Disinfeksi Air Balas secara Ultrasonik

Sistem pengolahan ultrasonik telah terbukti efektif membunuh bakteri, plankton, dan organisme yang lebih besar.
Disinfeksi air balas secara ultrasonik merupakan pengolahan mekanis/fisik yang menghindari penambahan bahan kimia aktif yang kuat dan mahal ke dalam air balas. Hal ini memastikan kesesuaian lingkungan yang ideal sekaligus efektivitas biologis yang tinggi dalam menghancurkan dan menginaktivasi organisme tumbuhan dan hewan serta mikroorganisme dalam air balas.

Latar Belakang

“Jika sebuah kapal berlayar tanpa muatan atau hanya dengan sebagian muatan, kapal tersebut memerlukan balas untuk menjaga stabilitas dan keselamatannya. Air sering digunakan sebagai balas, tetapi ketika air diambil di tempat asal, berbagai organisme dapat ikut masuk ke dalam air, biasanya anggota komunitas plankton yang mungkin merupakan organisme asing di tempat tujuan (alokton), dan dapat menyebabkan pencemaran biologis yang tidak diinginkan. Untuk menghindari kemungkinan pencemaran ini, kita harus menggunakan sistem yang efektif untuk mensterilkan air balas.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
Spesies akuatik invasif merupakan salah satu dari empat ancaman terbesar bagi lautan dunia dan dapat menimbulkan dampak yang sangat parah terhadap lingkungan, ekonomi, dan kesehatan masyarakat. Untuk menghindari masuknya moluska hama (kerang zebra, kerang Asia, dan lainnya), berbagai metode sterilisasi air balas (juga disebut disinfeksi atau netralisasi) dapat diterapkan. Salah satu pengolahan yang umum adalah pembersihan air balas secara kimiawi. Bahan kimia yang digunakan berbahaya bagi lingkungan dan mahal. Seiring meningkatnya peraturan hukum untuk pengelolaan air balas, metode pengolahan air balas alternatif – misalnya disinfeksi ultrasonik – diintegrasikan ke dalam kapal laut.

Sterilisasi Air Balas secara Ultrasonik

Pengolahan air balas secara ultrasonik merupakan metode mekanis/fisik yang menghindari penggunaan bahan kimia berbahaya dan mahal. Gaya kavitasi membunuh organisme akuatik kecil dan mikroorganisme. Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa ultrasonik mencapai efektivitas biologis yang tinggi terhadap larva veliger kerang zebra, nematoda, bakteri, dan virus.

Klaster Ultrasonik dengan daya proses 120kW

Disinfeksi Ultrasonik melalui Kavitasi

Gelombang ultrasonik berdaya tinggi menghasilkan gelembung kavitasi dalam cairan, yang menimbulkan gaya geser intens dan tegangan tinggi. Ketika gelombang ultrasonik intens dikopel ke dalam cairan, gelombang suara yang merambat di dalam media cair menghasilkan siklus tekanan tinggi dan tekanan rendah secara bergantian, dengan laju yang bergantung pada frekuensi. Selama siklus tekanan rendah (fase perenggangan), gelombang ultrasonik berintensitas tinggi menciptakan gelembung vakum kecil atau rongga dalam cairan. Ketika gelembung mencapai volume yang membuatnya tidak dapat lagi menyerap energi, gelembung tersebut runtuh dengan hebat selama siklus tekanan tinggi (fase pemampatan). Fenomena ini disebut kavitasi. Selama implosi, suhu yang sangat tinggi (sekitar 5.000K) dan tekanan yang sangat tinggi (sekitar 2.000atm) tercapai secara lokal. Implosi gelembung kavitasi juga menghasilkan semburan cairan dengan kecepatan hingga 280m/s.
Pembentukan dan keruntuhan gelembung berenergi sangat tinggi ini menghasilkan gaya geser hidrodinamis dan osilasi ultrasonik yang memecah dan mendisrupsi dinding sel organisme – sehingga membunuhnya secara efektif.
Mengenai kesesuaiannya dengan lingkungan, tidak ada masalah lingkungan yang diketahui atau diperkirakan terkait dengan teknologi berbantuan ultrasonik ini.

Efektivitas Biologis Ultrasonik

Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa ultrasonik dapat memengaruhi virus dan bakteri secara efektif. Penelitian disinfeksi dengan perangkat ultrasonik untuk mensterilkan aliran bervolume 100 gpm (galon per menit), setara dengan 23 m3/h, menunjukkan penurunan sekitar 7 log untuk Virus Polio (< 5μm) dan penurunan 6–7 log untuk bakteri Cryptosporidium parvum. Pada nematoda Heliminth ova, Ascaris (8–10μm) dan moluska larva veliger kerang zebra (70μm), mortalitas 100% tercapai. Tingkat mortalitas yang sama pada kerang zebra telah dibuktikan dalam sistem aliran 600 gpm (Buchholz et al., 1998).
Tingkat inaktivasi 100% telah dicapai pada organisme yang lebih besar, serta penurunan 6–7 log pada bakteri dan virus. Dengan paparan selama 20 detik dalam sistem aliran kontinu eksperimental, inaktivasi 93–98,6% pada Cryptosporidium ocyst telah dicapai, demikian pula penurunan 4 log dengan paparan selama 10 detik dalam reaktor batch laboratorium. Tingkat inaktivasi juga telah dilaporkan untuk Cryptosporidium parvum (7 log), telur cacing yang viabel (4,2 log), virus polio (8 log), Salmonella sp. (9 log) dan Echerichia coli (9 log) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
Angka log menunjukkan jumlah digit 9 dalam persentase penurunan. Sebagai contoh, penurunan 2 log berarti 99% organisme yang semula terdapat dalam air telah diinaktivasi. Penurunan 3 log berarti 99,9% telah diinaktivasi, dan seterusnya.
Kapasitas sistem ultrasonik juga bergantung pada daya yang disalurkan. Perangkat ultrasonik berdaya tinggi/berintensitas tinggi memerlukan waktu paparan yang lebih singkat untuk menyebabkan kematian, sehingga memungkinkan pengolahan pada laju alir yang lebih tinggi. Sistem ultrasonik tersebut dapat digunakan untuk pengisian dan pembuangan air balas.
(bandingkan Sassi et al. 2005, hlm. 49)

Manfaat Netralisasi Air Balas secara Ultrasonik

• tanpa bahan kimia
• ramah lingkungan
• efektif dan efisien
• efek sinergis
• kebutuhan perawatan rendah
• pengoperasian yang aman dan mudah
• tangguh dan andal
• dapat ditingkatkan skalanya ke ukuran apa pun

Peralatan Ultrasonik

Hielscher berspesialisasi dalam perancangan dan pembuatan peralatan ultrasonik berdaya tinggi kelas industri untuk dipasang di lingkungan yang menuntut ketahanan tinggi. Debu dan kotoran, kelembapan tinggi, serta kondisi lingkungan yang keras tidak merusak sonikator ultrasonik industri (seri UIP). Perangkat untuk tugas berat ini dibuat untuk pengoperasian terus-menerus (24h/ 7d). Kabinetnya telah dikonfigurasi sebelumnya serta mudah dipasang dan dioperasikan untuk pertama kali. Sistem ultrasonik hanya perlu dihubungkan ke pipa pasokan dari tangki air balas (pasokan media) dan catu daya.
Berbagai ukuran perangkat ultrasonik dengan daya ultrasonik 500W, 1kW, 1,5kW, 2kW, 4kW, 10kW dan 16kW, yang dapat dipasang sebagai unit tunggal atau klaster, memungkinkan konfigurasi dan kapasitas pemrosesan yang ideal.
Diskusikan volume pemrosesan Anda dengan kami! Kami dengan senang hati akan merekomendasikan sistem ultrasonik yang sesuai dengan kebutuhan proses Anda.

Sinergi dengan Metode Pengolahan Air Balas Lainnya

Penelitian mengenai teknologi pengolahan gabungan telah menunjukkan bahwa ultrasonik bekerja sangat sinergis bila dikombinasikan dengan metode disinfeksi air balas lainnya, seperti ozon, klorinasi, sinar UV, suhu, atau tekanan yang ditingkatkan. Berkat pemasangan yang mudah dan kebutuhan ruang yang kecil, peralatan ultrasonik sangat cocok untuk peningkatan dan penyempurnaan sistem netralisasi air balas yang sudah ada.
Diskusikan lingkungan pemrosesan Anda dengan kami! Kami dengan senang hati akan merekomendasikan sistem ultrasonik yang sesuai untuk memodernisasi sistem yang sudah ada di kapal Anda.