Ultrahangos ballasztvíz fertőtlenítés

Az ultrahangos kezelési rendszer hatékonynak bizonyult a baktériumok, planktonok és nagyobb szervezetek megölésében.
A ballasztvíz ultrahangos fertőtlenítése mechanikai / fizikai kezelés, amely elkerüli az erős és drága aktív vegyi anyagok adagolását a ballasztvízbe. Ez biztosítja az ideális környezeti elfogadhatóságot magas biológiai hatékonysággal kombinálva a ballasztvízben lévő növényi és állati szervezetek és mikroorganizmusok elpusztítása és inaktiválása tekintetében.

Háttér

“Ha egy hajó rakomány nélkül vagy részben megrakodva hajózik, stabilitásának és biztonságának megőrzése érdekében ballasztra lesz szüksége. A vizet gyakran használják ballasztként, de amikor eredetéből összegyűjtik, egy sor organizmus utazhat a vízbe, általában a planktonközösség tagjai, amelyek idegenek lehetnek a rendeltetési helyen (alloktonok), és nemkívánatos biogológiai szennyezést okozhatnak. Annak érdekében, hogy elkerüljük ezt a lehetséges szennyezést, hatékony rendszert kell használnunk a ballasztvíz sterilizálására.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
Az invazív vízi fajok a világ óceánjait fenyegető négy legnagyobb veszély egyike, és rendkívül súlyos környezeti, gazdasági és közegészségügyi hatásokat okozhatnak. A kártevő puhatestűek (zebrakagyló, ázsiai kagyló és mások) bevezetésének elkerülése érdekében a ballasztvíz sterilizálásának különböző kezelései (más néven fertőtlenítés vagy semlegesítés) alkalmazhatók. Gyakori kezelés a ballasztvíz kémiai tisztítása. A felhasznált vegyi anyagok környezetkárosak és drágák. A ballasztvíz-gazdálkodás egyre növekvő jogi szabályozásával, az alternatív ballasztvíz-kezelésekkel – pl. ultrahangos fertőtlenítéssel – a tengeri hajók fedélzetére vannak beépítve.

A ballasztvíz ultrahangos sterilizálása

Az ultrahangos ballasztvízkezelés mechanikus/fizikai módszer, amely elkerüli a káros és drága vegyszerek használatát. A kavitációs erők megölik a kis vízi szervezeteket és mikroorganizmusokat. Számos tanulmány már bebizonyította, hogy az ultrahang magas szintű biológiai hatékonyságot ér el a zebrakagyló veliger, fonálférgek, baktériumok és vírusok esetében.

Ultrahangos klaszter 120 kW feldolgozási teljesítménnyel

Ultrahangos fertőtlenítés kavitációval

Nagy teljesítményű ultrahanghullámok generálódnak Kavitáció buborékok a folyadékokban, amelyek intenzív nyíróerőket és nagy feszültséget eredményeznek. Amikor az intenzív ultrahanghullámok folyadékokhoz kapcsolódnak, a folyékony közegbe terjedő hanghullámok váltakozó nagynyomású és alacsony nyomású ciklusokat eredményeznek, a frekvenciától függő sebességgel. Az alacsony nyomású ciklus alatt (ritkaság fázisa) a nagy intenzitású ultrahangos hullámok kis vákuumbuborékokat vagy üregeket hoznak létre a folyadékban. Amikor a buborékok elérik azt a térfogatot, amelynél már nem képesek energiát elnyelni, hevesen összeomlanak egy nagynyomású ciklus alatt (kompressziós fázis). Ezt a jelenséget nevezik Kavitáció. Az implózió során nagyon magas hőmérsékletet (kb. 5000K) és nyomást (kb. 2000 atm) érnek el helyben. A kavitációs buborék implóziója akár 280 m / s sebességű folyékony fúvókákat is eredményez.
Ez a nagy energiájú buborékképződés és összeomlás hidrodinamikai nyíróerőket és ultrahangos oszcillációkat eredményez, amelyek megtörik és megzavarják az organizmusok sejtfalát – hatékonyan megöli őket.
Ami a környezetvédelmi elfogadhatóságát illeti, nincsenek ismert vagy várható környezetvédelmi aggályok az ultrahanggal segített technológiával kapcsolatban.

Az ultrahang biológiai hatékonysága

Számos tanulmány bebizonyította, hogy az ultrahang hatékonyan befolyásolhatja a vírusokat és baktériumokat. Az ultrahangos eszközökkel végzett fertőtlenítési vizsgálatok 100 gpm (gallon / perc) térfogatáramok sterilizálására, ami 23 m3 / h-nak felel meg, körülbelül 7 log csökkenést mutattak a Polio vírus (< 5μm) és 6-7 log redukció a baktériumok számára Cryptosporidium parvum. Nematódával Heliminth petesejtek, Orsóféreg (8-10μm) és puhatestű Zebrakagyló veligerek (70μm) 100%-os halálozást értek el. Ugyanaz a halálozási arány zebrakagyló 600 gpm áramlási rendszerekben kimutatták (Buchholz et al., 1998).
Nagyobb szervezetekben 100%-os inaktivációs arányt értek el, a baktériumok és vírusok esetében pedig 6-7 log csökkenést értek el. 20 másodperces expozíció esetén egy kísérleti folyamatos áramlású rendszerben 93-98,6% -os inaktiválás Cryptosporidium ocysta és laboratóriumi szakaszos reaktorban 10 másodperces expozíció mellett 4 log csökkenést értek el. Inaktiválási arányokról is beszámoltak Cryptosporidium parvum (7 rönk), életképes bélféreg tojás (4.2. napló), Polio vírus (8 napló), Salmonella sp. (9 napló) és Echerichia coli baktérium (9 napló) (Oemcke, 1999; Buchholz és mtsai., 1998).
A naplószám a 9-esek számát jelenti a százalékos csökkentésben. Például a 2 log redukció azt jelenti, hogy a vízben eredetileg jelen lévő organizmusok 99% -a inaktiválódott. A 3 log csökkentés azt jelenti, hogy 99,9% -át inaktiválták stb.
Az ultrahangos rendszerek kapacitása a szállított teljesítménytől is függ. A nagy teljesítményű / nagy intenzitású ultrahangos készülékek kevesebb expozíciós időt igényelnek a halálozáshoz, így lehetővé teszik a nagyobb áramlási sebesség kezelését. Az ilyen ultrahangos rendszerek ballasztolásra és deballasztolásra használhatók.
(vö. Sassi et al. 2005, 49. o.)

Az ultrahangos ballasztvíz semlegesítésének előnyei

• nem-vegyi
• környezetbarát
• eredményes és hatékony
• szinergikus hatások
• Alacsony karbantartási igény
• Biztonságos és egyszerű kezelés
• Robusztus és megbízható
• Bármilyen méretre méretezhető

Ultrahangos berendezések

A Hielscher szakosodott az ipari minőségű nagy teljesítményű ultrahangos berendezések tervezésére és gyártására igényes környezetben történő telepítéshez. Por & szennyeződés, magas páratartalom és durva környezet nem károsítja az ipari ultrahangos készülékeket (UIP sorozat). Ezek a nagy teherbírású eszközök állandó működésre készültek (24h / 7d). A szekrények előre konfiguráltak, könnyen telepíthetők és üzembe helyezhetők. Az ultrahangos rendszert csak a ballasztvíztartályból (médiaellátás) és a tápegységből kell csatlakoztatni a tápvezetékhez.
Különböző méretű ultrahangos készülékek ultrahang teljesítmény 500 W, 1kW, 1,5 kW, 2kW, 4kW, 10kW és 16kW, amely egyetlen egységként vagy klaszterként telepíthető, lehetővé teszi az ideális konfigurációt és feldolgozási kapacitást.
Beszéljen velünk a feldolgozási mennyiségről! Örömmel ajánljuk Önnek a megfelelő ultrahangos rendszert a folyamat igényeihez.

Szinergiák más ballasztvízkezelésekkel

A kombinált kezelési technológiák tanulmányai kimutatták, hogy az ultrahang nagyon szinergikusan működik más ballasztvíz fertőtlenítési módszerekkel kombinálva, mint például ózon, klórozás, UV-fény, hőmérséklet vagy magas nyomás. Az egyszerű telepítés és az alacsony helyigény miatt az ultrahangos berendezés ideálisan alkalmas a már meglévő ballasztvíz-semlegesítő rendszerek korszerűsítésére és javítására.
Beszéljen velünk feldolgozási környezetéről! Örömmel ajánljuk Önnek a megfelelő ultrahangos rendszert a fedélzeti rendszer utólagos felszereléséhez.