Ултразвучна дезинфекција баластне воде

Систем за ултразвучну обраду показао се ефикасним у уништавању бактерија, планктона и већих организама.
Ултразвучна дезинфекција баластне воде је механичка/ физичка обрада којом се избегава дозирање било каквих јаких и скупих активних хемикалија у баластну воду. Тиме се обезбеђује идеална еколошка прихватљивост у комбинацији са високом биолошком ефикасношћу у погледу уништавања и инактивације биљних и животињских организама и микроорганизама у баластној води.

Основне информације

„Ако брод плови без терета или је делимично натоварен, потребан му је баласт ради очувања стабилности и безбедности. Вода се често користи као баласт, али приликом њеног захватања на полазишту у њу може доспети низ организама, обично припадника планктонске заједнице, који би на одредишту могли бити страни (алохтони) и могли би изазвати нежељено биолошко загађење. Да бисмо избегли ово могуће загађење, морамо користити ефикасан систем за стерилизацију баластне воде.“ [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
Инвазивне водене врсте представљају једну од четири највеће претње светским океанима и могу имати изузетно озбиљне последице по животну средину, привреду и јавно здравље. Да би се избегло уношење штетних мекушаца (зебрастих дагњи, азијске шкољке и других), могу се применити различити поступци стерилизације баластне воде (који се називају и дезинфекцијом или неутрализацијом). Уобичајен поступак је хемијско чишћење баластне воде. Хемикалије које се користе штетне су по животну средину и скупе. Са све обимнијим законским прописима о управљању баластном водом, алтернативни поступци обраде баластне воде – нпр. ултразвучном дезинфекцијом – уграђују се на поморске бродове.

Ултразвучна стерилизација баластне воде

Ултразвучна обрада баластне воде је механичка/ физичка метода којом се избегава употреба штетних и скупих хемикалија. Кавитационе силе уништавају мале водене организме и микроорганизме. Неколико студија већ је доказало да ултразвук постиже висок степен биолошке ефикасности против велигер ларви зебрасте дагње, нематода, бактерија и вируса.

Ултразвучни кластер са процесном снагом од 120kW

Ултразвучна дезинфекција кавитацијом

Ултразвучни таласи велике снаге стварају кавитационе мехуриће у течностима, који доводе до интензивних сила смицања и великих напрезања. Када се интензивни ултразвучни таласи спрегну са течношћу, звучни таласи који се простиру кроз течну средину доводе до наизменичних циклуса високог и ниског притиска, чија учесталост зависи од фреквенције. Током циклуса ниског притиска (фазе разређења), ултразвучни таласи високог интензитета стварају мале вакуумске мехуриће или шупљине у течности. Када мехурићи достигну запремину при којој више не могу да апсорбују енергију, нагло колабирају током циклуса високог притиска (фазе сабијања). Ова појава назива се кавитација. Током имплозије локално се достижу веома високе температуре (прибл. 5.000K) и притисци (прибл. 2.000atm). Имплозија кавитационог мехурића такође ствара млазеве течности брзине до 280m/s.
Ово стварање и колапс мехурића, праћени великом енергијом, доводе до хидродинамичких сила смицања и ултразвучних осцилација које ломе и разарају ћелијске зидове организама – ефикасно их уништавајући.
У погледу еколошке прихватљивости, нису познати нити се очекују проблеми по животну средину повезани са технологијом потпомогнутом ултразвуком.

Биолошка ефикасност ултразвука

Неколико студија доказало је да ултразвук може ефикасно деловати на вирусе и бактерије. Студије дезинфекције ултразвучним уређајима за стерилизацију запреминских протока од 100 gpm (галона у минути), што одговара 23 m3/h, показале су смањење од око 7 log за вирус полиомијелитиса (< 5μm) и смањење од 6–7 log за бактерије Cryptosporidium parvum. Код нематода Heliminth ova, Ascaris (8–10μm) и мекушаца велигер ларви зебрасте дагње (70μm), постигнута је смртност од 100%. Иста стопа смртности код зебрасте дагње показана је у проточним системима са протоком од 600 gpm (Buchholz et al., 1998).
Код већих организама постигнуте су стопе инактивације од 100%, а код бактерија и вируса смањење од 6–7 log. При излагању од 20 sec у експерименталном систему са континуалним протоком постигнута је инактивација од 93–98,6% за ооцисте Cryptosporidium и смањење од 4 log при излагању од 10 sec. у лабораторијском шаржном реактору. Стопе инактивације такође су забележене за Cryptosporidium parvum (7 log), витална јаја хелминта (4,2 log), вирус полиомијелитиса (8 log), Salmonella sp. (9 log) и Echerichia coli (9 log) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
Број log представља број деветки у процентуалном смањењу. На пример, смањење од 2 log значи да је инактивирано 99% организама првобитно присутних у води. Смањење од 3 log значи да је инактивирано 99,9%, итд.
Капацитет ултразвучних система такође зависи од испоручене снаге. Ултразвучни уређаји велике снаге/ високог интензитета захтевају краће време излагања да би дошло до смртности, чиме омогућавају обраду при већим протоцима. Такви ултразвучни системи могу се користити при узимању и испуштању баластне воде.
(уп. Sassi et al. 2005, стр. 49)

Предности ултразвучне неутрализације баластне воде

• без хемикалија
• еколошки прихватљиво
• делотворно и ефикасно
• синергијски ефекти
• мали захтеви за одржавање
• безбедан и једноставан рад
• робусно и поуздано
• скалабилно до било које величине

Ултразвучна опрема

Hielscher је специјализован за пројектовање и производњу индустријске ултразвучне опреме велике снаге за уградњу у захтевним окружењима. Прашина и прљавштина, висока влажност и тешки услови не оштећују индустријске ултразвучне уређаје (серија UIP). Ови уређаји за тешке услове рада конструисани су за непрекидан рад (24h/ 7d). Ормани се испоручују унапред конфигурисани и лако се уграђују и пуштају у рад. Ултразвучни систем потребно је само прикључити на доводну цев из резервоара баластне воде (довод медијума) и на електрично напајање.
Различите величине ултразвучних уређаја са ултразвучном снагом од 500W, 1kW, 1,5kW, 2kW, 4kW, 10kW и 16kW, који се могу уградити као појединачне јединице или као кластер, омогућавају идеалну конфигурацију и капацитет обраде.
Разговарајте са нама о запремини коју обрађујете! Радо ћемо вам препоручити одговарајући ултразвучни систем за захтеве вашег процеса.

Синергије са другим поступцима обраде баластне воде

Студије комбинованих технологија обраде показале су да ултразвук има веома изражено синергијско дејство у комбинацији са другим методама дезинфекције баластне воде, као што су озон, хлорисање, УВ светлост, температура или повишени притисци. Због једноставне уградње и малих просторних захтева, ултразвучна опрема је идеално погодна за надоградњу и побољшање већ постојећих система за неутрализацију баластне воде.
Разговарајте са нама о условима у којима се одвија ваш процес! Радо ћемо вам препоручити одговарајући ултразвучни систем за накнадну уградњу у ваш бродски систем.