Ultrasonik Tullantıların və Palçıqların Müalicəsi
Bioqaz, məişət üzvi tullantıları, kanalizasiya lilləri, palçıq və ya peyin kimi mənbələrdən əmələ gəlir. Ultrasonication daha çox bioqaz və daha az qalıq lil gətirib çıxaran belə üzvi materialın həzm yaxşılaşdırır.
Bioqaz, üzvi maddələrin anaerob və ya aerob bakteriyalar tərəfindən parçalanmasının əlavə məhsuludur. Əsasən metan, karbon qazı və hidrogen sulfiddən ibarətdir. Bu, bioqazı təbii qaz kimi qalıq yanacaqlar üçün bərpa olunan alternativə çevirir.
Enerji qiymətləri və kimyəvi maddələrin və şlamın utilizasiyası xərcləri, ekoloji qanunvericilik və qoxu emissiyalarının azaldılması kimi digər maraqlar tullantı təmizləyici qurğuların emal səmərəliliyinin artırılmasını tələb edir. Həzmdən əvvəl üzvi materialın ultrasəslə parçalanması bioqaz istehsalını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır. Bununla yanaşı, sonikasiya lilin susuzlaşmasını yaxşılaşdırır və atılacaq qalıq lilin miqdarını azaldır.
Bioqazın istehsalı üçün xammallar müxtəlif yığılmış və flokulyasiya edilmiş maddələrin, liflərin, virus və bakteriyaların, sellüloza və digər qeyri-üzvi maddələrin qarışıqlarıdır. Qida tullantıları, yağlar və ya vinas kimi üzvi sənaye və ticarət tullantıları mezofilik və termofilik parçalayıcılar üçün əlavə xammaldır. Ultrasonik kavitasiya aqreqatları və hüceyrə strukturlarını məhv edir. Tərkibindəki materialın strukturuna təsiri sayəsində lil daha asan susuzlaşdırıla bilər. Bundan əlavə, aqreqatların və hüceyrə divarlarının məhv edilməsi hüceyrədaxili materialın bakteriyalar tərəfindən parçalanması üçün bioavailability yaxşılaşdırır.
4x 4kW güc-ultrasəs çamurun parçalanması üçün
Sonication ilə artan bioqaz məhsuldarlığı
Son zamanlar aparılan bir araşdırma, Geek bələdiyyə çamur təmizləmə zavodunda ultrasəs əsaslı çamurun əvvəlcədən təmizlənməsinin təsirlərini araşdırdı. (Soldakı şəkildə pilot miqyaslı qurğu göstərilir.) Hielscher UIP1000hdT (20 kHz, 1000 Vt) istifadə edərək çamuru 15 dəqiqə ultrasəslə təmizləyən ultrasəs əvvəlcədən təmizlənməsinin tətbiqi, əsasən bioqaz istehsalının artmasında əks olunan anaerob həzm performansında əhəmiyyətli dərəcədə artım göstərdi. Təmizlənməmiş çamurla müqayisədə bioqaz məhsuldarlığı təxminən 16 ± 2 NL·d⁻¹-dən 26 ± 2 NL·d⁻¹-ə qədər artdı ki, bu da təxminən 63% yaxşılaşmaya uyğundur. Bu inkişaf, çamur floklarının və hüceyrə strukturlarının ultrasəs parçalanması ilə əlaqələndirilir ki, bu da həll olunan kimyəvi oksigen tələbatını (COD) və uçucu yağ turşusu konsentrasiyalarını əhəmiyyətli dərəcədə artırdı və bununla da metanogen mikroorqanizmlər üçün substratın biomənimsənilməsini yaxşılaşdırdı. Nəticədə, metan tərkibini dəyişdirmədən daha yüksək spesifik metan məhsuldarlığı əldə edildi və bu, təxminən 62% səviyyəsində sabit qaldı. Bu tapıntılar təsdiqləyir ki, aşağı tezlikli, yüksək güclü ultrasəsləmə hidrolizi sürətləndirməklə və asanlıqla bioloji parçalana bilən üzvi maddələrin fraksiyasını artırmaqla anaerob həzmi gücləndirmək üçün effektiv ilkin müalicə strategiyasıdır. (bax: Gkalipidou və digərləri, 2026)
1999-cu ildən bəri, Hielscher, dünyanın hər yerindəki bələdiyyə və sənaye tullantılarının təmizlənməsi müəssisələri də daxil olmaqla, müxtəlif tullantı sularının təmizlənməsi zavodlarına 48 kVt-a qədər fərdi gücə malik ultrasəs parçalanma sistemləri təchiz edir. Bu sistemlərin bəziləri bioqaz məhsuldarlığını 25%-ə qədər artırıb.
Heyvan peyinlərinin anaerob həzmdən əvvəl ultrasəslə parçalanması bioqaz məhsuldarlığını yaxşılaşdırır.
Aşağıdakı cədvəl müxtəlif həcm axınları üçün tipik güc tələblərini göstərir. Ultrasəs sistemi ümumiyyətlə həzm cihazına qidalanmadan əvvəl inline inteqrasiya olunur. Alternativ olaraq, üzvi material həzm cihazından ultrasəs sistemi vasitəsilə yenidən həzm cihazına qaytarıla bilər. Buna görə də, ultrasəs addımı asanlıqla mövcud qurğulara əlavə edilə bilər.
|
Çamurun parçalanması üçün 48 kVt güclü ultrasəs prosessoru
- Bioqaz məhsuldarlığının artması
- Təkmilləşdirilmiş anaerob parçalanma
- Deqazasiya və lopa parçalanması səbəbindən çökmə davranışının yaxşılaşdırılması
- Denitrifikasiya üçün C/N nisbətinin yaxşılaşdırılması
- Artıq lilin qatılaşmasının yaxşılaşdırılması
- Təkmilləşdirilmiş həzm və susuzlaşdırma
- Flokulyantların miqdarının azaldılması
- Həzm edildikdən sonra qalıq lilin azalması səbəbindən utilizasiya xərclərini azaldır
- Tələb olunan polimerin azaldılması
- Filamentli bakteriyaların məhv edilməsi
Biz 1-dən 4 kVt-a qədər sistemlərdən istifadə etməklə pilot miqyaslı sınaqların aparılmasını tövsiyə edirik. Bu, xüsusi proses axınınız üçün ümumi effektləri və təkmilləşdirmələri göstərəcək. Prosesinizi sizinlə müzakirə etməkdən və gələcək addımları tövsiyə etməkdən məmnun olarıq.
UIP6000hdT, 6000 vatt güclü sonikator, ultrasəs axını hüceyrə reaktoru ilə.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Evdokia Gkalipidou, Asimina Koukoura, Ioanna Savvanidou, Marios G. Kostakis, Dimitrios Triantafyllos Gerokonstantis, Petros Mastoras, Georgia Gatidou, Michail S. Fountoulakis, Stergios Vakalis, Olga S. Arvaniti, Nikolaos S. Thomaidis, Olga-Ioanna Kalantzi, Athanasios S. Stasinakis (2026): Evaluation of a pilot system coupling thermal and ultrasound pretreatment, anaerobic digestion and hydrothermal carbonization for sewage sludge treatment and per- and polyfluoroalkyl substances removal. Chemical Engineering Journal, Volume 532, 2026.
- Antonio-Abdu Sami M. Magomnang and Sergio C. Capareda (2018): Effects of Sequential Sodium Hydroxide Ultrasonication and Hot Water Treatment of Rice Straw and Coconut Shell on Biogas Production. Indian Journal of Science and Technology Vol. 11 (18), 2018. 1-12.
- Yasuo Tanaka (2002): A dual purpose packed-bed reactor for biogas scrubbing and methane-dependent water quality improvement applying to a wastewater treatment system consisting of UASB reactor and trickling filter. Bioresource Technology, Volume 84, Issue 1, 2002. 21-28.
- Pérez-Elvira S, Fdz-Polanco M, Plaza FI, Garralón G, Fdz-Polanco F. (2009): Ultrasound pre-treatment for anaerobic digestion improvement. Water Science Technology 60(6), 2009. 525-32.
- Lisa A. Davies, Andrew Dargue, John R. Dean, Michael E. Deary (2015): Use of 24kHz ultrasound to improve sulfate precipitation from wastewater. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 23, 2015.
Tez-tez soruşulan suallar
Bioqaz istehsalı üçün tullantıların və çamurun təmizlənməsi nədir?
Bioqaz istehsalı üçün tullantıların və şlamın emalı nəzarət olunan mühitlərdə kənd təsərrüfatı tullantıları, kanalizasiya şlamları və qida tullantıları kimi üzvi materialların anaerobik həzmini əhatə edir. Bu proses zamanı mikroorqanizmlər oksigen olmadıqda üzvi maddələri parçalayaraq bioqaz – ilk növbədə metan və karbon qazından ibarət qarışıq əmələ gətirir. Bu bioqazdan bərpa olunan enerji mənbəyi kimi istifadə oluna bilər. Müalicə prosesi həmçinin, tullantıların idarə olunması təcrübələrinin davamlılığını artıraraq, gübrə kimi istifadə edilə bilən həzm kimi tanınan qida ilə zəngin əlavə məhsulla nəticələnir.
Palçıqdan fosforun təkrar emalı nədir?
Palçıqdan fosforun təkrar emalı, tez-tez çirkab su təmizləyici qurğularda emal edilən kanalizasiya çamurundan əsas qida maddəsi olan fosforun bərpasını nəzərdə tutur. Bu prosesdə mikroorqanizmlərin hüceyrə divarlarını pozan və üzvi materialdan fosforun ayrılmasını gücləndirən çamura yüksək tezlikli səs dalğaları tətbiq etməklə sonikasiyadan istifadə olunur. Bu, fosforun bərpasının səmərəliliyini artırır, onu sonrakı hasilat və təmizlənmə üçün daha əlçatan edir və nəticədə fosforun kənd təsərrüfatında davamlı təkrar istifadəsinə töhfə verir. Sonication haqqında daha çox oxuyun, çamurdan fosforun bərpasını artırır!