Ультразвукова дезінфекція баластних вод

Система ультразвукового лікування продемонструвала свою ефективність у знищенні бактерій, планктону та більших організмів.
Ультразвукова дезінфекція баластних вод - це механічна/фізична обробка, яка дозволяє уникнути дозування будь-яких сильних і дорогих активних хімічних речовин у баластну воду. Це забезпечує ідеальну екологічну прийнятність у поєднанні з високою біологічною ефективністю щодо знищення та інактивації рослинних і тваринних організмів і мікроорганізмів у баластних водах.

Тло

“Якщо судно пливе без вантажу або частково завантажене, йому знадобиться баласт для збереження стабільності та безпеки. Вода часто використовується як баласт, але, коли вона збирається за походженням, у воду може переміщатися ряд організмів, як правило, членів планктонного співтовариства, які можуть бути більш чужими в місці призначення (алохтонні), і вони можуть викликати небажане біологічне забруднення. Для того, щоб уникнути цього можливого забруднення, ми повинні використовувати ефективну систему стерилізації баластної води.” [Мінгоранс Родрігес: 2012, 163]
Інвазивні водні види є однією з чотирьох найбільших загроз для світового океану і можуть спричинити надзвичайно серйозні екологічні, економічні наслідки та наслідки для здоров'я населення. Щоб уникнути занесення молюсків-шкідників (зебрових мідій, азіатського молюска та інших) можуть застосовуватися різні обробки стерилізації баластних вод (також іменовані дезінфекцією або нейтралізацією). Поширеним методом лікування є хімічне очищення баластних вод. Використовувані хімікати шкідливі для навколишнього середовища і дорогі. У зв'язку з посиленням законодавчих норм щодо поводження з баластними водами, альтернативна обробка баластних вод – наприклад, за допомогою ультразвукової дезінфекції – інтегровані на борту морських суден.

Ультразвукова стерилізація баластних вод

Ультразвукова обробка баластних вод є механічним/фізичним методом, який дозволяє уникнути використання шкідливих і дорогих хімічних речовин. Кавітаційні сили вбивають дрібні водні організми і мікроорганізми. Вже кілька досліджень довели, що ультразвук дозволяє досягти високого рівня біологічної ефективності на велігера зебрових мідій, нематод, бактерій і вірусів.

Ультразвуковий кластер з технологічною потужністю 120 кВт

Ультразвукова дезінфекція методом кавітації

Ультразвукові хвилі високої потужності генерують Кавітації бульбашки в рідинах, які призводять до інтенсивних сил зсуву та високого напруження. Коли інтенсивні ультразвукові хвилі з'єднуються з рідинами, звукові хвилі, які поширюються в рідке середовище, призводять до чергування циклів високого та низького тиску, швидкість яких залежить від частоти. Під час циклу низького тиску (фаза розрідження) ультразвукові хвилі високої інтенсивності створюють в рідині невеликі вакуумні бульбашки або порожнечі. Коли бульбашки досягають об'єму, при якому вони вже не можуть поглинати енергію, вони сильно руйнуються під час циклу високого тиску (фаза стиснення). Це явище отримало назву Кавітації. Під час імплозії локально досягаються дуже високі температури (приблизно 5 000 К) і тиск (приблизно 2 000 атм). Імплозія кавітаційного міхура також призводить до утворення струменів рідини зі швидкістю до 280 м/с.
Це високоенергетичне утворення бульбашок і руйнування призводить до гідродинамічних сил зсуву та ультразвукових коливань, що розриває та руйнує клітинні стінки організмів – фактично вбиваючи їх.
Що стосується його екологічної прийнятності, то немає жодних відомих або передбачуваних екологічних проблем, пов'язаних з ультразвуковою технологією.

Біологічна ефективність ультразвуку

Кілька досліджень довели, що ультразвук може ефективно впливати на віруси і бактерії. Дослідження дезінфекції за допомогою ультразвукових пристроїв для стерилізації об'ємних потоків 100 галонів на хвилину, що еквівалентно 23 м3/год, показали приблизно 7 логарифмічних скорочень для Вірус поліомієліту (< 5 мкм) і 6-7 логарифмічних скорочень для бактерій Cryptosporidium parvum. З нематодою Гелімінтова яйцеклітина, Аскарида (8-10 мкм) і молюск Зеброві мідії Велігери (70 мкм), досягнуто 100% смертності. Однаковий рівень смертності при зеброва мідія було продемонстровано в системах потоку 600 галонів на хвилину (Buchholz et al., 1998).
Рівень інактивації був досягнутий на рівні 100% у більших організмів і зниження кількості бактерій і вірусів на 6-7 логарифмічних показників. При експозиції 20 с в експериментальній системі безперервного потоку 93-98,6% інактивації Cryptosporidium ocyst і було досягнуто зниження на 4 логарини при 10 сек. Експозиція в лабораторному реакторі періодичної дії. Частота інактивації також була зареєстрована для Cryptosporidium parvum (7 журнал), життєздатний яйця гельмінтів (4.2 log), Вірус поліомієліту (8 журнал), Salmonella sp. (9 журнал) і Кишкова паличка (9 журнал) (Oemcke, 1999; Buchholz і співавт., 1998).
Номер журналу відображає число 9 у відсотковому зменшенні. Наприклад, зменшення в 2 логарифмічних означає, що 99% організмів, які спочатку були присутні у воді, були інактивовані. Зменшення на 3 log означає, що 99,9% були неактивовані тощо.
Потужність ультразвукових систем також залежить від потужності, що подається. Ультразвукові пристрої високої потужності / високої інтенсивності вимагають менше часу впливу для настання смерті, що дозволяє лікувати більш високу швидкість потоку. Такі ультразвукові системи можуть використовуватися для баластування і дебаластингу.
(див. Сассі та ін. 2005, стор. 49)

Переваги ультразвукової нейтралізації баластних вод

• нехімічні
• екологічно чистий
• Дієвий та дієвий
• Синергетичні ефекти
• низькі експлуатаційні витрати
• Безпечна та проста експлуатація
• Міцний і надійний
• масштабується до будь-якого розміру

Ультразвукове обладнання

Компанія Hielscher спеціалізується на розробці та виробництві ультразвукового обладнання високої потужності промислового класу для установки в складних умовах. Пил & бруд, висока вологість і грубе середовище не завдають шкоди промисловим ультразвуковим апаратам (серія UIP). Ці надпотужні пристрої створені для постійної роботи (24 години / 7 днів). Шафи поставляються в комплекті і прості в установці та введенні в експлуатацію. Ультразвукова система повинна бути підключена тільки до живильної труби від баластного резервуара для води (джерело живлення) і джерела живлення.
Різні розміри ультразвукових апаратів з потужністю ультразвуку 500 Вт, 1 кВт, 1,5 кВт, 2 кВт, 4 кВт, 10 кВт і 16 кВт, які можуть бути встановлені як один блок або як кластер, що забезпечує ідеальну конфігурацію та потужність обробки.
Поговоріть з нами про ваш обсяг обробки! Ми будемо раді порекомендувати Вам відповідну ультразвукову систему для Ваших вимог процесу.

Синергія з іншими засобами обробки баластними водами

Дослідження комбінованих технологій очищення показали, що ультразвук працює дуже синергетично в поєднанні з іншими методами знезараження баластних вод, такими як озон, хлорування, ультрафіолетове світло, температура або підвищений тиск. Завдяки простоті монтажу і невеликим вимогам до простору, ультразвукове обладнання ідеально підходить для модернізації та вдосконалення вже існуючих систем нейтралізації баластних вод.
Розкажіть нам про ваше середовище обробки! Ми будемо раді порекомендувати Вам відповідну ультразвукову систему для модернізації Вашої бортової системи.