Ultrazvočna dezinfekcija balastne vode

Ultrazvočni sistem obdelave se je izkazal za učinkovitega pri ubijanju bakterij, planktona in večjih organizmov.
Ultrazvočna dezinfekcija balastne vode je mehanska / fizikalna obdelava, ki preprečuje odmerjanje močnih in dragih aktivnih kemikalij v balastno vodo. To zagotavlja idealno okoljsko sprejemljivost v kombinaciji z visoko biološko učinkovitostjo pri uničevanju in inaktivaciji rastlinskih in živalskih organizmov ter mikroorganizmov v balastni vodi.

Ozadje

“Če plovilo pluje brez tovora ali delno naloženo, bo potrebovalo balast, da ohrani stabilnost in varnost. Voda se pogosto uporablja kot balast, toda ko se zbira v izvoru, lahko v vodo potuje vrsta organizmov, običajno članov planktonske skupnosti, ki bi lahko bila bolj tuja v cilju (alohtona) in lahko povzroči neželeno biološko onesnaženje. Da bi se izognili temu morebitnemu onesnaževanju, moramo uporabiti učinkovit sistem za sterilizacijo balastne vode.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
Invazivne vodne vrste so ena od štirih največjih groženj svetovnim oceanom in lahko povzročijo zelo hude vplive na okolje, gospodarstvo in javno zdravje. Da bi se izognili vnosu škodljivcev (zebra školjke, azijska školjka in drugi), se lahko uporabijo različni načini sterilizacije balastne vode (imenovani tudi dezinfekcija ali nevtralizacija). Običajno zdravljenje je kemično čiščenje balastne vode. Uporabljene kemikalije so okolju škodljive in drage. Z vse večjimi zakonskimi predpisi za upravljanje balastnih voda, alternativne obdelave balastnih voda – npr. z ultrazvočno dezinfekcijo – so vključeni na krov morskih plovil.

Ultrazvočna sterilizacija balastne vode

Ultrazvočna obdelava balastne vode je mehanska / fizikalna metoda, ki preprečuje uporabo škodljivih in dragih kemikalij. Kavitacijske sile ubijajo majhne vodne organizme in mikroorganizme. Več študij je že dokazalo, da ultrazvok dosega visoko stopnjo biološke učinkovitosti na veliger zebra školjke, ogorčice, bakterije in viruse.

Ultrazvočni grozd s procesno močjo 120kW

Ultrazvočna dezinfekcija s kavitacijo

Ultrazvočni valovi visoke moči Kavitacija mehurčki v tekočinah, ki povzročajo intenzivne strižne sile in visoke napetosti. Ko so intenzivni ultrazvočni valovi povezani v tekočine, zvočni valovi, ki se širijo v tekoče medije, povzročijo izmenične visokotlačne in nizkotlačne cikle, s hitrostmi, ki so odvisne od frekvence. Med nizkotlačnim ciklom (faza redčenja) ultrazvočni valovi visoke intenzivnosti ustvarjajo majhne vakuumske mehurčke ali praznine v tekočini. Ko mehurčki dosežejo prostornino, pri kateri ne morejo več absorbirati energije, se med visokotlačnim ciklom (faza stiskanja) silovito zrušijo. Ta pojav se imenuje Kavitacija. Med implozijo se lokalno dosežejo zelo visoke temperature (približno 5.000 K) in tlaki (približno 2.000 atm). Implozija kavitacijskega mehurčka povzroči tudi tekoče curke s hitrostjo do 280 m / s.
To visoko energijsko nastajanje in kolaps mehurčkov povzroči hidrodinamične strižne sile in ultrazvočna nihanja, ki zlomijo in motijo celične stene organizmov – učinkovito jih ubijajo.
Kar zadeva njegovo okoljsko sprejemljivost, ni znanih ali pričakovanih okoljskih pomislekov, povezanih s tehnologijo z ultrazvokom.

Biološka učinkovitost ultrazvoka

Več študij je dokazalo, da lahko ultrazvok učinkovito vpliva na viruse in bakterije. Študije dezinfekcije z ultrazvočnimi napravami za sterilizacijo volumna tokov 100 gpm (galoni na minuto), kar ustreza 23 m3 / h, so pokazale približno 7 log zmanjšanje za virus otroške paralize (< 5 μm) in 6-7 log zmanjšanje za bakterije Cryptosporidium parvum. Z ogorčico Heliminth jajčne celice, Ascaris (8-10 μm) in mehkužci Zebra školjke veligers (70 μm), je bila dosežena 100% smrtnost. Enaka stopnja umrljivosti z zebra školjke je bil dokazan v sistemih pretoka 600 gpm (Buchholz et al., 1998).
Pri večjih organizmih je bila dosežena stopnja inaktivacije 100% in zmanjšanje bakterij in virusov za 6-7 log. Z 20-sekundno izpostavljenostjo v eksperimentalnem sistemu neprekinjenega pretoka je 93-98,6% inaktivacija Cryptosporidium ocista in doseženo je bilo zmanjšanje za 4 log pri 10 sekundah izpostavljenosti v laboratorijskem šaržnem reaktorju. O stopnjah inaktivacije so poročali tudi za Cryptosporidium parvum (7 dnevnikov), sposoben preživetja jajca helmintov (4.2 dnevnik), virus otroške paralize (8 dnevnikov), Salmonela sp. (9 dnevnik) in Echerichia coli (9 dnevnikov) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
Logaritmična številka predstavlja število 9 v odstotku zmanjšanja. Na primer, zmanjšanje za 2 log pomeni, da je bilo 99% organizmov, ki so bili prvotno prisotni v vodi, inaktiviranih. Zmanjšanje za 3 loge pomeni, da je bilo 99,9% inaktiviranih itd.
Zmogljivost ultrazvočnih sistemov je odvisna tudi od dobavljene moči. Ultrazvočne naprave z visoko močjo / visoko intenzivnostjo zahtevajo krajši čas izpostavljenosti za smrt, kar omogoča zdravljenje višjih pretokov. Takšni ultrazvočni sistemi se lahko uporabljajo za balastiranje in debalastiranje.
(prim. Sassi et al. 2005, str. 49)

Prednosti ultrazvočne nevtralizacije balastne vode

• Nekemični
• okolju prijazen
• Uspešen in učinkovit
• sinergijski učinki
• nizko vzdrževanje
• Varno in enostavno upravljanje
• Robusten in zanesljiv
• razširljiv na poljubno velikost

Ultrazvočna oprema

Hielscher je specializiran za načrtovanje in izdelavo ultrazvočne opreme visoke moči industrijskega razreda za namestitev v zahtevnih okoljih. Prah & umazanija, visoka vlažnost in grobo okolje ne poškodujejo industrijskih ultrazvočnih naprav (serija UIP). Te težke naprave so zgrajene za stalno delovanje (24 ur / 7 d). Omare so vnaprej konfigurirane in so enostavne za namestitev in zagon. Ultrazvočni sistem mora biti priključen samo na dovodno cev iz rezervoarja za balastno vodo (oskrba z mediji) in napajalnika.
Različne velikosti ultrazvočnih naprav z ultrazvočno močjo 500W, 1kW, 1,5 kW, 2kW, 4 kW, 10kW in 16kW, ki jih je mogoče namestiti kot posamezno enoto ali kot grozd, omogočajo idealno konfiguracijo in zmogljivost obdelave.
Pogovorite se z nami o obsegu obdelave! Z veseljem vam bomo priporočili ustrezen ultrazvočni sistem za vaše procesne zahteve.

Sinergije z drugimi obdelavami balastne vode

Študije kombiniranih tehnologij obdelave so pokazale, da ultrazvok deluje zelo sinergično v kombinaciji z drugimi metodami dezinfekcije balastne vode, kot so ozon, kloriranje, UV-svetloba, temperatura ali povišani tlaki. Zaradi enostavne namestitve in nizkih prostorskih zahtev je ultrazvočna oprema idealna za nadgradnjo in izboljšanje že obstoječih sistemov za nevtralizacijo balastne vode.
Pogovorite se z nami o vašem procesnem okolju! Z veseljem vam bomo priporočili ustrezen ultrazvočni sistem za naknadno opremljanje vašega vgrajenega sistema.