Различни решения за възстановяване на фосфора от общинска утайка от канализация

Фосфорът е минерал от критичен ресурс, който естественото снабдяване бързо се снишава. Следователно германското правителство приема с постановление, че от 2029 г. фосфорът трябва до голяма степен да бъде възстановен от утайки от канализация. Внедряването на мощност ултразвук отваря различни възможности за активизира възстановяването на фосфора от общински канализационни утайки.

Пречиствателни станции и рециклиране на фосфорни утайки

Утайките от канализация са богати на фосфор. Предлагат се различни опции за ултразвуково лечение, за да се засили възстановяването на фосфора от утайките от канализацията.Фосфорът е критичен елемент, широко използван като тор и суровина в фината химическа и фармацевтична промишленост. Поради бързо свиващите се налични ресурси, германското правителство е приложило закон, чрез който цялата общинска пречиствателна станция за отпадъчни води трябва да установи измерване за възстановяване на фосфора от общинската утайка от канализация. Внедряването на високоефективен ултразвук предлага различни възможности за лечение, които повишават ефективността на възстановяването на фосфора значително.

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Ултразвукова система с висока мощност за инлайн обработка на отпадъчни води и утайки от канализация. Ултразвукът насърчава разпадането на биомасата за по-добро анаеробно храносмилане на утайките и възстановяване на хранителните вещества (напр., фосфор, азот, магнезий, калий, калций и др.)

Лечението с утайки в канализацията се възползва силно от прилагането на ултразвук: Sonication подобрява разпадането и възстановяването на хранителните вещества (напр., фосфор)

Пречиствателните станции за отпадъчни води и отпадни утайки използват ултразвук за подобрено храносмилане на утайките и оползотворяване на хранителните вещества (напр. фосфор)

Инсталациите за отпадъчни води използват ултразвук за подобрено храносмилане на утайките и възстановяване на хранителни вещества като фосфор.

Ултразвукова утайка от канализация разпадане за подобрено възстановяване на фосфора

Облъчващата утайка от канализация с мощни ултразвукови вълни е ясно доказана, за да се подобри разпадането на биомасата в утайките от канализацията. Многобройни изследвания изследвания са показали ползите от ултразвукови отпадъци активирани утайки третиране и различни промишлени ултразвукови системи се изпълняват в общински инсталации за пречистване на отпадъчни води в Германия.
Ултразвуковото предварително третиране на субстрати в утайките от канализацията има няколко полезни ефекти за анаеробни процеси на храносмилане. Тези ползи включват намаляване на размера на частиците, увеличаване на скоростта на хидролиза, и съкращаване на хидравлично време за задържане.
Кавитационните сили на срязване, генерирани от високоинтензивни / нискочестотни ултразвукови вълни, причиняват раздялата на морфологията на утайката floc и микробната структура на утайките.
Изследователският екип на Nguyen демонстрира в проучванията си ", че прилагането на ултразвук е много ефективно за намаляване на размера на частиците на биомасата, постигане на намаляване до среден размер на частиците от >78.78% пропорционално на продължителността на времето и интензивността на ултразвуковото облъчване експозиция. Това посочи, че частиците утайки се разпадат и размерът на частиците от утайките намалява, въз основа на обратна връзка между времето на ултразвук и размера на частиците floc. Заявлението е високо ефективно, въпреки факта, че утайка floc наблюдения преди лечението разкри, че утайки флоци са гъсти и силно компактни, съставени от много под отделения с компактни ядра, клетъчни клъстери, бактериални колонии, протозои, и нишкова бактерии, наред с други фактори. Анализът на оттока показва, че ултразвуковият процес значително е разпаднала структурната цялост на утайки флоци от всички размери. Парчетата Floc бяха намалени до ≤6,5 μm при оптимални условия на третиране, и бяха разтворени в утайката след 5– 10 мин ултразвуково лечение с ниска честота на ултразвук от 20 kHz." (Nguyen et al., 2015)
Ефикасно разпадна утайка от канализация, т.е. ултразвукова утайка, показва значително подобрени свойства за разделяне, позволяващи да се отстранят богатите на фосфор фракции от биомаса и гел-подобни фракции, както и вода. Ултразвуковата кавитация нарушава клетъчните структури на биомасата в утайките от канализация и улеснява последващото фракциониране в три фракции от (i) богати на целулоза влакна, (ii) богат на хранителни вещества гел, и (iii) течност, която е лесно ферментируема. Тези три фракции от утайката могат да бъдат допълнително обработени, например възстановяване на фосфора, отстраняване на тежки метали и др.

Предимства на ултразвуковата отводна утайка лечение

  • Подобрено анаеробно храносмилане
  • По-малък размер на частиците от парчета floc
  • Подобрено възстановяване на фосфор, минерали и (тежки) метали
  • Алтернатива без химикали на конвенционалната адсорбция

Ултразвуково засилени Мокрено-химически валежи на Фосфорен

Ultrasonication е добре позната техника, използвана от дълго време в химията за siccessful и ефикасно утаяване на минерали, частици и кристали. За възстановяването на фосфора от утайки от канализация се прилага ултразвук с цел насърчаване и ускоряване на утаяването на струвит. Струвит (магнезиев амониев фосфат) е фосфатен минерал с формула NH4На4· 6H2 O, който предлага просто решение за отстраняване на фосфора в обвързана форма от отпадъчни утайки.
По време на процеса на струвитна кристализация /утаяване йоните PO43-, NH4+, и Mg2 + се отстраняват от течната фаза поради утаяване на струвит, докато реакцията достигне равновесието.

Струвитните кристали могат да бъдат утаени от утайки от канализация. Sonication подобрява процеса на възстановяване. Sonication насърчава процеса на утаяване и прави възстановяването на фосфора, свързан в струвит значително по-ефективно.

Струвитни кристали, утаени от оттоци от свине.
(картина и проучване: ©Ким и др. 2017 г.)

Когато ултразвуковата обработка се прилага като утайка предварителна обработка преди процеса на утаяване на струвит, ултразвуково индуцираната кавитация осигурява тоуро смесване на молекулно ниво, осигуряващо активна повърхност за растеж на кристали. Увеличаване на скоростта на разтворимост на извънклетъчни и вътреклетъчни вещества, допълнително е от полза за утаяването на струвит чрез увеличаване на бионаличността на NH4+ и ОП43- Йони. Лечението с ултразвук води до улеснен масов трансфер през течен тор, който е причинен от ултразвукова кавитация.
Sonication може да се прилага и за хидротермална карбонизация ликьор, където фосфорът се рециклира като струвит от хидротермалната карбонизация ликьор чрез ултразвуково подпомагана екстракция и утаяване.
Прочетете повече за мащабни струвитни валежи за възстановяване на фосфора от утайки от канализация!

Ултразвукова поточна клетка с 4x 4kW мощност-ултразвук за пречистване на утайки от канализацията като подобрена деинтеграция и възстановяване на фосфора.

Промишлена ултразвукова система за голям мащаб пречистване на утайки от канализация в режим на непрекъснат поток.

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Соно-Фентън за освобождаване на фосфора от утайки от канализация

Изследването на Gong et al. (2015) демонстрира ефективността на комбиниран ултразвук–Фентън (известен също като соно-Фентън) предварително лечение за разпадане на утайки от канализация. Прилагането на ултразвука–Лечението с Fenton значително увеличи отделянето на въглерод, азот и фосфор. Лечението със соно-Фентон увеличава общия азот (N) и фосфора (P) съответно с 1,7- и 2,2 пъти, в сравнение само с лечението с Fenton. След лечението със соно-Фентон утайките показаха значително по-фин размер на частиците и по-хлабина микроструктура, базирана на сканираща електронна микроскопия. Използвайки резонанс на електронно завъртане, най-високата OH• интензивност на сигнала се увеличава от 568,7 чрез лечението с Fenton до 1106,3 след лечението със соно-Фентън. Това показа, че лечението със соно-Фентон предизвиква разпадане на утайките и подобрява отделянето на органичен въглерод, азот и фосфор значително.

Ултразвуково засилени микробни горивни клетки

Ултразвуковото предварително третиране на утайките от канализацията насърчава разтворимостта на различни органични съединения от матрицата на утайките, което впоследствие ускорява микробната електрохидрогенеза.
More и Ghangrekar (2010) допринасят полезните ефекти на ултразвуковата предварителна обработка върху микробните горивни клетки за засилени ензимни дейности и наличието на извънклетъчни протеини, Полизахариди и ензими, които се освобождават от вътрешните слоеве флоци от утайки до следващите слоеве чрез ултразвукова сонопорация и прекъсване на клетките, което води до подобрена ефективност на използване на субстрата. За подобряване на добива на електроенергия от микробните горивни клетки е необходимо подобрение на способността за пренос на електрони на бактериите към извънклетъчно твърдо вещество. Този извънклетъчен електронен трансфер може да възникне или при пряк контакт между клетъчната повърхност и твърдата повърхност, или косвено чрез така наречените екзогенни и ендогенни медиатори. За директен пренос на електрон между бактериите и електродната повърхност, електронът трябва да достигне външната мембрана на клетката. Това явление може да е настъпило поради ултразвукова предварителна обработка, дадена на инокуланта, когато специфичната доставена енергия е била адекватна; оттук, благоприятствайки по-високата ефективност на Coulombic.
Ултразвуково засилен микробен електролиза процес би могъл да се комбинира с последващи ферментационни процеси за лечение на утайки.

Соно-електрохимична обработка на утайки от канализация

Соноелектрохимично оборудване за широкомащабно възстановяване на фосфора от утайки от канализацияЕлектрокоагулацията е прост процес, който лесно може да се прилага върху отпадъчните води и позволява третирането на големи обеми ефективно и рентабилно. Ultrasonication помага да се преодолее основният недостатък на електрокоагулационните процеси чрез предотвратяване на образуването на пасивиращи слоеве от електродите. Пасивните филми, образуващи се на електродната повърхност с течение на времето, драстично намаляват ефективността на електрокоагулационните системи и ултразвука е лицев метод за отстраняване на тези пасивиращи слоеве непрекъснато по време на работа, докато в същото време ултразвукът увеличава оборота на електрокоагулационните системи. Ултразвукови вълни разграждащи седименти, образувани на електродната повърхност и генерират високи количества радикални видове за отстраняване на замърсители чрез създаване на точки с високо налягане вътре в разтвора по време на кавитационното явление. Чрез комбиниране на електрокоагулация с ултразвукова, поради създаването на нови повърхности на електрода чрез кавитация или микро стрийминг, намаляването на дебелината на разпределителния слой се изостря чрез увеличаване на процентите на трансфер на маса. Соно-електрокоагулацията увеличава количеството на коагулантното образуване в сравнение с електрокоагулацията, а флокулацията се засилва чрез екстремно смесване и окисляване чрез свободно радикално образуване; следователно достигат желаната ефективност е възможно в най-кратки срокове.
(Моради и др., 2021)

Предимствата на Соноелектрохимията и Соноелектрокоагулацията

"Соноелектрохимията е комбинацията от ултразвукова енергия в електрохимична система, която предлага няколко предимства, Включително отстраняване на газови балони на електродната повърхност, дегазация на разтвора, нарушаване на дифузионния слой Nernst, засилване на масовия транспорт на електроактивни видове през двойния слой, и активиране и почистване на електродната повърхност. Тези ползи в електрохимията водят до подобрена ефективност на процеса (електродна и текуща ефективност), повишени електрохимични темпове и добиви, Намалени клетъчни напрежения и електродни свръхпотенциални средства, подобрени електродепозирани материали по отношение на твърдост, качество, порьозност и дебелина, и потискане на електрод фаулиране и дегазация на електродната повърхност." (Foroughi et al., 2021)
Прочетете повече за соно-електрохимичното оборудване и неговите приложения!

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Промишлени ултразвукови системи за третиране на утайки в канализацията

Високопроизводителните системи Hielscher Ultrasonics са надежден работен-кон в пречиствателните станции за отпадъчни води и отпадни утайки. Ултразвуковите системи Hielscher доставят ултразвук с висока мощност при 20kHz, което създава интензивна акустична кавитация. Ефектите от ултразвуковото ни лечение с висока мощност включват разрушаване на клетките и разпадане, трансфер с висока маса, дезинфекция, разлагане на полимери, освобождаване на ензими и хомогенизация на утайката. Ултразвуковата обработка с висока интензивност подобрява ефективността на лечението чрез генерирането на оксидативни радикали и чрез увеличаването на местата на ядрото, като осигурява по-добра коагулация и флокулация. Надеждното и непрекъснато генериране на тези интензивни ултразвукови кавитационно сили и неговите ефекти позволяват да се интегрират нашите мощни ултразвукови процесори за различни приложения, за да се подобри енергията- и хранително-прибиране на реколтата от утайки от канализация.

  • Ултразвукова разпадане на утайки от канализация
  • Ултразвуково засилено анаеробно храносмилане
  • Възстановяване на ценни хранителни вещества (фосфор, азот, магнезий, калций, калий и др.)
  • Отстраняване на замърсители като тежки метали

Предлагайки ултразвукови процесори с презлетни реактори с различни размери, Hielscher Ultrasonics има идеалните ултразвукови отпадъчни отпадъци и системи за третиране на утайки за вашето съоръжение за утайки в канализацията.
Модулният дизайн позволява простата инсталация на няколко ултразвукови единици паралелно, което прави надеждно и ефективно третиране на всеки обем възможно.
Hielscher високомощни / високопреходни ултразвукови системи повишават ефективността и добива при лечението на биомаса в утайки от канализация.
Ултразвукова сонда С висока интензивност Каскатрод™️ в реактора - оптимизирана за превъзходни звукови ефектиВсички наши ултразвукови мотори разполагат с почистване на място (CIP).
Подходящ за взискателни процедури: Утайките от канализацията често съдържат влакнести материали с високо съдържание на целулоза, които трудно се разпадат. Ултразвук на Hielscher’ промишлени ултразвукови процесори могат да доставят много високи амплитуди. Амплитудите до 200μm могат лесно непрекъснато да се изпълняват в 24/7 работа. За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотродове. Такива високи амплитуди са ефикасен начин за нарушаване на клетъчната структура на целулозите, лигнин и здрави клетъчни стени на други материали. Оптимизираният дизайн на нашите реактори за потокови клетки гарантира идеални модели на потока и равномерното, ефективно ултразвуково третиране на хранените утайки.

Ние работим със системни интегратори и инженери на канализационни утайки

Като производител и системен строител на високопроизводителни ултразвукови модулни единици, Hielscher Ultrasonics работи заедно със системните интегратори. Повечето оператори на пречиствателни станции за отпадъчни води и отпадни утайки работят със системни интегратори, които са добре опитни в проектирането и автоматизацията на такива пречиствателни предприятия. Нашият екип от проектантски инженери и технически инженери препоръчват оптималната ултразвукова конфигурация за целевия обем утайки, предоставят подробни системни информации, CAD чертежи, както и инсталационно обслужване и оперативно обучение. Това дава възможност за конструктивно и ориентирано към целите прилагане на интегрирането на високопроизводителен ултразвук в пречиствателните станции. Моля, свържете се с нас, ако се интересувате от интегрирането на нашите ултразвукови процесори за подобрено лечение с утайки!

Предимства на Hielscher ултразвук канализационни утайки лечение системи

  • Висока ефективност поради интензивна ултразвукова кавитация
  • Еднородна ултразвукова обработка поради превъзходен дизайн на поточната клетка
  • Линейно мащабиране до всякакъв обем / дебит
  • Висока енергийна ефективност / ниска енергийна цена
  • Висока експлоатационна безопасност
  • Изпълнение на общи промишлени стандарти
  • 7/24 работа при пълно натоварване
  • Няма изискване за сурови химикали
  • Ниска поддръжка / без прекъсване на работата
  • бързо RoI
  • Проста интеграция и ретро-прилепване
  • природосъобразно
Качество, Надеждност & безопасност

  • Превъзходно качество: Проектирано и построено в Германия
  • Техническа служба, обучение и подкрепа от нашия добре опитен персонал
  • Лесна за ползване и Безопасна работа
  • 24/7 работа
  • Изключителна здравина
  • Предварително зададени опции за работа
  • Лесно програмируеми настройки
  • Browser дистанционно управление
  • Автоматично протоколиране на данни
  • Ниска поддръжка / нисък престой за поддръжка
  • CIP (почистване на място)

Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators:

Партида том Дебит Препоръчителни Devices
00,1 до 20L 00,2 до 4 л / мин UIP2000hdT
10 до 100L 2 до 10 л / мин UIP4000hdT
п.а. 10 до 100 L / мин UIP16000
п.а. по-голям струпване на UIP16000

Свържете се с нас сега, за да получите повече подробности за Hielscher ултразвукови канализационни утайки пречиствателни системи, възможности за монтаж и техническа информация!

Свържете се с нас! / Попитай ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, за да поискате допълнителна информация за ултразвукови процесори, приложения и цена. Ще се радваме да обсъдим процеса с вас и да ви предложим ултразвукова система, която отговаря на вашите изисквания!









Моля, обърнете внимание, че нашите Правила за поверителност,


Ултразвукови хомогенизатори с висока срязване се използват в лаборатория, пейка-топ, пилотна и промишлена обработка.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори за смесване на приложения, дисперсия, емулгиране и екстракция на лаборатория, пилот и промишлен мащаб.



Литература / Препратки

Факти заслужава да се знае

Допълнителни ползи от ултразвуково лечение на утайки от канализация

Освен горепосочените представени предимства на ултразвуковото лечение на общинските утайки от канализацията, прилагането на ултразвукови вълни с висока мощност показва допълнителни положителни ефекти такива метаногенеза.
Ultrasonication е доказано, че е обещаващ по отношение на метаногенно инхибиране, тъй като осигурява последователен резултат. Ултразвуковото лечение може да има засилени ензимни дейности на екзоелектрогените, както и пропускливостта и селективността на клетъчната мембрана, които ускоряват протеините, полизахаридите и ензимите, транспортират от вътрешни слоеве от утайки флоци до външни слоеве, което води до подобрено използване на субстрата и производство на електроенергия. (срв. Райшоури и Бехера, 2020)

Куломбична ефективност

Ефективността на Coulomb или Coulombic ефективността обикновено се използва за описание на освободения капацитет на батерията. Той се отнася до съотношението на капацитета за изхвърляне след пълното зареждане и капацитета за зареждане на същия цикъл. Обикновено е частица по-малка от 1.
Coulombic Ефективност (CE %) е съотношението на капацитета за изхвърляне (mAh/g) за зареждане на капацитета (mAh/g), умножен по 100.


Ултразвук с висока производителност! Продуктовата гама на Hielscher обхваща пълния спектър от компактния ултразвуков апарат на лабораторията над пейка-топ единици до пълноиндустриални ултразвукови системи.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да се промишлени размери.