पन्न कर सकते हैं। इस संभावित प्रदूषण से बचने के लिए हमें बैलास्ट जल को निर्जर्मीकृत करने वाली एक प्रभावी प्रणाली का उपयोग करना होगा।” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
आक्रामक जलीय प्रजातियाँ विश्व के महासागरों के लिए चार सबसे बड़े खतरों में से एक हैं और पर्यावरण, अर्थव्यवस्था तथा सार्वजनिक स्वास्थ्य पर अत्यंत गंभीर प्रभाव डाल सकती हैं। हानिकारक मोलस्कों (ज़ेब्रा मसल, एशियाई क्लैम और अन्य) के प्रवेश को रोकने के लिए बैलास्ट जल के निर्जर्मीकरण के विभिन्न उपचार (जिन्हें कीटाणुशोधन या निष्प्रभावीकरण भी कहा जाता है) अपनाए जा सकते हैं। बैलास्ट जल की रासायनिक सफाई एक सामान्य उपचार है। इसमें प्रयुक्त रसायन पर्यावरण के लिए हानिकारक और महँगे होते हैं। बैलास्ट जल प्रबंधन संबंधी कानूनी नियम बढ़ने के साथ, बैलास्ट जल के वैकल्पिक उपचारों – जैसे अल्ट्रासोनिक कीटाणुशोधन – को समुद्री जहाज़ों पर एकीकृत किया जा रहा है।

बैलास्ट जल का अल्ट्रासोनिक निर्जर्मीकरण

अल्ट्रासोनिक बैलास्ट जल उपचार एक यांत्रिक/ भौतिक विधि है, जिसमें हानिकारक और महँगे रसायनों के उपयोग की आवश्यकता नहीं पड़ती। कैविटेशन से उत्पन्न बल छोटे जलीय जीवों और सूक्ष्मजीवों को मार देते हैं। कई अध्ययन पहले ही सिद्ध कर चुके हैं कि अल्ट्रासाउंड ज़ेब्रा मसल वेलिजर, नेमाटोड, जीवाणुओं और विषाणुओं पर उच्च स्तर की जैविक प्रभावशीलता प्राप्त करता है।

अल्ट्रासोनिक क्लस्टर 120kW प्रक्रिया शक्ति के साथ

कैविटेशन द्वारा अल्ट्रासोनिक कीटाणुशोधन

उच्च शक्ति वाली अल्ट्रासाउंड तरंगें द्रवों में कैविटेशन के बुलबुले उत्पन्न करती हैं, जिनसे तीव्र अपरूपण बल और उच्च प्रतिबल उत्पन्न होते हैं। जब तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगों की ऊर्जा द्रवों में संचारित की जाती है, तो द्रव माध्यम में फैलने वाली ध्वनि तरंगें बारी-बारी से उच्च दाब और निम्न दाब के चक्र उत्पन्न करती हैं, जिनकी दर आवृत्ति पर निर्भर करती है। निम्न दाब चक्र (विरलन चरण) के दौरान, उच्च तीव्रता वाली अल्ट्रासोनिक तरंगें द्रव में छोटे निर्वात बुलबुले या रिक्तियाँ बनाती हैं। जब बुलबुले ऐसे आयतन तक पहुँच जाते हैं जहाँ वे और ऊर्जा अवशोषित नहीं कर सकते, तो वे उच्च दाब चक्र (संपीड़न चरण) के दौरान प्रचंड रूप से ढह जाते हैं। इस परिघटना को कैविटेशन कहा जाता है। अंतःस्फोट के दौरान स्थानीय रूप से अत्यंत उच्च तापमान (लगभग 5,000K) और दाब (लगभग 2,000atm) प्राप्त होते हैं। कैविटेशन बुलबुले के अंतःस्फोट से 280m/s तक के वेग वाली द्रव धाराएँ भी उत्पन्न होती हैं।
बुलबुलों के इस अत्यधिक ऊर्जावान निर्माण और ढहने से द्रवगतिकीय अपरूपण बल और अल्ट्रासोनिक दोलन उत्पन्न होते हैं, जो जीवों की कोशिका भित्तियों को तोड़कर विघटित कर देते हैं – और प्रभावी रूप से उन्हें मार देते हैं।
पर्यावरणीय स्वीकार्यता की दृष्टि से, अल्ट्रासाउंड-सहायित प्रौद्योगिकी से जुड़ी कोई ज्ञात या प्रत्याशित पर्यावरणीय चिंता नहीं है।

अल्ट्रासाउंड की जैविक प्रभावशीलता

कई अध्ययनों ने सिद्ध किया है कि अल्ट्रासाउंड विषाणुओं और जीवाणुओं को प्रभावी रूप से प्रभावित कर सकता है। 100 gpm (गैलन प्रति मिनट), जो 23 m3/h के बराबर है, की आयतन प्रवाह धाराओं को निर्जर्मीकृत करने के लिए अल्ट्रासोनिक उपकरणों से किए गए कीटाणुशोधन अध्ययनों में लगभग 7 log की कमी देखी गई है – पोलियो वायरस (< 5μm) के लिए, और 6–7 log की कमी देखी गई है – जीवाणु Cryptosporidium parvum के लिए। नेमाटोड Heliminth ova, Ascaris (8–10μm) और मोलस्क ज़ेब्रा मसल वेलिजर (70μm) के साथ 100% मृत्यु दर प्राप्त हुई। ज़ेब्रा मसल के साथ यही मृत्यु दर 600 gpm प्रवाह प्रणालियों में प्रदर्शित की गई है (Buchholz et al., 1998)।
बड़े जीवों में 100% निष्क्रियण दर और जीवाणुओं तथा विषाणुओं में 6–7 log की कमी प्राप्त हुई है। एक प्रायोगिक सतत प्रवाह प्रणाली में 20 sec के संपर्क से 93–98.6% निष्क्रियण Cryptosporidium ocyst में और एक प्रयोगशाला बैच रिएक्टर में 10 sec. के संपर्क से 4 log की कमी प्राप्त हुई है। निष्क्रियण दरें इनके लिए भी रिपोर्ट की गई हैं: Cryptosporidium parvum (7 log), जीवक्षम हेल्मिन्थ अंडे (4.2 log), पोलियो वायरस (8 log), Salmonella sp. (9 log) और Echerichia coli (9 log) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998)।
log संख्या प्रतिशत कमी में आने वाले 9 अंकों की संख्या दर्शाती है। उदाहरण के लिए, 2 log की कमी का अर्थ है कि पानी में मूल रूप से मौजूद जीवों में से 99% निष्क्रिय कर दिए गए हैं। 3 log की कमी का अर्थ है कि 99.9% निष्क्रिय कर दिए गए हैं, आदि।
अल्ट्रासोनिक प्रणालियों की क्षमता प्रदान की गई शक्ति पर भी निर्भर करती है। उच्च शक्ति/ उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासोनिक उपकरणों में जीवों की मृत्यु के लिए कम संपर्क समय की आवश्यकता होती है, जिससे अधिक प्रवाह दरों पर उपचार संभव होता है। ऐसी अल्ट्रासोनिक प्रणालियों का उपयोग बैलास्ट जल भरने और निकालने के लिए किया जा सकता है।
(तुलना करें: Sassi et al. 2005, p. 49)

बैलास्ट जल के अल्ट्रासोनिक निष्प्रभावीकरण के लाभ

• रसायन-रहित
• पर्यावरण के अनुकूल
• प्रभावी और दक्ष
• सहक्रियात्मक प्रभाव
• कम रखरखाव
• सुरक्षित और आसान संचालन
• मज़बूत और विश्वसनीय
• किसी भी आकार तक विस्तार योग्य

अल्ट्रासोनिक उपकरण

Hielscher कठिन परिस्थितियों वाले परिवेशों में स्थापना के लिए औद्योगिक स्तर के उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक उपकरणों के डिज़ाइन और निर्माण में विशेषज्ञ है। धूल और गंदगी, उच्च आर्द्रता तथा कठोर परिवेश औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटरों (UIP शृंखला) को क्षति नहीं पहुँचाते। भारी कार्य के लिए बने ये उपकरण निरंतर संचालन (24h/ 7d) के लिए निर्मित हैं। कैबिनेट पहले से कॉन्फ़िगर किए हुए आते हैं और इन्हें स्थापित करना तथा चालू करना आसान है। अल्ट्रासोनिक प्रणाली को केवल बैलास्ट जल टैंक की फीड पाइप (माध्यम आपूर्ति) और विद्युत आपूर्ति से जोड़ना होता है।
विभिन्न आकारों के अल्ट्रासोनिक उपकरणों की अल्ट्रासाउंड शक्तियाँ 500W, 1kW, 1.5kW, 2kW, 4kW, 10kW और 16kW हैं। इन्हें एकल इकाई या क्लस्टर के रूप में स्थापित किया जा सकता है, जिससे आदर्श विन्यास और प्रसंस्करण क्षमता प्राप्त करना संभव होता है।
अपने प्रसंस्करण आयतन के बारे में हमसे बात करें! हमें आपकी प्रक्रिया की आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त अल्ट्रासोनिक प्रणाली की अनुशंसा करने में खुशी होगी।

अन्य बैलास्ट जल उपचारों के साथ सहक्रियाएँ

संयुक्त उपचार प्रौद्योगिकियों के अध्ययनों ने दर्शाया है कि अल्ट्रासाउंड अन्य बैलास्ट जल कीटाणुशोधन विधियों, जैसे ओज़ोन, क्लोरीनीकरण, UV प्रकाश, तापमान या बढ़े हुए दाब के साथ मिलकर अत्यधिक सहक्रियात्मक रूप से कार्य करता है। आसान स्थापना और कम जगह की आवश्यकता के कारण, अल्ट्रासोनिक उपकरण पहले से मौजूद बैलास्ट जल निष्प्रभावीकरण प्रणालियों के उन्नयन और सुधार के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त हैं।
अपने प्रसंस्करण परिवेश के बारे में हमसे बात करें! हमें आपके जहाज़ पर मौजूद प्रणाली में रेट्रोफिट करने के लिए उपयुक्त अल्ट्रासोनिक प्रणाली की अनुशंसा करने में खुशी होगी।