Balasta ūdens dezinfekcija ar ultraskaņu

Ultraskaņas apstrādes sistēma ir pierādījusi savu efektivitāti baktēriju, planktona un lielāku organismu iznīcināšanā.
Balasta ūdens dezinfekcija ar ultraskaņu ir mehāniska/ fiziska apstrāde, kas ļauj izvairīties no jebkādu spēcīgu un dārgu aktīvo ķīmisko vielu dozēšanas balasta ūdenī. Tas nodrošina ideālu saderību ar vidi apvienojumā ar augstu bioloģisko efektivitāti balasta ūdenī esošo augu un dzīvnieku organismu un mikroorganismu iznīcināšanā un inaktivācijā.

Pamatinformācija

“Ja kuģis kuģo bez kravas vai ar daļēju kravu, tam ir vajadzīgs balasts, lai saglabātu stabilitāti un drošību. Par balastu bieži izmanto ūdeni, taču, to uzņemot izcelsmes vietā, ūdenī var nonākt dažādi organismi, parasti planktona kopienas pārstāvji, kuri galamērķī var būt sveši (alohtoni) un izraisīt nevēlamu bioloģisko piesārņojumu. Lai izvairītos no šī iespējamā piesārņojuma, balasta ūdens sterilizācijai jāizmanto efektīva sistēma.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
Invazīvās ūdens organismu sugas ir viens no četriem lielākajiem draudiem pasaules okeāniem un var izraisīt ārkārtīgi smagas sekas videi, ekonomikai un sabiedrības veselībai. Lai nepieļautu kaitīgo gliemju (daudzveidīgo sēdgliemeņu, Āzijas gliemeņu un citu) ieviešanos, var izmantot dažādas balasta ūdens sterilizācijas (sauktas arī par dezinfekciju vai neitralizāciju) metodes. Izplatīta apstrādes metode ir balasta ūdens ķīmiskā attīrīšana. Izmantotās ķīmiskās vielas ir videi kaitīgas un dārgas. Pieaugot tiesiskā regulējuma prasībām balasta ūdens apsaimniekošanā, uz jūras kuģiem tiek integrētas alternatīvas balasta ūdens apstrādes metodes – piemēram, dezinfekcija ar ultraskaņu.

Balasta ūdens sterilizācija ar ultraskaņu

Balasta ūdens apstrāde ar ultraskaņu ir mehāniska/ fiziska metode, kas ļauj izvairīties no kaitīgu un dārgu ķīmisko vielu lietošanas. Kavitācijas spēki iznīcina sīkus ūdens organismus un mikroorganismus. Vairāki pētījumi jau ir pierādījuši, ka ultraskaņai ir augsta bioloģiskā efektivitāte pret daudzveidīgo sēdgliemeņu veligeriem, nematodēm, baktērijām un vīrusiem.

Ultraskaņas iekārtu klasteris ar 120kW procesa jaudu

Dezinfekcija ar ultraskaņas kavitāciju

Lieljaudas ultraskaņas viļņi šķidrumos rada kavitācijas burbuļus, kas izraisa intensīvus bīdes spēkus un lielus mehāniskos spriegumus. Kad intensīvi ultraskaņas viļņi tiek ievadīti šķidrumos, skaņas viļņi, kas izplatās šķidrajā vidē, rada pamīšus augsta un zema spiediena ciklus, kuru atkārtošanās ātrums ir atkarīgs no frekvences. Zema spiediena cikla (retinājuma fāzes) laikā augstas intensitātes ultraskaņas viļņi šķidrumā rada sīkus vakuuma burbuļus vai dobumus. Kad burbuļi sasniedz tilpumu, pie kura tie vairs nespēj absorbēt enerģiju, tie augsta spiediena cikla (saspiešanas fāzes) laikā strauji saplok. Šo parādību sauc par kavitāciju. Implozijas laikā lokāli tiek sasniegta ļoti augsta temperatūra (aptuveni 5 000K) un spiediens (aptuveni 2 000atm). Kavitācijas burbuļa implozija rada arī šķidruma strūklas ar ātrumu līdz 280m/s.
Šī ļoti enerģiskā burbuļu veidošanās un saplakšana rada hidrodinamiskus bīdes spēkus un ultraskaņas svārstības, kas salauž un sagrauj organismu šūnu sieniņas – efektīvi iznīcinot organismus.
Attiecībā uz saderību ar vidi nav zināma vai paredzama ar ultraskaņas tehnoloģiju saistīta negatīva ietekme uz vidi.

Ultraskaņas bioloģiskā efektivitāte

Vairāki pētījumi ir pierādījuši, ka ultraskaņa var efektīvi iedarboties uz vīrusiem un baktērijām. Dezinfekcijas pētījumos ar ultraskaņas ierīcēm, sterilizējot 100 gpm (galonu minūtē) tilpuma plūsmas, kas atbilst 23 m3/h, ir konstatēts aptuveni 7 log samazinājums poliomielīta vīrusam (< 5μm) un 6–7 log samazinājums baktērijām Cryptosporidium parvum. Nematodēm Heliminth ova, Ascaris (8–10μm) un gliemju daudzveidīgo sēdgliemeņu veligeriem (70μm) tika sasniegta 100% mirstība. Tāda pati mirstība daudzveidīgajām sēdgliemenēm ir pierādīta plūsmas sistēmās ar 600 gpm plūsmas ātrumu (Buchholz et al., 1998).
Lielākiem organismiem ir sasniegta 100% inaktivācijas pakāpe, bet baktērijām un vīrusiem – 6–7 log samazinājums. Eksperimentālā nepārtrauktas plūsmas sistēmā ar 20 sec iedarbības laiku ir sasniegta 93–98,6% inaktivācija Cryptosporidium oocistām un 4 log samazinājums ar 10 sec. iedarbības laiku laboratorijas periodiskas darbības reaktorā. Ir ziņots arī par šādām inaktivācijas pakāpēm: Cryptosporidium parvum (7 log), dzīvotspējīgām helmintu olām (4,2 log), poliomielīta vīrusam (8 log), Salmonella sp. (9 log) un Echerichia coli (9 log) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
Log skaitlis norāda ciparu 9 skaitu procentuālajā samazinājumā. Piemēram, 2 log samazinājums nozīmē, ka ir inaktivēti 99% ūdenī sākotnēji esošo organismu. 3 log samazinājums nozīmē, ka ir inaktivēti 99,9% utt.
Ultraskaņas sistēmu apstrādes jauda ir atkarīga arī no pievadītās jaudas. Lieljaudas/ augstas intensitātes ultraskaņas ierīcēm organismu bojāejas izraisīšanai nepieciešams īsāks iedarbības laiks, tādējādi ļaujot apstrādāt ūdeni ar lielāku plūsmas ātrumu. Šādas ultraskaņas sistēmas var izmantot balasta ūdens uzņemšanai un izsūknēšanai.
(sal. Sassi et al. 2005, lpp. 49)

Balasta ūdens neitralizācijas ar ultraskaņu priekšrocības

• bez ķīmisko vielu izmantošanas
• videi draudzīga
• efektīva un lietderīga
• sinerģiska iedarbība
• nelielas apkopes prasības
• droša un vienkārša ekspluatācija
• izturīga un uzticama
• mērogojama līdz jebkuram izmēram

Ultraskaņas iekārtas

Hielscher specializējas rūpnieciskas kvalitātes lieljaudas ultraskaņas iekārtu projektēšanā un ražošanā uzstādīšanai sarežģītos vides apstākļos. Putekļi un netīrumi, augsts mitrums un skarbi vides apstākļi nebojā rūpnieciskās ultraskaņas iekārtas (UIP sērija). Šīs lielām slodzēm paredzētās ierīces ir konstruētas nepārtrauktai darbībai (24h/ 7d). Iekārtu skapji tiek piegādāti iepriekš konfigurēti, un tos ir viegli uzstādīt un iedarbināt. Ultraskaņas sistēma ir tikai jāpievieno padeves caurulei no balasta ūdens tvertnes (apstrādājamās vides padevei) un elektroapgādei.
Dažādu izmēru ultraskaņas ierīces ar ultraskaņas jaudu 500W, 1kW, 1,5kW, 2kW, 4kW, 10kW un 16kW, kuras var uzstādīt kā atsevišķu vienību vai klasteri, ļauj nodrošināt ideālu konfigurāciju un apstrādes jaudu.
Pārrunājiet ar mums savu apstrādes apjomu! Mēs labprāt ieteiksim jūsu procesa prasībām piemērotu ultraskaņas sistēmu.

Sinerģija ar citām balasta ūdens apstrādes metodēm

Kombinētu apstrādes tehnoloģiju pētījumi ir parādījuši, ka ultraskaņai ir ļoti sinerģiska iedarbība kombinācijā ar citām balasta ūdens dezinfekcijas metodēm, piemēram, ozonu, hlorēšanu, UV gaismu, temperatūru vai paaugstinātu spiedienu. Pateicoties vienkāršajai uzstādīšanai un nelielajām telpas prasībām, ultraskaņas iekārtas ir ideāli piemērotas jau esošu balasta ūdens neitralizācijas sistēmu modernizēšanai un uzlabošanai.
Pārrunājiet ar mums savus apstrādes vides apstākļus! Mēs labprāt ieteiksim piemērotu ultraskaņas sistēmu jūsu kuģī esošās sistēmas modernizēšanai.