Aeroobik Tullantı Aktiv Çamurunun Həzmində Ultrasonik Müalicə
Yüksək güclü ultrasonikasiya tullantı aktiv çamurunu (WAS) aeroobik həzmöncəsi və ya həzm zamanı parçalayır. Akustik kavitasiya çamur floklarını dağıdır, ekstrasellyular polimerik maddələri pozur və mikroorqanizm hüceyrələrini açır. Bu, əvvəllər qorunan üzvi maddələri aeroobik həzm edici üçün daha əlçatan edir.
Aerobik proses üçün məqsəd bioqaz istehsalını artırmaq deyil. Metan artımı anaerob həzmlə əlaqədardır. Aerob parçalayıcıda müvafiq performans göstəriciləri uçucu-bərk maddələrin məhv edilməsi, oksigen istehlakı, həzm vaxtı, qalıq quru bərk maddələr, susuzlaşdırma və ümumi əməliyyat xərcləridir.
Hielscher sənaye sonikatorları nasoslu WAS xəttinə və ya digester resirkulyasiya dövrəsinə inteqrasiya edir. Ultrasonik axın hüceyrə reaktorları müalicəni müəyyən edilmiş lil axını üzərində cəmləşdirir və prosesi güc, axın, bərk maddələrin konsentrasiyası, təzyiq və temperaturla izləməyə imkan verir. Nəticə, mövcud aerob qazma qurğusunu əvəz etmədən ultrasəs lil parçalanması əlavə edə bilən kompakt retrofitdir.
Qalınlaşdırılmış WAS-ın emalı üçün Hielscher sənaye ultrasəsli inline axın skid
Niyə Tullantı Aktiv Bataqlığın Həzm Edilməsi Çətindir
Tullantı aktiv bataqlıq, aktiv bataqlıq tullantı suyun emalı prosesindən çıxarılan artıq bioloji bərk maddələrdir. O, mikroorqanizmləri, ekstraselulyar polimer maddələri (EPS), tutulan üzvi materialı və inert bərk maddələri ehtiva edir.
İkincil çökdürücüde çökmüş aktiv bataqlıq iki axın üzrə bölünür:
- Qaytarılan aktiv çamur (RAS) aerasiya çəninə tələb olunan biomassa konsentrasiyasını saxlamaq üçün qaytarılır.
- Tullantı aktiv çamur (WAS) maye-təmir prosesindən çıxarılır və sıxlaşdırma, stabilləşdirmə, həzm və ya qurudulma üçün göndərilir.
WAS yüksək nisbətdə mikrob hüceyrə materialı ehtiva edir. Onun bioloji olaraq parçalanabilən üzvi tərkibinin əksəriyyəti hüceyrə divarları ilə əhatə olunub və ya kompakt çamur flokları içərisində bağlıdır. Bu fiziki qorunma təbii hüceyrə lizisi və hidrolizini yavaşladır.
Aerob həzm zamanı oksigen təmin olunur, yeni qida isə az miqdarda mövcuddur. Mikroorqanizmlər endogen nəfəsalma sisteminə daxil olur və saxlanılan materialı, ölü hüceyrələri və digər bioloji parçalana bilən çöküntü komponentlərini istehlak edirlər. Məqsəd çöküntü sabitləşdirmək, qoxu potensialını azaltmaq və suya salınıb atılması lazım olan uçucu bərk maddələrin miqdarını azaltmaqdır.
Həzm sürəti tez-tez substrata çıxışla məhdudlaşır. Həzm aparatında aktiv mikroorqanizmlər və kifayət qədər qalma vaxtı ola bilər, lakin bütöv hüceyrələr və sıx flokların içindəki üzvi maddəyə çatmaq çətindir.
Müalicə olunmamış flokların səsli çöküntü ilə müqayisəsi: Sonikasiya flokları əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.
Tədqiqat və şəkillər: ©Chu və b. 2001
Ultrasəs Kavitasiya Aerob Həzm üçün WAS Açılır
Hielscher sənaye sonikatorları 20kHz-də işləyir və maye və şlam axınlarında intensiv akustik kavitasiya yaradır. Kavitasiya qabarcıqları çöküntü içində əmələ gəlir, böyüyür və çökür. Onların çökməsi floklara, EPS-ə və mikrob hüceyrələrə birbaşa təsir edən güclü lokal kəsilmə qüvvələri yaradır.
Ultrasəs müalicəsi WAS-da üç vacib dəyişiklik yaradır:
Floc Parçalanması
Kavitasiya çöküntü aqregatlarını parçalayır və əvvəllər ekstrasellulyar polimer maddələrlə əhatə olunmuş səthləri üzə çıxarır. Emal olunmuş çöküntü daha kiçik hissəciklər və daha böyük əlçatan səth sahəsi ehtiva edir.
EPS və Hüceyrə Pozulması
Ultrasəs köməyi ilə parçalanma, bərk küldən ibarət flokları parçalayaraq və ilişib qalmış üzvi maddələri sərbəst buraxaraq bələdiyyə tullantılarının aktiv çamurunun aerobik biodeqredasiyasını artırır. Ultrasəs kavitasiyası hüceyrə membranlarını və hüceyrə divarlarını pozur. Zülallar və karbohidratlar eləcə də digər hüceyrədaxili birləşmələr maye fazaya keçirlər.
Artırılmış Biomövcudluq
Aerob mikroorqanizmlər həll olan və incə bölünmüş üzvi materialı bütöv mikroblar və sıx floklardan daha asan yeyə bilirlər. Buna görə də ultrasəs tətbiqi bioloji oksidləşmə mərhələsindən əvvəl liza və hidroliz işlərinin bir hissəsini mexaniki olaraq yerinə yetirir.
Sonikasiya mikrob həzmini daha sürətli və səmərəli etmək üçün kanalizasiya çöküntüsünün qalın qoruyucu matrisini hədəfləyir. Bu, adətən həll olunan kimyəvi oksigen tələbinin (SCOD) artması kimi müşahidə olunur.
Sənaye ultrasəs axını reaktoru WAS həzm üçün yaxşılaşdırılmış proses
Aerob həzm qurğularında sonikasiyanın faydaları
Cavab çöküntü və ultrasəs dozasından asılıdır. Sonikasiya aerob bioloji parçalanmanı artırdıqda, çirkab su təmizləmə qurğusu:
- Mövcud həzm vaxtında daha çox uçucu bərk maddələrin məhv edilməsi
- Qısa müddət ərzində müqayisə edilə bilən çöküntü sabitləşməsi
- Aşağı qalıq quru bərk maddələrin istehsalı
- Mövcud aerob həzm cihazından əlavə effektiv tutum
- Azaldılmış biosolidlərin daşınması və utilizasiyası
- Yüksək bərk maddələrin yükləndiyi dövrlərdə təkmilləşdirilmiş proses sabitliyi
- Flok və hüceyrənin pozulması ilə filamentli orqanizmlərə daha yaxşı nəzarət
Asan Təkmilləşdirmə üçün Inline Hielscher Sonicators
Tam miqyasda, konsentrasiya edilmiş çamur axınının sonikasiya edilməsi aerob qazlaşdırıcının bütün həcmindən daha səmərəlidir. Hielscher ultrasəs axını hüceyrə reaktorları iki praktik konfiqurasiyanı dəstəkləyir.
Yem Xəttinin Ön Müalicəsi OLDU
Ultrasəs sistemi WAS qalınlaşdırıldıqdan sonra və aerob həzmedicidən əvvəl quraşdırılır:
Qatılaşdırılmış OLDU -> yem nasosu -> Hielscher ultrasəs axını hüceyrəsi -> aerob həzm cihazı
Bu quruluş müəyyən edilmiş quru maddə kütlə axını ilə işləyir və spesifik ultrasəs enerji girişini idarə etmək üçün aydın baza təmin edir.
Axın sxemi: Qatlaşdırılmış WAS -> qida nasosu -> Hielscher sənaye onlayn sonikatoru UIP6000hdT -> aerob digester
Digester Təhvil və ya Yan Axın Müalicəsi
Şlamın idarə olunan fraksiyası digesterdən və ya şlam xətindən sonikator vasitəsilə nasos ilə ötürülür və prosesə qaytarılır. Bu konfiqurasiya mövcud qida xəttini dəyişdirmək çətin olduqda və ya yalnız seçilmiş şlam fraksiyasını müalicə etmək lazım olduqda faydalıdır.
Hər iki quruluş nasos, ultrasəs axım hüceyrəsi, izolyasiya klapanları, xidmət bypassı, təzyiq və temperatur ölçmə, nümunə götürmə nöqtələri və proses nəzarətləri ilə kompakt karkas kimi quraşdırıla bilər. Mövcud çürütmə qabı dəyişməz qalır.
Bu, ultrasəs müalicəsini mövcud tullantı su təmizləyici qurğularını təkmilləşdirmək üçün xüsusilə uyğun edir. Ultrasəs karkası nasoslu xəttə quraşdırıla bilər, müstəqil işləyə bilər və baxış və ya texniki xidmət zamanı bypass edilə bilər.
Açıq Havalanma Qalıqlarının Ayrılmasını Güclü Ultrasəs ilə Təkmilləşdirin!
Hielscher sənaye sonikatorları yüksək güclü ultrasəsin mövcud WAS emal xəttinə inteqrasiyası üçün kompakt və miqyaslana bilən bir üsul təqdim edir. Xətt üzrə axın-xüceyrə emalı slüc axınına ultrasəs enerjisini cəmləşdirir, təkrarolunan dozaj nəzarətini dəstəkləyir və etibarlı 24/7 ağır rejimli əməliyyat üçün layihələndirilə bilər.
Dizayn, İstehsalat və Konsaltinq – Keyfiyyətli Almaniya istehsalı
Hielscher ultrasəs cihazları ən yüksək keyfiyyət və dizayn standartları ilə tanınır. Sağlamlıq və asan əməliyyat ultrasəs aparatlarımızın sənaye obyektlərinə rahat inteqrasiyasına imkan verir. Kobud şərtlər və tələbkar mühitlər Hielscher ultrasəs cihazları tərəfindən asanlıqla idarə olunur.
Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikatlı bir şirkətdir və ən müasir texnologiya və istifadəçi dostu olan yüksək performanslı ultrasəs cihazlarına xüsusi diqqət yetirir. Əlbəttə ki, Hielscher ultrasəs cihazları CE-yə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərinə cavab verir.
Hielscher Ultrasonics, laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında qarışdırma tətbiqləri, dispersiya, emulsiya və ekstraksiya üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.
Tez-tez soruşulan suallar
Ultrasəs müalicəsi aeroob digesterdə daha çox biogaz istehsal edirmi?
Xeyr. Artan metan və ya biogaz istehsalı anaerob həzm faydasıdır. Aerob həzm üçün ultrasəs müalicəsi VS məhv edilməsi, oksigen istehlakı, həzm müddəti, qalıq quru maddələr, suyun çıxarılma qabiliyyəti və ümumi xərclər əsasında qiymətləndirilməlidir.
Ultrasəs sistemi harada quraşdırılır?
Sistem adətən WAS sıxlaşdırılmasından sonra və aerob həzm cihazından əvvəl xətt boyunca quraşdırılır. Həmçinin, idarə olunan yan axın və ya həzm cihazının geri dövrü dövrəsində də işləyə bilər. Xidmət bypass yolu xidmət zamanı çirkabın daşınmasına imkan verir.
Niyə 20 kHz-lik sənaye sonikatorundan istifadə olunur?
Aşağı tezlikli, yüksək güclü ultrasəs intensiv kavitasiya və mexaniki kəsilmə yaradır. Bu, çirkab lövhəciklərini parçalamaq, EPS-i pozmaq və maye-qatı axınlarda mikrob hüceyrələrini açmaq üçün effektivdir.
Bir Hielscher sonikatoru davamlı işləyə bilərmi?
Bəli. Hielscher sənaye hdT sonikator xətti davamlı ağır iş rejimi üçün nəzərdə tutulub və davamlılığı ilə tanınır. Axın-hüceyrə reaktorları kontrollu xətt üzrə və ya dövrü emal imkanlarını təmin edir, avtomatik məlumat qeydi isə prosesin monitorinqini və təkrarolunmasını dəstəkləyir.
Ultrasonik çirkab sistemi üçün hansı məlumatlar tələb olunur?
Əsas daxilolmalar WAS axını, TS və VS konsentrasiyası, çirkabın viskozluğu, hədəf spesifik enerji, tələb olunan müalicə effekti, iş saatları və mövcud təzyiqdir. Tam miqyaslı ölçüləşdirmədən əvvəl faydalı dozanı müəyyən etmək üçün pilot sınaqları tövsiyə olunur.
Sonikasiyanın çirkab suyunu çıxarması yaxşılaşdırılırmı?
Nəticə çamurun xüsusiyyətlərindən və dozasından asılıdır. Orta səviyyəli müalicə bərk maddələr prosesini yaxşılaşdıra bilər, həddindən artıq parçalanma isə tutma və ya kek bərk maddələrini pozan incə hissəciklər və həll olunan polimerlər yarada bilər. Bu səbəbdən suyun azaldılması sınaqları prosesin optimallaşdırılmasının vacib bir hissəsidir.
Ultrasonik WAS həzmi haqqında elmi araşdırmalar nə deyir?
Laboratoriya araşdırmaları WAS-in əlçatanlığını və aerobik bioloji parçalanabilməsini artırmaq üçün ultrasəsin istifadəsini dəstəkləyir.
Aerobik həzm öncəsi birləşdirilmiş alkalin və ultrasəs ilə əvvəlcədən işlənmənin araşdırıldığı bir tədqiqatda, eyni həzm müddətində üzvi maddələrin parçalanması müalicə olunmamış çöküntü üçün 38.0%, ultrasəs ilə əvvəlcədən işlənmiş çöküntü üçün isə 42.5% olaraq bildirildi. Birləşmiş alkalin və ultrasəs ilə əvvəlcədən işləmə parçalanmanı 50.7%-ə qədər artırdı. Nəticə göstərir ki, yalnız ultrasəs aerobik parçalanmanı yaxşılaşdıra bilər, həmçinin göstərir ki, əldə edilə bilən yaxşılaşma əvvəlcədən işləmə strategiyasından və çöküntü xüsusiyyətlərindən asılıdır. (bax. Jin və digərləri, 2009)
Bələdiyyə WAS-nin başqa bir tədqiqatı ultrasəs ilə dəstəklənmiş bakterial disinteqrasiya sonrası çöküntünün həllolma və aerobik bioparçalanma qabiliyyətinin artdığını bildirmişdir. Əvvəlcədən işlənmiş çöküntü müalicə olunmamış qarşılıqlı nəzarətli nümunəyə nisbətən daha yüksək bioparçalanma və ya çürümə sürəti göstərdi. (bax. Kavitha və digərləri, 2016)
Sonikasiyanın digər şlam proseslərini dəstəkləməsi mümkündür?
Bəli. Sonikasiya, flokları, EPS və mikrob hüceyrələrini parçalayaraq bir neçə şlam emalı prosesini dəstəkləyir:
Anaerob həzm/Bioqaz istehsalı: hidrolizi sürətləndirir, həll olunan COD səviyyəsini artırır və VS məhvini və metan çıxımını yaxşılaşdıra bilər.
Fosforun bərpası: hüceyrəyə bağlı və üzvi fosforu maye fazaya buraxır, sonrakı struvit və ya vivianit çöküntüsü üçün əlçatanlığı artırır; ultrasəs həmçinin şlam külündən fosforu çıxarılmasını gücləndirə bilər.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Jin Y., Li H., Mahar R.B., Wang Z., Nie Y. (2009): Combined alkaline and ultrasonic pretreatment of sludge before aerobic digestion. Journal of Environmental Science 2009;21(3):279-284.
- Kavitha S., Jessin Brindha G.M., Sally Gloriana A., Rajashankar K., Yeom I.T., Rajesh Banu J. (2016): Enhancement of aerobic biodegradability potential of municipal waste activated sludge by ultrasonic aided bacterial disintegration. Bioresource Technology 2016 Jan;200:161-169.
- C. M. Braguglia, G. Mininni, A. Gianico (2008): Is sonication effective to improve biogas production and solids reduction in excess sludge digestion? Water Science Technology 1 March 2008; 57 (4): 479–483.
Hielscher Ultrasonics yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir laboratoriya üçün sənaye ölçüsü.