Kanalizasiya çamurundan ultrasəs fosforun bərpası

  • Təbii fosfor ehtiyatlarının tədarükü qıtlaşdıqca dünya miqyasında fosfor tələbi artır.
  • Kanalizasiya çamuru və kanalizasiya çamur külü fosforla zəngindir və buna görə də fosforun bərpası üçün mənbə kimi istifadə edilə bilər.
  • Ultrasonik kimyəvi kimyəvi emal və yağıntılar fosfatın kanalizasiya çamurundan, həmçinin yandırılmış çamurun külündən təmizlənməsini yaxşılaşdırır və bərpanı xeyli dərəcədə qənaətli edir.

Fosfor

Kanalizasiya çamuru fosforla zəngindir. Ultrasonik hasilat və yağıntı fosforun bərpa prosesini intensivləşdirir.Fosfor (fosfor, P), kənd təsərrüfatında gübrə kimi bir çox sahələrdə çox istifadə olunan, fosforun dəyərli bir əlavəsi olduğu yerlərdə (məsələn, boyalar, camaşırxana yuyucu vasitələr, alov gecikdiriciləri, heyvan yemi). Kanalizasiya çamuru, yandırılan kanalizasiya çamuru külü (İSSA), peyin və süd tullantıları fosforla zəngindir, bu da fosforun son mənbəyi və ətraf mühit baxımından fosforun bərpası üçün bir mənbəyidir.
Maye tullantı sularının axınlarından fosforun bərpası dərəcələri 40-50%, kanalizasiya çamuru və kanalizasiya çamuru külündən bərpa nisbətləri 90% -ə çata bilər. Fosfor bir çox formada çökə bilər, onlardan biri struvitdir (yüksək keyfiyyətli, yavaş buraxan gübrə kimi qiymətləndirilir). Fosforun meliorasiyasını qənaətli etmək üçün bərpa prosesi yaxşılaşdırılmalıdır. Ultrasonication, prosesi sürətləndirən və bərpa olunan mineralların məhsuldarlığını artıran bir prosesi gücləndirən bir üsuldur.

Ultrasonik fosforun bərpası

Sonication, fosforun kanalizasiya çamurundan bərpası zamanı nəm kimyəvi emal və yağışları artırır.Sonikasiya zamanı struvit (maqnezium ammonium fosfat (MAP)), kalsium fosfat, hidroksiapatit (HAP) / kalsium hidroksiapatit, oktakalsium fosfat, trikal kalsium fosfat və diksium fosfat dihidrat kimi dəyərli materiallar tullantı axınlarından bərpa oluna bilər. Ultrasonik müalicə kanalizasiya çamurundan və yandırılmış çamun külündən qiymətli materialların yağıntı və kristallaşmasını (sono-kristallaşmasını) yaxşılaşdırır.
Mono yandırılmış kanalizasiya çamurunda olan fosforun (8-10%), dəmirin (10-15%) və alüminiumun (5-10%) miqdarı kifayət qədər yüksək olsa da, tərkibində qurğuşun, zəhərli ağır metallardan ibarətdir. kadmium, mis və sink.

Bioqaz Anaerob Digester

İnformasiya tələbi




Bizimlə əlaqə saxlayın Gizlilik Siyasəti.


Phopshorusun bərpası – İki addımlı bir proses

    1. turşu çıxarılması

Fosforun bərpasının ilk addımı kükürd turşusu və ya xlor turşusu kimi bir turşudan istifadə edərək kanalizasiya çamurundan və ya yandırılmamış kanalizasiya çamurundan (ISSA) fosforun çıxarılması və ya yuyulmasıdır. Ultrasonik qarışdırma, fosforun tam həll olmasına nail olmaq üçün turşu və ISSA arasındakı kütlə ötürülməsini artıraraq nəm-kimyəvi yeyintiyə kömək edir. Ekstraksiya prosedurunu yaxşılaşdırmaq üçün etilenediaminetetraacetatic turşusu (EDTA) istifadə edərək müalicə əvvəli bir addım istifadə edilə bilər.

    1. Fosforun yağıntısı

Ultrasonik kristallaşma fosfatların yağışını əkin nöqtələrini artıraraq bir kristal meydana gətirmək üçün molekulların adsorbsiyasını və birləşməsini sürətləndirir. Kanalizasiya şlamından və ISSA-dan fosforun ultrasəs yağıntısına, məsələn, maqnezium hidroksid və ammonium hidroksid istifadə etməklə nail olmaq mümkündür. Yaranan çöküntü struvit, maqnezium, ammonium, fosfor və oksigendən ibarətdir.

Struvitin sonokristallaşdırılması

Ultrasonik dağılma, fazalar arasında kütlə ötürülməsini təşviq edir və fosfatlar (məsələn, struvit / MAP) üçün nukleasiya və kristal böyüməsini təşviq edir.
Ultrasonik inline yağışlar və struvitin kristallaşması sənaye miqyasında böyük həcmli ştammların müalicəsinə imkan verir. Böyük bir kanalizasiya çamur axınının emalı məsələsi davamlı bir ultrasəs prosesi ilə həll edilə bilər, bu struvitin kristallaşmasını sürətləndirir və daha kiçik, daha vahid fosfat hissəcikləri istehsal edən kristal ölçüsünü yaxşılaşdırır. Çökmüş hissəciklərin ölçü bölgüsü nukleasiya dərəcəsi və sonrakı kristal artım sürəti ilə müəyyən edilir. Sürətli nukleasiya və maneə törətmiş böyümə kristalli fosfat hissəciklərinin, yəni struvitin sulu bir məhlulda yağıntının əsas amilləridir. Ultrasonication reaktiv ionların homojen bir paylanmasını əldə etmək üçün qarışığı yaxşılaşdıran bir prosesi gücləndirən bir üsuldur.
Ultrasonik yağıntının daha kiçik hissəcik ölçüsü paylaması, daha kiçik kristal ölçüsü, idarə olunan morfoloji və sürətli nüvə nisbətini verməsi məlumdur.

Kanalizasiya çamurundan struvit kristalları çökə bilər. Sonication, bərpa prosesini yaxşılaşdırır.

Donuz axınından çökən struvit kristalları (mənbə: Kim et al. 2017)

Məsələn, PO ilə yaxşı yağış nəticələri əldə edilə bilər3-4 : NH+4 : Mg2 + 1: 3 nisbətində: 4. 8 ilə 10 arasındakı pH aralığı, fosfat P-nin maksimum dərəcədə sərbəst buraxılmasına səbəb olur

Ultrasonication, kalsium fosfat, maqnezium ammonium fosfat (MAP) və hidroksiapatit (HAP), kalsium hidroksiapatit, oktakalsium fosfat, triksium fosfat və diksium fosfat dihidrat kimi dəyərli materialların yağışını təşviq etmək üçün yüksək effektiv bir prosesdir. Kanalizasiya çamurları, peyin və süd tullantıları qida ilə zəngin olan tullantı suları kimi tanınır və bu, ultrasəs köməyi ilə yağışlar vasitəsilə qiymətli materialların istehsalı üçün əlverişlidir.

Struvit kristal əmələ gəlməsi:
mg2 + + NH+4 + HPO2-4 + H2The –> MgNH4PO4 ∙ 6H2O + H+

Hielscher Ultrasonics sonochemical applications üçün yüksək performanslı ultrasonikatorlar istehsal edir.

Laboratoriyadan pilot və sənaye miqyaslı yüksək güclü ultrasonik prosessorlar.

Yuyulma və yağıntı üçün sənaye ultrasəs avadanlığı

Sənaye miqyaslı inline sonication üçün UIP4000hdT axını hüceyrəsiYandırılmış kanalizasiya çamuru külü (ISSA) və kanalizasiya çamurunu sənaye miqyasında təmizləmək üçün yüksək effektiv ultrasəs sistemləri və reaktorlar tələb olunur. Hielscher Ultrasonics yüksək güclü ultrasəs avadanlıqlarının dizaynı və istehsalında ixtisaslaşmışdır – laboratoriya və dəzgahın üst hissəsindən tam sənaye bölmələrinə qədər Hielscher ultrasonikatorları sağlamdır və tələb olunan mühitlərdə tam yük altında 24/7 əməliyyat üçün qurulmuşdur. Müxtəlif həndəsə, sonotrodlar (ultrasəs zondları) və gücləndirici buynuzları olan axın hüceyrə reaktorları kimi aksesuarlar ultrasəs sisteminin proses tələblərinə ən uyğun uyğunlaşmasına imkan yaradır. Böyük həcmli axınları emal etmək üçün, Hielscher 4 kVt, 10 kVt və 16 kVt-lik ultrasəs qurğularını təklif edir, bunlar ultrasəs klasterlərinə paralel olaraq asanlıqla birləşdirilə bilər.
Hielscher-in inkişaf etmiş ultrasonikatorları asan işləmə və proses parametrlərinə dəqiq nəzarət etmək üçün rəqəmsal bir sensor ekranı var.
İstifadəçi dostluğu və asan, təhlükəsiz bir əməliyyat Hielscher ultrasonikatorlarının əsas xüsusiyyətləridir. Uzaqdan brauzer nəzarəti, ultrasəs sisteminin PC, ağıllı telefon və ya planşet vasitəsilə işləməsinə və idarə olunmasına imkan verir.
Aşağıdakı cədvəldə bizim ultrasonicators təxmini emal gücü bir göstəriş verir:

Partiyanın həcmi Axın tövsiyə Cihazlar
10 2000ml üçün 20 400ml / dəq Uf200 ः t, UP400St
0.1 20L üçün 04L / min .2 UIP2000hdT
10 100L üçün 10L 2 / dəq UIP4000hdT
na 10 100L / dəq UIP16000
na daha böyük çoxluq UIP16000

Bizimlə əlaqə saxlayın! Bizdən soruşun!

Daha ətraflı məlumat üçün müraciət edin

Ultrasonik homogenizasiya haqqında əlavə məlumat tələb etmək istəyirsinizsə, aşağıdakı formu istifadə edin. Sizin tələblərinizə cavab verən ultrasəs sistemi təklif etməkdən şadıq.









Xahiş edirik unutmayın Gizlilik Siyasəti.


Ədəbiyyat / Referanslar

  • Dodds, John A .; Espitalier, Fabienne; Louisnard, Olivier; Grossier, Romain; David, Rene; Hassoun, Myriam; Baillon, Fabien; Gatumel, Cendrine; Lyczko, Natali (2007): Ultrasəsin kristallaşma-yağış proseslərinə təsiri: Bəzi nümunələr və yeni ayrılma modeli. Parça və hissəcik sistemlərin xarakteristikası, Wiley-VCH Verlag, 2007, 24 (1), s.18-28
  • Kharbanda, A .; Prasanna, K. (2016): Süd çirkab sularından MAP (Maqnezium Ammonium Fosfat) və HAP (Hydroxyapatite) şəklində qida maddələrinin çıxarılması. Rasayan jurnalı Kimya Vol. 9, № 2; 2016. 215-221.
  • Kim, D .; Jin Min, K .; Li, K .; Yu, MS:; Park, KY (2017): Anaerobik həzm edilmiş donuz çirkab sularının struvit kristallaşması yolu ilə fosforun bərpasına pH, molyar nisbətlərin və əvvəlcədən müalicənin təsiri. Ətraf Mühəndisliyi Tədqiqatları 22 (1), 2017. 12-18.
  • Rəhman, M., Salleh, M., Ahsan, A., Hossain, M., Ra, C. (2014): Struvit kristallaşması yolu ilə çirkab sularından yavaş buraxılan kristal gübrə istehsalı. Ərəb. J. Chem. 7, 139-155.

Müəllif yazıları

Bilmək lazımdır

Ultrasonik yağış necə işləyir?

Ultrasonication nüvə və kristal böyüməsinə təsirli olaraq bilinən bir prosesdir sonokristallaşdırma.
Birincisi, ultrasəsin tətbiqi, bir maye həllindən bərk kristalların meydana gəldiyi nüvə nisbətinə təsir göstərməyə imkan verir. Yüksək güclü ultrasond, maye bir mühitdə vakuum baloncuklarının böyüməsi və yıxılması olan kavitasiya yaradır. Vakuum baloncuklarının partlaması sistemə enerji daxil edir və həddindən artıq sərbəst enerjini azaldır. Beləliklə, əkin nöqtələri və nüvələr yüksək dərəcədə və ən erkən vaxtda başlanır. Kavitasiya qabarcağı və məhlul arasındakı kəsişmədə bir həlledici molekulun yarısı həlledici ilə həll olunur, molekul səthinin digər yarısı kavitasiya baloncuku ilə örtülür, beləliklə də salamatlıq dərəcəsi azalır. Solüsyon molekulunun yenidən həll olunmasının qarşısı alınır, məhluldakı molekulların laxtalanması artır.
İkincisi, sonication kristal böyüməsini təşviq edir. Ultrasonik qarışdırma, molekulların kütləvi ötürülməsi və birləşməsini artıraraq kristalların böyüməsini təşviq edir.
Sonication tərəfindən əldə edilən nəticələr sonication rejimi ilə idarə edilə bilər:
Davamlı sonication:
Çözümün davamlı ultrasəs müalicəsi çoxlu sayda kiçik kristal meydana gəlməsi üçün bir çox nüvə sahəsini meydana gətirir.
Zərbəli sonikasiya:
Pulsed / dövriyyəli soniksiyanın tətbiqi kristal ölçüsünə dəqiq nəzarət etməyə imkan verir
Nüvəni başlamaq üçün sonikasiya:
Ultrasəs yalnız kristallaşma prosesinin başlanğıcında tətbiq edildikdə, sonda çox sayda nüvə əmələ gəlir, daha sonra daha böyük ölçüdə böyüyür.

Kristallaşma zamanı ultrasəs istifadə edərək, kristal quruluşlarının böyümə sürəti, ölçüsü və forması təsirlənə və idarə edilə bilər. Sonikasiyanın müxtəlif variantları sono-kristallaşma proseslərini dəqiq idarə olunan və təkrar edilə bilən hala gətirir.

Ultrasonik çuxurluq

Yüksək intensivlikli bir ultrasəs maye bir mühiti keçdikdə, yüksək təzyiq (sıxılma) və aşağı təzyiqli (nadirfaksiya) dalğaları maye ilə dəyişir. Bir mayenin keçməsi üçün bir ultrasəs dalğası üçün yaranan mənfi təzyiq kifayət qədər böyük olduqda, mayenin molekulları arasındakı məsafə mayenin toxunmaması üçün lazım olan minimum molekulyar məsafəni aşır və sonra maye parçalanır ki, vakuum baloncukları və ya boşluqlar yaranır. . Bu vakuum baloncukları da bilinir çuxurluq Köpük.
Qarışdırma kimi güc ultrasəs tətbiqləri üçün istifadə olunan kavitasiya baloncukları dağılışma, freze, Çıxarılması və s. 10 Wcm-dan yüksək olan ultrasəs intensivliyi altında baş verir2. Kavitasiya baloncukları bir çox akustik aşağı təzyiq / yüksək təzyiq dövründən daha çox enerji ala bilmədikləri bir ölçüyə çatana qədər böyüyürlər. Bir boşluq kabarcıkı maksimum ölçüsünə çatdıqda, bir sıxılma dövrü ərzində şiddətli şəkildə çıxır. Bir keçici boşluq kabarcıkının şiddətli şəkildə çökməsi çox yüksək temperatur və təzyiqlər, çox yüksək təzyiq və temperatur fərqləri və maye reaktivlər kimi həddindən artıq şərait yaradır. Bu qüvvələr ultrasəs tətbiqlərində istifadə edilən kimyəvi və mexaniki təsirlərin mənbəyidir. Çökən hər bir qabarcıq bir neçə min dərəcə temperaturun və min atmosferdən yüksək təzyiqlərin dərhal yaratdığı bir mikroaktoraktor hesab edilə bilər [Suslick et al 1986].

Ultrasonik / akustik kavitasiya hüceyrələrin divizyonu kimi tanınan yüksək güclü qüvvələri yaradır (böyütmək üçün tıklayın!)

Ultrasonik hasilat akustik kavitasiya və onun hidrodinamik kəsmə qüvvələrinə əsaslanır

Fosfor

Fosfor zəruri, bərpa olunmayan bir mənbədir və mütəxəssislər artıq dünyanın vuracağını proqnozlaşdırırlar “fosfor zirvəsi”yəni, tədarükün artan tələbi artıq ödəyə biləcəyi vaxt, təxminən. 20 il. Avropa Komissiyası artıq fosforu kritik xammal kimi təsnif etmişdir.
Kanalizasiya çamuru tez-tez tarlalarda yayılmış gübrə kimi istifadə olunur. Bununla yanaşı, kanalizasiya çamuruna yalnız qiymətli fosfat deyil, zərərli ağır metal və üzvi çirkləndiricilər də daxil olduğu üçün Almaniya kimi bir çox ölkə kanalizasiya çamurundan gübrə kimi istifadə olunmasını qanunla məhdudlaşdırır. Almaniya kimi bir çox ölkədə ağır metallarla çirklənməni ciddi şəkildə məhdudlaşdıran sərt gübrə qaydaları mövcuddur. Fosfor son həddə çatan bir qaynaq olduğundan, 2017-ci ildən Alman kanalizasiya çamurlarının tənzimlənməsi, kanalizasiya zavodu operatorlarından fosfatları təkrar emal etmələrini tələb edir.
Fosfor çirkab sularından, kanalizasiya çamurundan, eləcə də yandırılmış kanalizasiya çamurundan götürülə bilər.

Fosfat

Qeyri-üzvi bir kimyəvi bir fosfat, fosfor turşusunun duzudur. Qeyri-üzvi fosfatlar kənd təsərrüfatında və sənayedə istifadə üçün fosfor almaq üçün minalanır. Üzvi kimyada bir fosfat və ya orqanofosfat fosfor turşusunun esteridir.
Fosfor adını fosfor elementi (kimyəvi simvolu P) ilə qarışdırmayın. İki fərqli şeydir. Azot qrupunun çox balanslı olmayan bir fosforu qeyri-üzvi fosfat süxurlarında çox rast gəlinir.
Üzvi fosfatlar biokimya və biogeokimyada vacibdir.
Fosfat ion PO'nun adıdır43-. Fosfor turşusu, digər tərəfdən, triprotik turşu H3PO3-ün adıdır. Bu 3 H birləşməsidir+ ionları və bir fosfit (PO)33-) ion.
Fosfor P və 15 nömrəli simvolu olan kimyəvi elementdir. Fosfor birləşmələri partlayıcı maddələrdə, sinir agentlərində, sürtünmə kibritlərində, atəşfəşanlıqda, pestisidlərdə, diş pastasında və yuyucu vasitələrdə də geniş istifadə olunur.

struvit

Maqnezium ammonium fosfat (MAP) də deyilən struvit, NH kimyəvi formulu ilə bir fosfat mineraldır.4MgPO4· 6H2O. Struvit ortoromb sistemində ağdan sarımtıl və ya qəhvəyi-ağ rəngli piramidal kristallarda və ya lövhə şəklində kristallaşır. Yumşaq bir mineral olan struvit 1,5 ilə 2 arasında bir Mohs sərtliyinə və aşağı xüsusi çəkisi 1.7-ə malikdir. Neytral və qələvi şəraitdə struvit çətin həll olunur, ancaq turşuda asanlıqla həll oluna bilər. Struvit kristalları çirkab sularında maqnezium, ammonyak və fosfat arasında moldan mola nisbətdə (1: 1: 1) olduqda əmələ gəlir. Hər üç element – maqnezium, ammonyak və fosfat – normal olaraq tullantı sularında olur: əsasən torpaqdan gələn maqnezium, dəniz suyu və içməli su, ammiak çirkab sularındakı karbamiddən parçalanır, qida, sabun və yuyucu maddələrdən çirkab sularına gələn fosfat. Bu üç element mövcud olduqda struvitin daha yüksək pH dəyərlərində, daha yüksək keçiricilikdə, aşağı temperaturda və maqnezium, ammonyak və fosfatın daha yüksək konsentrasiyasında meydana gəlməsi ehtimalı yüksəkdir. Tullantı su axınlarından strosit kimi fosforun alınması və bu qidanın kənd təsərrüfatına gübrə kimi çevrilməsi perspektivlidir.
Struvit, kənd təsərrüfatında istifadə olunan qiymətli yavaş buraxan mineral gübrədir, dənəvər, istifadəsi asan və qoxusu olmayan üstünlüklərə malikdir.