Ultrasonik Balast Suyu Dezenfeksiyonu

Ultrasonik arıtma sisteminin bakterileri, planktonları ve daha büyük organizmaları öldürmede etkili olduğu gösterilmiştir.
Balast suyunun ultrasonik dezenfeksiyonu, balast suyuna güçlü ve pahalı aktif kimyasalların dozlanmasını önleyen mekanik/ fiziksel bir arıtma yöntemidir. Bu yöntem, balast suyundaki bitkisel ve hayvansal organizmaların ve mikroorganizmaların yok edilmesi ve inaktivasyonu açısından yüksek biyolojik etkinlikle birlikte ideal bir çevresel kabul edilebilirlik sağlar.

Arka Plan

“Bir gemi yüksüz veya kısmen yüklü olarak seyrediyorsa, dengesini ve güvenliğini korumak için balasta ihtiyaç duyar. Su genellikle balast olarak kullanılır; ancak su kaynak noktasında alındığında, genellikle plankton topluluğunun üyeleri olan çeşitli organizmalar suya girebilir. Bu organizmalar varış noktasına yabancı (allokton) olabilir ve istenmeyen biyolojik kirliliğe yol açabilir. Bu olası kirliliği önlemek için balast suyunu sterilize edecek etkili bir sistem kullanmamız gerekir.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
İstilacı sucul türler, dünya okyanuslarına yönelik en büyük dört tehditten biridir ve çevre, ekonomi ve halk sağlığı üzerinde son derece ciddi etkilere yol açabilir. Zararlı yumuşakçaların (zebra midyeleri, Asya tatlı su midyesi ve diğerleri) girişini önlemek için çeşitli balast suyu sterilizasyon yöntemleri (dezenfeksiyon veya nötralizasyon olarak da adlandırılır) uygulanabilir. Yaygın bir yöntem, balast suyunun kimyasal olarak temizlenmesidir. Kullanılan kimyasallar çevreye zararlı ve pahalıdır. Balast suyu yönetimine ilişkin yasal düzenlemelerin artmasıyla birlikte, alternatif balast suyu arıtma yöntemleri – örneğin ultrasonik dezenfeksiyon – deniz taşıtlarına entegre edilmektedir.

Balast Suyunun Ultrasonik Sterilizasyonu

Ultrasonik balast suyu arıtımı, zararlı ve pahalı kimyasalların kullanımını önleyen mekanik/ fiziksel bir yöntemdir. Kavitasyon kuvvetleri küçük sucul organizmaları ve mikroorganizmaları öldürür. Çeşitli çalışmalar, ultrasonun zebra midyesi veliger larvaları, nematodlar, bakteriler ve virüsler üzerinde yüksek düzeyde biyolojik etkinlik sağladığını zaten kanıtlamıştır.

Ultrasonik Küme – 120kW proses gücüyle

Kavitasyon Yoluyla Ultrasonik Dezenfeksiyon

Yüksek güçlü ultrason dalgaları sıvılarda kavitasyon kabarcıkları oluşturur; bu kabarcıklar yoğun kesme kuvvetlerine ve yüksek gerilime yol açar. Yoğun ultrason dalgaları sıvılara aktarıldığında, sıvı ortamda yayılan ses dalgaları, frekansa bağlı hızlarda birbirini izleyen yüksek basınç ve düşük basınç döngüleri oluşturur. Düşük basınç döngüsü (seyrelme fazı) sırasında, yüksek yoğunluklu ultrasonik dalgalar sıvıda küçük vakum kabarcıkları veya boşluklar oluşturur. Kabarcıklar artık enerji soğuramayacakları bir hacme ulaştığında, yüksek basınç döngüsü (sıkışma fazı) sırasında şiddetle çöker. Bu olgu kavitasyon olarak adlandırılır. İçe çökme sırasında yerel olarak çok yüksek sıcaklıklara (yaklaşık 5.000K) ve basınçlara (yaklaşık 2.000atm) ulaşılır. Kavitasyon kabarcığının içe çökmesi ayrıca hızı 280m/s’ye kadar ulaşan sıvı jetleri oluşturur.
Bu son derece yüksek enerjili kabarcık oluşumu ve çökmesi, hidrodinamik kesme kuvvetleri ve ultrasonik salınımlar oluşturur; bunlar organizmaların hücre duvarlarını kırıp parçalayarak organizmaları etkili biçimde öldürür.
Çevresel kabul edilebilirlik açısından, ultrason destekli teknolojiyle ilişkili bilinen veya öngörülen herhangi bir çevresel kaygı bulunmamaktadır.

Ultrasonun Biyolojik Etkinliği

Çeşitli çalışmalar, ultrasonun virüsleri ve bakterileri etkili biçimde etkileyebildiğini kanıtlamıştır. 23 m3/h’ye eşdeğer olan 100 gpm (dakikada galon) hacimsel debideki akışları sterilize etmek için ultrasonik cihazlarla yapılan dezenfeksiyon çalışmalarında, yaklaşık 7 log azalma Polio virüsü (< 5μm) için ve 6–7 log azalma bakteri Cryptosporidium parvum için gösterilmiştir. Nematod Heliminth ova, Ascaris (8–10μm) ve yumuşakça zebra midyesi veliger larvaları (70μm) ile %100 ölüm oranına ulaşılmıştır. Aynı ölüm oranı zebra midyesi için 600 gpm debili sistemlerde gösterilmiştir (Buchholz et al., 1998).
Daha büyük organizmalarda %100 inaktivasyon oranlarına, bakterilerde ve virüslerde ise 6–7 log azalmaya ulaşılmıştır. Deneysel bir sürekli akış sisteminde 20 saniye maruziyetle %93–98,6 Cryptosporidium ocyst inaktivasyonu ve laboratuvar tipi bir kesikli reaktörde 10 saniye maruziyetle 4 log azalma sağlanmıştır. Ayrıca şu organizmalar için inaktivasyon oranları bildirilmiştir: Cryptosporidium parvum (7 log), canlı helmint yumurtaları (4,2 log), polio virüsü (8 log), Salmonella sp. (9 log) ve Echerichia coli (9 log) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
Log sayısı, yüzde azalma değerindeki 9 rakamlarının sayısını ifade eder. Örneğin, 2 log azalma, suda başlangıçta bulunan organizmaların %99’unun inaktive edildiği anlamına gelir. 3 log azalma, %99,9’unun inaktive edildiği anlamına gelir ve bu şekilde devam eder.
Ultrasonik sistemlerin kapasitesi, sağlanan güce de bağlıdır. Yüksek güçlü/ yüksek yoğunluklu ultrasonik cihazlar, ölümün gerçekleşmesi için daha kısa maruziyet süresi gerektirir; böylece daha yüksek debilerde arıtma yapılabilir. Bu tür ultrasonik sistemler balast alma ve balast boşaltma için kullanılabilir.
(krş. Sassi et al. 2005, s. 49)

Ultrasonik Balast Suyu Nötralizasyonunun Avantajları

• kimyasal kullanılmaz
• çevre dostudur
• etkili ve verimlidir
• sinerjik etkiler sağlar
• az bakım gerektirir
• güvenli ve kolay kullanım sağlar
• sağlam ve güvenilirdir
• her boyuta ölçeklenebilir

Ultrasonik Ekipman

Hielscher, zorlu ortamlara kurulmak üzere endüstriyel sınıfta yüksek güçlü ultrasonik ekipmanların tasarımı ve üretimi konusunda uzmanlaşmıştır. Toz ve kir, yüksek nem ve zorlu ortamlar endüstriyel sonikatörlere (UIP serisi) zarar vermez. Bu ağır hizmet cihazları sürekli çalışma (24h/ 7d) için üretilmiştir. Kabinler önceden yapılandırılmış olarak teslim edilir ve kolayca kurulup devreye alınabilir. Ultrasonik sistemin yalnızca balast suyu tankından gelen besleme borusuna (ortam beslemesi) ve güç kaynağına bağlanması gerekir.
Ultrason güçleri 500W, 1kW, 1,5kW, 2kW, 4kW, 10kW ve 16kW olan ve tek bir ünite veya küme olarak kurulabilen farklı boyutlardaki ultrasonik cihazlar, ideal yapılandırmayı ve işleme kapasitesini sağlar.
İşleme hacminiz hakkında bizimle görüşün! Proses gereksinimlerinize uygun bir ultrasonik sistem önermekten memnuniyet duyarız.

Diğer Balast Suyu Arıtma Yöntemleriyle Sinerjiler

Birleşik arıtma teknolojilerine ilişkin çalışmalar, ultrasonun ozon, klorlama, UV ışığı, sıcaklık veya yüksek basınçlar gibi diğer balast suyu dezenfeksiyon yöntemleriyle birlikte çok güçlü sinerjik etkiler gösterdiğini ortaya koymuştur. Kolay kurulumu ve düşük alan gereksinimi sayesinde ultrasonik ekipman, mevcut balast suyu nötralizasyon sistemlerinin yükseltilmesi ve iyileştirilmesi için ideal derecede uygundur.
İşleme ortamınız hakkında bizimle görüşün! Geminizdeki mevcut sisteme sonradan entegre edilebilecek uygun bir ultrasonik sistem önermekten memnuniyet duyarız.