Ультразвуковое обеззараживание балластных вод

Ультразвуковая система обработки продемонстрировала свою эффективность в уничтожении бактерий, планктона и более крупных организмов.
Ультразвуковое обеззараживание балластных вод представляет собой механическую/физическую обработку, которая позволяет избежать попадания в балластную воду каких-либо сильных и дорогостоящих активных химических веществ. Это обеспечивает идеальную экологическую приемлемость в сочетании с высокой биологической эффективностью в отношении уничтожения и инактивации растительных и животных организмов и микроорганизмов в балластных водах.

Фон

“Если судно идет без груза или частично погружено, ему потребуется балласт для сохранения остойчивости и безопасности. Вода часто используется в качестве балласта, но когда она собирается в источнике, ряд организмов может перемещаться в воду, обычно члены планктонного сообщества, которые могут быть более чужаками в месте назначения (аллохтонные), и они могут вызвать нежелательное биологическое загрязнение. Чтобы избежать этого возможного загрязнения, мы должны использовать эффективную систему стерилизации балластных вод.” [Мингоранс Родригес: 2012, 163]
Инвазивные водные виды являются одной из четырех величайших угроз для Мирового океана и могут оказывать чрезвычайно серьезное воздействие на окружающую среду, экономику и здоровье населения. Чтобы избежать интродукции моллюсков-вредителей (мидий-зебр, азиатского моллюска и других), могут применяться различные методы стерилизации балластных вод (также называемые дезинфекцией или обезвреживанием). Распространенной процедурой является химическая очистка балластных вод. Используемые химикаты вредны для окружающей среды и дороги. В связи с ужесточением законодательных норм по управлению балластными водами альтернативные методы обработки балластных вод – например, с помощью ультразвуковой дезинфекции – интегрированы на борту морских судов.

Ультразвуковая стерилизация балластных вод

Ультразвуковая обработка балластных вод является механическим/физическим методом, который позволяет избежать использования вредных и дорогостоящих химикатов. Кавитационные силы убивают мелкие водные организмы и микроорганизмы. Несколько исследований уже доказали, что ультразвук достигает высокого уровня биологической эффективности в отношении зебровых мидий, нематод, бактерий и вирусов.

Ультразвуковой кластер с технологической мощностью 120 кВт

Ультразвуковая дезинфекция методом кавитации

Ультразвуковые волны высокой мощности генерируют кавитация пузырьки в жидкостях, что приводит к интенсивным силам сдвига и высоким напряжениям. Когда интенсивные ультразвуковые волны соединяются с жидкостями, звуковые волны, которые распространяются в жидких средах, приводят к чередованию циклов высокого и низкого давления, скорость которых зависит от частоты. Во время цикла низкого давления (фаза разрежения) ультразвуковые волны высокой интенсивности создают небольшие вакуумные пузырьки или пустоты в жидкости. Когда пузырьки достигают объема, при котором они больше не могут поглощать энергию, они сильно схлопываются во время цикла высокого давления (фаза сжатия). Это явление называется кавитация. Во время имплозии локально достигаются очень высокие температуры (около 5 000 К) и давления (около 2 000 атм). Схлопывание кавитационного пузыря также приводит к образованию струй жидкости со скоростью до 280 м/с.
Это высокоэнергетическое образование и схлопывание пузырьков приводит к гидродинамическим силам сдвига и ультразвуковым колебаниям, которые разрушают и разрушают клеточные стенки организмов – эффективно убивая их.
Что касается экологической приемлемости, то нет никаких известных или ожидаемых экологических проблем, связанных с ультразвуковой технологией.

Биологическая эффективность ультразвука

Несколько исследований доказали, что ультразвук может эффективно воздействовать на вирусы и бактерии. Исследования дезинфекции с помощью ультразвуковых устройств для стерилизации объемных потоков 100 галлонов в минуту (галлонов в минуту), что эквивалентно 23 м3/ч, показали снижение производительности примерно на 7 логарифмических колебаний. Вирус полиомиелита (< 5 мкм) и снижение количества бактерий на 6-7 логарифмов Cryptosporidium parvum. С нематодой Гелиминт яйцеклетка, Аскариды (8-10 мкм) и моллюск Велигеры с мидиями зеброй (70 мкм), достигнута 100% летальность. Одинаковая смертность с Мидия зебра был продемонстрирован в системах с расходом 600 галлонов в минуту (Buchholz et al., 1998).
Скорость инактивации на уровне 100% была достигнута в более крупных организмах и снижение на 6-7 log в бактериях и вирусах. При 20-секундной экспозиции в экспериментальной системе непрерывного потока инактивация 93-98,6% Оциста Cryptosporidium и было достигнуто снижение на 4 log при 10-секундном воздействии в лабораторном реакторе периодического действия. Также сообщалось о частоте инактивации для Cryptosporidium parvum (7 log), жизнеспособный яйца гельминтов (4.2 лог), Вирус полиомиелита (8 лог), Salmonella sp. (9 log) и Echerichia coli (9 журнал) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
Логарифмическое число представляет собой количество 9 в процентном уменьшении. Например, сокращение на 2 log означает, что 99% организмов, первоначально присутствующих в воде, были инактивированы. Уменьшение на 3 log означает, что 99,9% были деактивированы и т.д.
Производительность ультразвуковых систем также зависит от подаваемой мощности. Ультразвуковые устройства высокой мощности и высокой интенсивности требуют меньшего времени воздействия для наступления смертности, что позволяет лечить более высокие скорости потока. Такие ультразвуковые системы могут использоваться для балластировки и дебалластировки.
(ср. Sassi et al. 2005, стр. 49)

Преимущества ультразвуковой нейтрализации балластных вод

• нехимический
• экологичность
• Эффективно и результативно
• синергетические эффекты
• Низкие эксплуатационные расходы
• Безопасная и простая эксплуатация
• Прочный и надежный
• Масштабируемость до любого размера

Ультразвуковое оборудование

Компания Hielscher специализируется на проектировании и производстве мощного ультразвукового оборудования промышленного класса для установки в сложных условиях. Пыль & грязь, высокая влажность и суровые условия окружающей среды не повреждают промышленные ультразвуковые аппараты (серия UIP). Эти сверхмощные устройства рассчитаны на постоянную работу (24 часа в сутки / 7 дней). Шкафы поставляются предварительно сконфигурированными и просты в установке и вводе в эксплуатацию. Ультразвуковая система должна быть подключена только к питательной трубе от цистерны для балластных вод (подача среды) и к источнику питания.
Различные типоразмеры ультразвуковых аппаратов с мощностью ультразвука 500 Вт, 1кВт, 1,5 кВт, 2 кВт, 4кВт, 10 кВт и 16кВт, которые могут быть установлены как отдельный блок или как кластер, обеспечивают идеальную конфигурацию и вычислительную мощность.
Поговорите с нами об объеме вашей обработки! Мы будем рады порекомендовать Вам подходящую ультразвуковую систему для Ваших технологических требований.

Синергия с другими процедурами обработки балластных вод

Исследования технологий комбинированной очистки показали, что ультразвук работает очень синергетически в сочетании с другими методами обеззараживания балластных вод, такими как озон, хлорирование, ультрафиолетовое излучение, температура или повышенное давление. Благодаря простоте монтажа и малым занимаемым местам, ультразвуковое оборудование идеально подходит для модернизации и улучшения уже существующих систем нейтрализации балластных вод.
Поговорите с нами о вашей среде обработки! Мы будем рады порекомендовать Вам подходящую ультразвуковую систему для дооснащения Вашей бортовой системы.