Soltech uktradźw.dla zb.zemborzyc. krótka wersja

SOLTECH – Zielone Technologie dla Środowiska
KONTROLA ZAKWITU ALGI I SINIC W
ZBIORNIKU ZEMBORZYCKIM Z
WYKORZYSTANIEM TECHNOLOGII
ULTRADŹWIĘKÓW.
SOLTECH
Andrzej Sołdaj
20-072 LUBLIN UL. Czechowska 6/7
tel. kom. +48 601-320920, tel/fax +48 (81)538-23-80
soltech@post.pl; www.transtech-eco.pl

KONTROLA ZAKWITU ALGI I SINIC Z WYKORZYSTANIEM
TECHNOLOGII ULTRADŹWIEKÓW
SOLTECH – technologie dla ekologii
Soltech jest firmą lubelską. Działamy na rynku
zielonych technologii i ochrony środowiska:
oczyszczanie ścieków, fermentacja
beztlenowa, rekultywacja zbiorników wodnych i
remediacja gleb od 1999 roku.

ZBIORNIK ZEMBORZYCKI – ocena sytuacji
Stan Zalewu Zemborzyckiego od wielu lat jest przedmiotem
troski gospodarzy Lublina.
Negatywny wpływ na kondycję Zalewu ma przede wszystkim
jakość wody napływającej z nurtem Bystrzycy. Rzeka ta
obmywa tereny o intensywnej uprawie rolnej i w większości nie
skanalizowane. Skomunalizowanie dorzecza Bystrzycy poprzez
wybudowanie sieci kanalizacyjnej oraz szeregu oczyszczalni
ścieków komunalnych nie rozwiąże problemu zrzutu biogenów
do Zalewu. Znacznym źródłem biogenów są pola uprawne.
Rolnicy często nie przestrzegają terminów agrotechnicznych
(aplikowanie gnojowicy i nawozów sztucznych). Kapryśna
pogoda w okresach wiosennych i jesiennych często utrudnia
absorbowanie nawozu do gleby i powoduje wymywanie do
rzek i jezior.

Rewitalizacja Zalewu wymaga kompleksowych działań:
- uregulowanie gospodarki ściekowej w zlewni Bystrzycy,
- kontrola zabiegów agrotechnicznych,
- powstrzymanie napływu biogenów na wlocie do zalewu
poprzez instalowanie pływających filtrów biologicznych,
-redukcja organicznych osadów dennych (potężne, ukryte
źródło biogenów) poprzez bioaugumentację mikrobiologiczną.
Są to jednak metody czasochłonne (rewitalizacja może trwać
kilka lat) i kosztowne (skuteczna biougumentacja to koszt ok.10
mln złotych).

Metodą szybką ale niesłychanie drogą (ca. 250 mln złotych)
i wymagającą dodatkowych biologicznych działań
prewencyjnych - jest usuniecie mechaniczne osadów dennych
(refulery) z jednoczesnych wychwytywaniem biogenów na
wlocie.
Sensowną alternatywą dla powyższych rozwiązań będzie
technologia ultradźwiękowej kontroli zakwitów sinic/algi - MPC-
Buoy LGS. Jest to metoda szybka i w miarę niedroga
(ok. 2 mln złotych). Przedstawimy ja w dalszej kolejności
naszego wystąpienia.

ULTRADŹWIĘKÓW
Mamy przyjemność zaprezentować najnowocześniejszą technologię
ultradźwiękową MPC-Buoy. Technologia ta pozwala kontrolować
zakwity (rozrost kolonii) glonów-algi, bio-filmu i niektórych typów
bakterii. Efekt ten osiągany jest dzięki emitowaniu ultradźwiękowych
fal o specyficznych częstotliwościach. Kontrola formowania się i
wzrostu kolonii algi realizowana jest poprzez rezonans i ciśnienie
akustyczne.

ULTRADŹWIĘKÓW
Tak traktowane komórki algi będą opadały na dno zbiornika
wodnego, a tam ulegną dalszej degradacji przy pomocy bakterii
występujących w glebie i mułach. Po 3-4 tygodniach Generator
MPC-Buoy będzie kontrolował zakwit nowych kolonii algi w
granicach od 70 do 90%.
Jest faktem, iż bakterie i algi wykorzystują to samo źródło
pokarmowe. Jeżeli rozwój algi będzie ograniczony i kontrolowany,
tym samym więcej pożywek/biogenów będzie dostępnych dla bakterii
miejscowych. W konsekwencji nastąpi szybszy wzrost i podział
bakterii – a tym samym większa redukcja azotu i fosforu w wodzie.
Kontrolowanie algi skutkować będzie zmniejszeniem koncentracji
biogenów w akwenie wodnym.

ULTRADŹWIĘKÓW
● Schemat ideowy instalacji do kontrolowanej emisji
ultradźwięków

ULTRADŹWIĘKÓW
WSTĘPNA PROPOZYCJA APLIKACJI NA ZALEWIE
ZEMBORZYCKIM
Generator LGS…MPC.Buoy jest unikalnym urządzeniem,
łączącym w sobie funkcje monitoringu jakości wody oraz
kontroli algi. Generator monitoruje wiele parametrów jakości
wody w czasie realnym i przekazuje je na serwer firmowy. W
oparciu o otrzymane, za pomocą sensorów, informacje –
odpowiedni zakres częstotliwości jest dobierany i
programowany, a następnie emitowany przez Generator.

ULTRADŹWIĘKÓW
„Technologia Chameleon” zapewnia:
1. Najwyższą wydajność – zawsze używany jest najbardziej
adekwatny program częstotliwości
2. Zakwit algi może być przewidywalny i kontrolowany zanim
nastąpi zintensyfikowany rozwój kolonii
3. Jakość Waszych wód może być monitorowana w czasie
realnym, otrzymujecie ważne informacje na ich temat
4. MPC.Buoy może omiatać duże powierzchnie toni wodnej o
średnicy do 500 metrów

ULTRADŹWIĘKÓW W ZBIORNIKU ZEMBORZYCKIM
MPC.Buoy Jednostka Główna
MPC Buoy Jednostka Pomocnicza

Typ jednostki szt Dodatkowe info
MPC.Buoy
Master Jednostka
Główna (z
monitoringiem
6 Zawiera sensory
następujących
parametrów:
- Fikocjanina
(barwnik w sinicach
i algach sino-
zielon.)
- Chlorofil (ziel.algi)
- Zawiesina Ogólna
- Tlen
Rozpuszczony
- Temperatura
- Redox
- pH
MPC.Buoy Slave
Jednostka
Pomocnicza
9 Skomunikowana z
MPC.Buoy Master
(Jednostka główną) w
celu wygenerowania
najbardziej
optymalnego programu
ultradźwiękowego.

Zalety generatora MPC-Buoy:
1. Odpowiedni dla płaszczyzn wodnych od 500m do 10 km
Duży zasieg oraz autonomiczne, niezależne źródło zasilania
(panele słoneczne) .
2. Zaprojektowany do kontrolowania algi i monitorowania
jakości wody. Wszystkie dane mogą być łatwo zmieniane i
odnajdywane cyfrowej platformie on-line.
3. Efektywny energetycznie- zasilany panelami słonecznymi
4. Minimalny zakres obsługi
MPC.Buoy generator może pracować bezobsługowo.
Automatyczne czyszczenie sensorów i transmiterów - dzięki
zintegrowanej wycieraczce

5. Monitorowanie jakości wody
MPC-Buoy zapewnia nam możliwość oceny jakości wody
poprzez zbieranie, obrabianie i raportowanie takich
parametrów jak: temperatura, pH, rozpuszczony tlen
i koncentracja algi (chlorofil i fikocjanina) oraz mętność.
6. Telemetria i sterowanie ręczne/Rejestrator
Łatwy dostęp do indywidualnych danych z każdego miejsca –
dzięki elastycznemu oprogramowaniu online, który powiadomi
operatora o konieczności skorygowania ultradźwiękowego
programu kontroli algi.
7. Interaktywna Kontrola Algi
Na podstawie informacji dostarczonej przez sensory MPC
Transmitery ultradźwięków kontrolują algi efektywnie
energetycznie przy wykorzystaniu technologii Chameleon

Co dzieje się z algi po jej śmierci?
Sygnały dźwiękowe o określonej częstotliwości są generowane
symultanicznie we wzmacniaczu (PCB) i przesyłane do
transduktora.
Transduktor emituje te impulsy dźwiękowe do wody z bardzo
wysokim ciśnieniem akustycznym (dB).
Fale dźwiękowe mają różne częstotliwości ale wszystkie są w
zakresie ultradźwiękowym i są niesłyszalne. Ultradźwięki o
wysokim ciśnieniu akustycznym emitowane przez urządzenie
oddziaływają na wiele różnych struktur algi.

Składniki komórkowe algi wibrują zgodnie z częstotliwościami
dźwiękowymi, powodując rozrywanie różnych organelli
komórkowych takich jak: wakuole, tonoplast, ściana komórkowa
i membrana.
Ultradźwięki produkowane przez urządzenie MPC uderzają
bezpośrednio w pęcherzyki gazu i membranę komórkową algi
sino-zielonej (sinicy).
Dzięki stosowanej częstotliwości pęcherzyki gazu zapadają się
(zanikają).

Powyższa fotografia
pokazuje sinice (Microcystis
sp.). Na lewo w komórkach
sinic Microcystis aeruginosa
widać pęcherzyki gazu
nietknięte w formie jasno
niebieskich plamek. Te same
kolonie Microcystis
aeruginosa ze zniszczonymi
pęcherzykami gazu widać na
prawo,(potraktowane
ultradźwiękami)

Kiedy zastosujemy ultradźwięki do kontrolowania sinic, algi -
obumierają stopniowo. Dzięki temu nie doprowadzimy do
poważnego wzrostu koncentracji toksyn. W związku z tym, że
produkcja toksyn występuje po osiągnięciu przez sinice
określonej, dużej koncentracji - jej poziom jest redukowany od
momentu uruchomienia instalacji.
Zabijając sinice występujące w wodzie kontrolujemy
jednocześnie mnożenie się ich nowych kolonii.
W konsekwencji nie występuje przyrost osadu dzięki
stosowaniu emitera ultradźwięków.

Bakterie i algi wykorzystują te same źródła pożywek
biogennych. Poprzez kontrolę zakwitu sinic/glonów
umożliwiamy bakteriom łatwiejszy dostęp do pożywek. Tym
sposobem kolonie bakterii rosną/mnożą sie szybciej
i intensywniej redukują azot i fosfor zawarty w wodzie.
Kontrolowanie algi wpływa na obecność biogenów w akwenie
wodnym.
Kontrolowanie zakwitu sinic/algi redukuje poziom Zawiesiny
Ogólnej co ułatwia światłu lepszą penetrację toni wodnej. Tym
samym rośliny wodne rosnące w głębszych warstwach
zaczynają odrastać. Wzrost głębiej rosnących wodnych roślin
powoduje wzrost koncentracji tlenu rozpuszczonego a to
sprzyja rozwojowi ryb, bakterii tlenowych i zooplanktonu

Zdjęcia poniżej pokazują sinice z grupy Leptolyngbya sp.
(wykonane mikroskopem elektronowym). Niebieskie
oznaczenia wskazują na pęcherzyki gazowe

DLACZEGO MPC-Buoy JEST BEZPIECZNY DLA
OTOCZENIA
Urządzenie MPC-Buoy jest bezpieczne dla ryb, roślin
wodnych, insektów i zooplanktonu
oraz całkowicie przyjazne środowisku gdyż nie wykorzystuje
chemikaliów i zasilany jest przez energie słoneczną.

Dlaczego technologia ultradźwięków MPC-Buoy jest
bezpieczna dla roślin
Technologia MPC-Buoy uśmierca komórki algi/sinic poprzez
tzw. “śmiertelny rezonans”. Częstotliwości te różnią się
zależnie od typu algi/sinic i są skorelowane z rozmiarem ich
komórek. Zjawisko to może wywołać naprężenia ścinające w
komórce, jej organellach i sektorach .

Powyższy rysunek pokazuje pojedynczą komórkę algi
doprowadzoną do rezonansu. Stan taki można osiągnąć, gdy
komórka algi jest pojedyncza lub pojedyncze komórki są
połączone ze sobą tworząc algi nitkowate. Rośliny i inne
wielokomórkowe organizmy posiadają duża bardziej
skomplikowaną strukturę. Komórki tutaj połączone są ze sobą
w formie matrycy i dlatego nie ma możliwości wprawienia ich w
rezonans letalny (śmiertelny).

Rysunek powyżej pokazuje strukturę tkanki roślinnej,w której
wiele komórek łączy się wielopłaszczyznowo.

Dlaczego technologia MPC jest bezpieczna dla
zooplanktonu i insektów?
MPC przetestowano pod katem oddziaływania na zooplankton
w Izraelu. Nie stwierdzono negatywnego wpływu. Zauważono
lekko podwyższoną populację zooplanktonu
i insektów wodnych, takich jak rozwielitki wodne (Daphnia) and
pająków wodnych – jako efekt zmniejszonej koncentracji algi.

Dlaczego technologia MPC jest bezpieczna dla ryb?
Tylko niektóre ryby mogą odbierać ultradźwięki o maksymalnej
częstotliwości 180 kHz (na przykład Aloza amerykańska i
śledź) i tylko kilka ryb może odczuwać dźwięk do maksimum 4
kHz. Dla porównania, ultradźwięki są stosowane do wykrywania
larwy ryb, bez ich zabijania czy uszkodzenia.
Subsydiowane przez Unię Europejską badania
przeprowadzono w Słowenii w celu określenia wpływu
technologii ultradźwieków MPC na ryby w akwakulturze. Do
testów wykorzystano dwa stawy. W jednym zastosowano
ultradźwięki a w drugim nie.

Poza faktem znaczącej różnicy w wyglądzie i jakości wody
zauważono, że ryby w testowanym stawie były w lepszej
kondycji i rosły szybciej. Pokazano to w tabeli poniżej .
Basen A – ultradźwięki
15 maj 2007 29 paź. 2007
Basen B – kontrolny
15 maj 2007 29 paź. 2007
Średnia waga
Ryby (kg)
0,74 1,86 0,64 1,36
Całkowita waga
Ryb (kg)
17,0 43,0 19,0 41,0
Przyrost masy ryb (w %) 152,0 115,0

Dlaczego technologia MPC jest bezpieczna dla bakterii
denitryfikujących.
Bakterie tego typu są zazwyczaj w glebie/mule na dnie
jezior/zbiorników wodnych. Ultradźwięki z zasady nie przenikają
piasku, błota czy mułu. Bakterie przyswajające biogeny nie są
narażone na negatywne oddziaływanie.

TECHNOLOGIA MPC-BUOY (CLEARWATERPMPC ) W
PROGRAMACH BADAWCZYCH UNI EUROPEJSKIEJ -
PROJEKT CORDIS nr 101607 ZREALIZOWANY W POLSCE
NA JEZIORZE SKRZYNECKIE MAŁE W WIELKOPOLSCE
http://cordis.europa.eu/news/rcn/36583_pl.html

W ramach projektu badawczego dwie boje MPC-Buoy zostały
umieszczone w Jeziorze Skrzyneckie Małe w Poznaniu, Polska.
Boje dostarczyły kompletnego przeglądu jakości wody, dzięki
gromadzeniu co 10 minut danych o następujących
parametrach: chlorofil (zielenice), fikocyjanina (sinice), pH,
TSS, tlen rozpuszczony i temperatura

Prace nad projektem pozwoliły ustalić, że osiągnięcie
najwyższej skuteczności wymaga dostosowywania
ultradźwięków do rodzaju glonów i innych parametrów wody.
Monitoring wykazał także różnicę w ilości glonów między
jeziorem z bojami MPC-Buoy a kilkoma podobnymi jeziorami na
pobliskim obszarze. Na przykład poziom komórek
cyjanobakterii (sinic) w Jeziorze Kórnickim, które znajduje się
na tym samym obszarze co Jezioro Skrzyneckie Małe, był
dziewięć razy wyższy w porównaniu do tego ostatniego.

Jezioro Skrzyneckie (poddane
oddziaływaniu ultradźwięków
MPC) wykazało 9-krotnie
mniejszą koncentrację sinic w
porównaniu do Jeziora
Kurnickiego.

Dziękujemy za uwagę
Andrzej Sołdaj i firma SOLTECH
SOLTECH
Andrzej Sołdaj
20-072 LUBLIN UL. Czechowska 6/7
tel. kom. +48 601-320920, tel/fax +48 (81)538-23-80

Soltech uktradźw.dla zb.zemborzyc. krótka wersja

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (14)

More from kkotlarczuk

More from kkotlarczuk (20)

Soltech uktradźw.dla zb.zemborzyc. krótka wersja