Bələdiyyə çirkab sularından fosforun bərpası üçün müxtəlif həllər

Fosfor təbii ehtiyatı sürətlə azalan kritik bir mineraldır. Nəticə etibarı ilə, Almaniya hökuməti 2029-cu ildən fosforun böyük ölçüdə kanalizasiya çamurundan çıxarılmasına dair fərman qəbul etdi. Güc ultrasəsinin həyata keçirilməsi bələdiyyə kanalizasiya çamurundan fosforun bərpasını intensivləşdirmək üçün müxtəlif variantlar açır.

Kanalizasiya lil təmizləyici qurğular və fosforun təkrar emalı

Fosfor incə kimya və əczaçılıq sənayesində gübrə və xammal kimi geniş istifadə olunan mühüm elementdir. Sürətlə azalan mövcud resurslarına görə, Almaniya hökuməti bütün məişət tullantı su təmizləyici qurğularının bələdiyyə kanalizasiya lillərindən fosforun çıxarılması üçün ölçmələr qurmalı olduğu qanunu tətbiq etmişdir. Yüksək performanslı ultrasəsin həyata keçirilməsi fosforun bərpasının səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artıran müxtəlif müalicə variantları təklif edir.

Tullantı su zavodları lilin yaxşı həzm edilməsi və fosfor kimi qida maddələrinin bərpası üçün ultrasəsdən istifadə edir.

Təkmilləşdirilmiş fosforun bərpası üçün ultrasəs kanalizasiya çamurunun parçalanması

Kanalizasiya çamurunda biokütlənin parçalanmasını yaxşılaşdırmaq üçün güclü ultrasəs dalğaları ilə kanalizasiya lillərinin şüalanması aydın şəkildə nümayiş etdirilmişdir. Çoxsaylı tədqiqat işləri ultrasəs tullantılarının aktivləşdirilmiş lil müalicəsinin faydalarını göstərdi və müxtəlif sənaye ultrasəs sistemləri Almaniyada bələdiyyə tullantı sularının təmizlənməsi zavodlarında işləyir.
Kanalizasiya çamurunda substratların ultrasəslə əvvəlcədən təmizlənməsi anaerob həzm prosesləri üçün bir sıra faydalı təsirlərə malikdir. Bu üstünlüklərə hissəcik ölçüsünü azaltmaq, hidroliz sürətini artırmaq və hidravlik saxlama müddətini qısaltmaq daxildir.
Yüksək intensivlikli / aşağı tezlikli ultrasəs dalğalarının yaratdığı kavitasiya kəsmə qüvvələri lil flok morfologiyasının və lilin mikrobial strukturunun parçalanmasına səbəb olur.
The research team of Nguyen demonstrated in their studies “that the application of ultrasound is very effective in reducing the particle size of biomass, achieving a reduction to an average particle size of >78.78% proportional to the length of time and intensity of ultrasonic irradiation exposure. This indicated that the sludge particles disintegrated and sludge particle size decreased, based on an inverse relationship between the sonication time and floc particle size. The application was highly effective, despite the fact that sludge floc observations before treatment revealed that the sludge flocs were dense and highly compact, composed of many sub-compartments with compact cores, cell clusters, bacterial colonies, protozoa, and filamentous bacteria, among other factors. Analysis of the effluent shows that the ultrasonic process significantly disintegrated the structural integrity of sludge flocs of all sizes. Floc pieces were reduced to as little as ≤6.5 μm under optimal treatment conditions, and were dissolved in the sludge slurry after 5–10 min of ultrasonic treatment with a low ultrasound frequency of 20 kHz.” (Nguyen et al., 2015)
Səmərəli şəkildə parçalanmış kanalizasiya lili, yəni sonik lil, biokütlədən və gelə bənzər fraksiyalardan, həmçinin sudan fosforla zəngin fraksiyaları çıxarmağa imkan verən əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirilmiş ayırma xüsusiyyətləri göstərir. Ultrasonik kavitasiya kanalizasiya çamurunda biokütlənin hüceyrə strukturlarını pozur və (i) selülozla zəngin liflər, (ii) qida ilə zəngin bir gel və (iii) asanlıqla fermentləşən mayenin üç fraksiyasına bölünməsini asanlaşdırır. Şlamın bu üç hissəsi əlavə emal edilə bilər, məsələn, fosforun bərpası, ağır metalların çıxarılması və s.

Fosforun ultrasəslə intensivləşmiş yaş-kimyəvi yağıntıları

Ultrasonication mineralların, hissəciklərin və kristalların səliqəli və effektiv çökdürülməsi üçün kimyada uzun müddət istifadə edilən tanınmış bir texnikadır. Kanalizasiya çamurundan fosforun çıxarılması üçün struvitin çökməsini təşviq etmək və sürətləndirmək üçün sonikasiya tətbiq olunur. Struvit (maqnezium ammonium fosfat) NH formulu olan bir fosfat mineralıdır.₄MgPO₄·6H₂ Tullantı çamurundan bağlanmış formada fosforu çıxarmaq üçün sadə bir həll təklif edən O.
Struvit kristallaşması/çökmə prosesi zamanı ionlar PO₄^3-, NH₄⁺, və Mg²⁺ reaksiya tarazlığa çatana qədər struvit çöküntüsü səbəbindən maye fazadan çıxarılır.

Donuz tullantılarından çökən struvit kristalları.
(şəkil və araşdırma: ©Kim et al. 2017)

Ultrasonikasiya, struvit yağıntısı prosesindən əvvəl çamurun ilkin təmizlənməsi kimi tətbiq edildikdə, ultrasəslə səbəb olan kavitasiya kristal böyüməsi üçün aktiv səth sahəsini təmin edən molekulyar səviyyədə hərtərəfli qarışdırma təmin edir. Hüceyrədənkənar və hüceyrədaxili maddələrin həll olunma sürətinin artması, NH-nin bioavailliyini artırmaqla struvit çöküntülərinə daha çox fayda verir.₄⁺ və PO₄^3- ionları. Sonikasiya müalicəsi ultrasəs kavitasiyasının səbəb olduğu şlam vasitəsilə asanlaşdırılmış kütləvi köçürmə ilə nəticələnir.
Sonikasiya həmçinin hidrotermal karbonlaşma mayesinə də tətbiq oluna bilər, burada fosfor ultrasəs yardımı ilə ekstraksiya və çöküntü vasitəsilə hidrotermal karbonlaşma məhlulundan struvit kimi təkrar emal edilir.
Kanalizasiya çamurundan fosforun çıxarılması üçün geniş miqyaslı struvit yağıntıları haqqında daha çox oxuyun!

Kanalizasiya çamurundan fosforun ayrılması üçün Sono-Fenton

Gong və başqalarının tədqiqi. (2015) kombinə edilmiş ultrasəs-Fenton (həmçinin sono-Fenton kimi tanınır) kanalizasiya çamurunun parçalanması üçün ilkin müalicənin səmərəliliyini nümayiş etdirdi. Ultrasəs-Fenton müalicəsinin tətbiqi karbon, azot və fosforun buraxılmasını əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. Sono-Fenton müalicəsi tək Fenton müalicəsi ilə müqayisədə ümumi azot (N) və fosforu (P) müvafiq olaraq 1,7 və 2,2 dəfə artırdı. Sono-Fenton müalicəsindən sonra lil skan edən elektron mikroskopiyaya əsaslanan xeyli incə hissəcik ölçüsü və daha boş mikrostruktur nümayiş etdirdi. Elektron spin rezonansından istifadə etməklə, ən yüksək OH• siqnal intensivliyi Fenton müalicəsi ilə 568,7-dən sono-Fenton müalicəsindən sonra 1106,3-ə yüksəldi. Bu, sono-Fenton müalicəsinin lilin parçalanmasına səbəb olduğunu və üzvi karbonun, azotun və fosforun ayrılmasını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırdığını nümayiş etdirdi.

Ultrasəslə Gücləndirilmiş Mikrob Yanacaq Hüceyrələri

Kanalizasiya çamurunun ultrasəslə əvvəlcədən təmizlənməsi palçıq matrisindən müxtəlif üzvi birləşmələrin həll edilməsinə kömək edir ki, bu da sonradan mikrob elektrohidrogenezini sürətləndirir.
More və Ghangrekar (2010) mikrob yanacaq hüceyrələrinə sonikasiyadan əvvəl müalicənin faydalı təsirlərini gücləndirilmiş enzimatik fəaliyyətlərə və ultrasəs sonoporasiyası ilə çamur floklarının daxili təbəqələrindən xarici təbəqələrə buraxılan hüceyrədənkənar zülalların, polisaxaridlərin və fermentlərin mövcudluğuna kömək edir. hüceyrənin pozulması, nəticədə substratdan istifadənin səmərəliliyi artır. Mikrob yanacaq hüceyrələrindən elektrik enerjisinin yığılmasını yaxşılaşdırmaq üçün bakteriyaların hüceyrədənkənar bərk maddəyə elektron ötürmə qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq lazımdır. Bu hüceyrədənkənar elektron ötürülməsi ya hüceyrə səthi ilə bərk səth arasında birbaşa təmasda, ya da dolayısı ilə ekzogen və endogen vasitəçilər vasitəsilə baş verə bilər. Bakteriya və elektrod səthi arasında birbaşa elektron ötürülməsi üçün elektron hüceyrənin xarici membranına çatmalıdır. Bu fenomen xüsusi təchiz edilmiş enerji adekvat olduqda inokuluma verilən ultrasəslə əvvəlcədən müalicə nəticəsində baş vermiş ola bilər; beləliklə, daha yüksək Coulomb səmərəliliyinə üstünlük verilir.
Ultrasəslə gücləndirilmiş mikrobial elektroliz prosesi çamurun təmizlənməsi üçün sonrakı fermentasiya prosesləri ilə birləşdirilə bilər.

Sono-elektrokimyəvi çirkab sularının lil müalicəsi

Elektrokoaqulyasiya sadə bir prosesdir, tullantı sularına asanlıqla tətbiq oluna bilər və böyük həcmdə səmərəli və sərfəli müalicəyə imkan verir. Ultrasonikasiya elektrodlardan passivləşdirici təbəqələrin əmələ gəlməsinin qarşısını alaraq elektrokoaqulyasiya proseslərinin əsas çatışmazlığını aradan qaldırmağa kömək edir. Zamanla elektrod səthində əmələ gələn passiv plyonkalar elektrokoaqulyasiya sistemlərinin səmərəliliyini kəskin şəkildə azaldır və ultrasəs əməliyyat zamanı bu passivləşdirici təbəqələri davamlı olaraq çıxarmaq üçün asan bir üsuldur, eyni zamanda sonikasiya elektrokoaqulyasiya sistemlərinin dövriyyəsini artırır. Elektrod səthində əmələ gələn çöküntüləri parçalayan ultrasəs dalğaları kavitasiya fenomeni zamanı məhlulun içərisində yüksək təzyiq nöqtələri yaradaraq, çirkləndiriciləri çıxarmaq üçün yüksək miqdarda radikal növlər yaradır. Elektrokoaqulyasiyanı ultrasəslə birləşdirərək, elektrodda kavitasiya və ya mikro axınla yeni səthlərin yaranması səbəbindən, paylayıcı təbəqənin qalınlığının azalması kütlə ötürülmə sürətlərinin artması ilə daha da pisləşir. Sono-elektrokoaqulyasiya elektrokoaqulyasiya ilə müqayisədə koaqulyant formalaşmasının miqdarını artırır və flokulyasiya həddindən artıq qarışdırma və sərbəst radikal formalaşması ilə oksidləşmə ilə gücləndirilir; bu səbəbdən ən qısa müddətdə istənilən məhsuldarlığa çatmaq mümkündür.
(Moradi və başqaları, 2021)

Sonoelektrokimya və sonoelektrokoaqulyasiyanın üstünlükləri

“Sonoelektrokimya elektrokimyəvi sistemdə ultrasəs enerjisinin birləşməsidir ki, bu da elektrod səthində qaz qabarcıqlarının çıxarılması, məhlulun deqazasiyası, Nernst diffuziya qatının pozulması, ikiqat təbəqə vasitəsilə elektroaktiv növlərin kütləvi daşınmasının gücləndirilməsi və bir sıra üstünlüklər təklif edir. elektrod səthinin aktivləşdirilməsi və təmizlənməsi. Elektrokimyadakı bu üstünlüklər prosesin səmərəliliyinin artmasına (elektrod və cərəyan səmərəliliyi), elektrokimyəvi sürətlərin və məhsuldarlığın artmasına, hüceyrə gərginliklərinin və elektrodların həddindən artıq potensialının azalmasına, sərtlik, keyfiyyət, məsaməlilik və qalınlıq baxımından elektrodepozit edilmiş materialların yaxşılaşdırılmasına və elektrodların çirklənməsinin qarşısının alınmasına və elektrod səthində deqazasiya.” (Foroughi və başqaları, 2021)
Sono-elektrokimyəvi avadanlıq və onun tətbiqləri haqqında daha çox oxuyun!

Kanalizasiya palçıqlarının təmizlənməsi üçün sənaye ultrasəs sistemləri

Hielscher Ultrasonics yüksək performanslı sistemləri tullantı suları və kanalizasiya lil təmizləyici qurğularda etibarlı iş atıdır. Hielscher ultrasəs sistemləri intensiv akustik kavitasiya yaradan 20kHz-də yüksək güclü ultrasəs verir. Yüksək güclü ultrasəs müalicəmizin təsirlərinə hüceyrənin pozulması və parçalanması, yüksək kütlə ötürülməsi, dezinfeksiya, polimerlərin parçalanması, fermentlərin sərbəst buraxılması və çamurun homogenləşməsi daxildir. Yüksək intensivlikli sonikasiya oksidləşdirici radikalların əmələ gəlməsi və nüvələşmə yerlərinin artması ilə müalicənin effektivliyini artırır, daha yaxşı laxtalanma və flokulyasiyanı təmin edir. Bu intensiv ultrasəs kavitasiya qüvvələrinin etibarlı və davamlı nəsli və onun təsirləri kanalizasiya çamurundan enerji və qida məhsulunu yaxşılaşdırmaq üçün müxtəlif tətbiqlər üçün güclü ultrasəs prosessorlarımızı inteqrasiya etməyə imkan verir.

• Kanalizasiya çamurunun ultrasəslə parçalanması
• Ultrasonik intensivləşdirilmiş anaerob həzm
• Qiymətli qidaların (fosfor, azot, maqnezium, kalsium, kalium və s.) bərpası.
• Ağır metallar kimi çirkləndiricilərin çıxarılması

Müxtəlif ölçülərdə axın reaktorları olan ultrasəs prosessorları təklif edən Hielscher Ultrasonics kanalizasiya lil qurğunuz üçün ideal ultrasəs tullantıları və lil təmizləmə sistemlərinə malikdir.
Modul dizaynı paralel olaraq bir neçə ultrasəs qurğusunun sadə quraşdırılmasına imkan verir ki, bu da istənilən həcmin etibarlı və səmərəli işlənməsini mümkün edir.
Hielscher yüksək güclü / yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs sistemləri kanalizasiya çamurunda biokütlənin müalicəsində səmərəliliyi və məhsuldarlığı artırır.
Bütün ultrasəs cihazlarımız yerində təmizləmə (CIP) xüsusiyyətinə malikdir.
Tələb olunan müalicələr üçün uyğundur: Kanalizasiya lilində tez-tez parçalanması çətin olan yüksək selüloz tərkibli lifli materiallar var. Hielscher Ultrasonics’ sənaye ultrasəs prosessorları çox yüksək amplitüdlər verə bilər. 200µm-ə qədər olan amplitüdlər 24/7 əməliyyatda asanlıqla davamlı olaraq işlədilə bilər. Daha yüksək amplitüdlər üçün xüsusi ultrasəs sonotrodları mövcuddur. Belə yüksək amplitüdlər sellülozların, liqnin və digər materialların möhkəm hüceyrə divarlarının hüceyrə quruluşunu pozmaq üçün təsirli bir üsuldur. Axın hüceyrə reaktorlarımızın optimallaşdırılmış dizaynı ideal axın modellərini və qidalanan lilin vahid, səmərəli ultrasəs müalicəsini təmin edir.

Biz Kanalizasiya Şlam Zavodlarının Sistem İnteqratorları və Mühəndisləri ilə işləyirik

Yüksək performanslı ultrasəs modul vahidlərinin istehsalçısı və sistem qurucusu kimi, Hielscher Ultrasonics sistem inteqratorları ilə birlikdə işləyir. Tullantı sularının və kanalizasiya lillərinin təmizlənməsi qurğularının əksər operatorları bu cür təmizləyici qurğuların layihələndirilməsi və avtomatlaşdırılmasında yaxşı təcrübəyə malik sistem inteqratorları ilə işləyirlər. Dizayn mühəndisləri və texniki mühəndislərimizdən ibarət komandamız hədəflənmiş lil həcmi üçün optimal ultrasəs konfiqurasiyasını tövsiyə edir, ətraflı sistem məlumatlarını, CAD çertyojlarını, həmçinin quraşdırma xidməti və əməliyyat təlimini təqdim edir. Bu, kanalizasiya təmizləyici qurğularda yüksək performanslı ultrasəsin inteqrasiyasının konstruktiv və məqsədyönlü şəkildə həyata keçirilməsinə imkan verir. Təkmilləşdirilmiş lil müalicəsi üçün ultrasəs prosessorlarımızı inteqrasiya etmək istəyirsinizsə, bizimlə əlaqə saxlayın!

Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal qabiliyyətinin göstəricisini verir:

Hielscher ultrasəs kanalizasiya lil təmizləmə sistemləri, quraşdırma variantları və texniki məlumatlar haqqında ətraflı məlumat almaq üçün indi bizimlə əlaqə saxlayın!