比利时harsonic超声波除生物膜设备技术交流

比利时harsonic超声波除生物膜设备技术交流

一、品牌与产品概述

Harsonic 是一家位于比利时圣尼克拉斯（Sint-Niklaas）的设备制造商，成立于1985年。公司专注于利用超声波技术进行生物膜清除与防污，产品覆盖船舶、工业、畜牧业和水井维护等多个领域。

Harsonic 的核心技术路径是：通过超声波换能器向液体介质发射高频声波，破坏微生物的细胞结构，阻止生物膜（biofilm）的形成。生物膜是微生物分泌聚合物形成的凝胶状保护层，一旦形成，微生物便难以被消毒剂清除。Harsonic 的策略是在生物膜形成之前进行干预。

该公司的设备采用超声波与HS技术相结合的方式工作。基本超声波技术已有数十年历史，Harsonic 在此基础上集成了自己的控制软件系统。设备工作频率在20kHz至80kHz之间。每个换能器的功耗为6W，工业应用覆盖范围为40m²/换能器，专业船舶与近海应用覆盖范围为50m²/换能器。

二、产品类型

Harsonic 的产品按应用场景划分，主要包括以下10类：

船体防污系统（Harsonic® for BoatHull）——安装于船舶船体，防止藤壶、藻类等海洋生物附着

螺旋桨防污系统（Harsonic® for Propellers）——安装于螺旋桨或外传动装置，防止生物生长影响推进效率

燃油箱防污系统（Harsonic® for Gasoiltanks）——防止燃油箱内柴油细菌和生物膜的形成

水箱防污系统（Harsonic® for Watertanks）——防止储水罐内壁生物膜和矿物质沉淀

箱式冷却器防污系统（Harsonic® for Boxcoolers）——用于船舶箱式冷却器和海水箱，防止海洋生物覆盖导致的冷却效率下降

冷却塔防污系统（Harsonic® for Cooling Towers）——用于工业冷却塔，防止藻类和微生物滋生

热交换器防污系统（Harsonic® for Heat Exchangers）——用于板式换热器、管式换热器，防止结垢和生物膜影响换热效率

管道防污系统（Harsonic® for Pipelines）——用于各类工业管道，防止管内壁生物膜和垢层堆积

储罐防污系统（Harsonic® for Tanks）——用于工业储罐，防止罐内壁生物膜和矿物质沉淀

水井维护系统（Harsonic® for Water Wells）——用于水井、泵及相关设备，防止铁细菌污染和沉积物堵塞

三、主要型号

以下为Harsonic产品线中的主要型号：

BoatHull系列船体防污系统：安装于船体，覆盖面积40m²/换能器

Propeller系列 螺旋桨防污系统：安装于螺旋桨或外传动装置

Boxcooler系列箱式冷却器防污系统：用于船舶海水冷却系统

Cooling Tower系列 冷却塔防污系统：用于工业开式循环冷却水系统

Heat Exchanger系列热交换器防污系统：用于板式、管式换热器

Pipeline系列管道防污系统：用于各类工业管道

Tank系列储罐防污系统：用于燃油、水箱及工业储罐

ES系列船舶超声波去污防海生物系统：船舶专用系列

StrainerHD系列船舶冷却系统防污型：安装于船舶冷却系统滤器位置

Water Well系列水井维护系统：用于水井、泵及相关水处理设备

其中ES系列和StrainerHD系列是针对船舶冷却系统的具体型号。各型号的核心差异在于换能器的安装方式、覆盖范围以及控制系统的配置，以适应不同的应用场景。

四、工作原理

Harsonic 设备由控制面板和换能器（ transducer） 两部分组成。

换能器是设备的核心部件。换能器内部装有一个或多个压电晶体（石英晶体）。当电流施加到这些晶体上时，晶体会快速改变形状，产生振动。这些振动形成声波，向外传播。

超声波是指频率高于20kHz的声波，超出人耳可听范围。声波在流体和固体中传播效果较好。Harsonic 设备的工作频率在20kHz至80kHz之间。

生物膜清除机制：水中的微生物和细菌会附着在物体表面并繁殖，形成生物膜（俗称“黏液层"）。生物膜为藤壶、贻贝等大型海洋生物的附着提供了基础。超声波作用于水体时，声波频率对应不同微生物的固有频率，能够破坏微生物的细胞结构。设备全天候实时运行，持续防止生物膜的形成。

HS技术：Harsonic 在基本超声波技术基础上集成了HS技术。该技术通过软件系统对超声波的频率和功率进行控制，使设备能够在不同水质条件下保持工作状态。

五、技术参数

Harsonic 设备的主要技术参数如下：

工作频率：20kHz – 80kHz

单换能器功耗：6W

工业应用覆盖范围：40m²/换能器

船舶与近海覆盖范围：50m²/换能器

工作方式：24/7全天候实时运行

电源：通过控制面板供电

不同应用场景下，换能器的数量和安装位置根据实际设备尺寸和工况确定。

六、优势特点

1. 不使用化学药剂

Harsonic 采用物理方法（超声波）进行生物膜清除，不添加任何化学药剂。在冷却塔、管道、储罐等水处理场景中，可以避免传统化学消毒剂的使用。

2. 功耗较低

每个换能器的功耗为6W，工业应用单个换能器可覆盖40m²的范围。对于需要大面积防污的冷却塔、船体等场景，整体能耗相对可控。

3. 预防性工作方式

设备在生物膜形成之前即开始工作，属于预防性措施而非事后清理。生物膜一旦形成，微生物会得到保护层，常规消毒难以清除。预防性策略可以避免这一问题。

4. 减少维护工作量

设备安装后持续运行，可以减少人工清理的频率。在法国戴高乐航空母舰的冷却系统应用中，安装前8cm厚的钛管每6个月需清理一次，安装后问题得到解决。

5. 适用范围较广

设备可用于多种液体环境，包括海水、淡水、燃油、冷却水等。应用场景覆盖船舶、工业冷却系统、管道、储罐、水井等多个领域。

七、主要应用

1. 工业冷却塔

冷却塔中的开式循环水系统容易受到空气中微生物的污染。水温、pH值和营养物浓度适宜时，微生物会快速繁殖。Harsonic 设备安装于冷却塔水系统中，持续防止藻类和细菌滋生。

2. 工业管道系统

管道内壁的生物膜会导致管道有效截面积减小、流动阻力增加。Harsonic 通过换能器向管道内水体发射超声波，防止内壁生物膜的形成。

3. 储罐（燃油箱、水箱）

燃油箱内容易滋生柴油细菌，水箱内壁容易形成生物膜。Harsonic 设备安装于储罐内或外壁，防止生物膜和矿物质沉淀。

4. 热交换器

热交换器管壁的生物膜和垢层会降低换热效率，增加能耗。Harsonic 设备可防止管壁生物膜的形成，保持换热效率。

5. 船舶冷却系统

船舶箱式冷却器和海水箱是冷却系统的关键部件，容易因海洋生物（藻类、藤壶、贻贝）附着而导致冷却效率下降。Harsonic 设备安装于冷却系统（如StrainerHD系列），防止海生物污堵。法国戴高乐航空母舰的发动机冷却系统即采用了该技术。