Ultrazvukové zpracování odpadu a kalů
Bioplyn je vyráběn ze zdrojů, jako je komunální organický odpad, kaly z čistíren odpadních vod, bahno nebo hnůj. Ultrazvuku zlepšuje stravitelnost takového organického materiálu, což vede k většímu množství bioplynu a menšímu množství zbytkového kalu.
Bioplyn je vedlejším produktem rozkladu organické hmoty anaerobními nebo aerobními bakteriemi. Je složena převážně z metanu, oxidu uhličitého a sirovodíku. Díky tomu je bioplyn obnovitelnou alternativou fosilních paliv, jako je zemní plyn.
Ceny energií a náklady na chemické látky a likvidaci kalů, právní předpisy v oblasti životního prostředí a další zájmy, jako je snížení emisí zápachu, vyžadují, aby čistírny odpadních vod zlepšily účinnost svého zpracování. Ultrazvukový rozpad organického materiálu před trávením výrazně zlepšuje produkci bioplynu. Spolu s tím sonikace zlepšuje odvodnitelnost kalu a snižuje množství zbytkového kalu, který má být zlikvidován.
Vstupní suroviny pro výrobu bioplynu jsou směsi různých agregovaných a vločkovaných látek, vláken, virů a bakterií, celulózy a dalších anorganických látek. Potravinový odpad, organický průmyslový a komerční odpad, jako jsou tuky nebo vináza, jsou doplňkovými surovinami pro mezofilní a termofilní fermentory. Ultrazvuková kavitace ničí agregáty a buněčné struktury. Vzhledem k vlivu na strukturu materiálu, ze kterého se materiál skládá, lze kal snadněji odvodňovat. Kromě toho destrukce agregátů a buněčných stěn zlepšuje biologickou dostupnost intracelulárního materiálu pro rozklad bakteriemi.
Níže uvedená tabulka ukazuje typické požadavky na výkon pro různé objemové průtoky. Ultrazvukový systém je obecně integrován inline před přiváděním do fermentoru. Alternativně může být organický materiál zpětně odváděn z fermentoru přes ultrazvukový systém zpět do fermentoru. Proto lze ultrazvukový krok snadno dodatečně namontovat do stávajících zařízení.
|
- Zvýšení výtěžnosti bioplynu
- Zlepšený anaerobní rozklad
- Zlepšení sedimentačního chování v důsledku odplyňování a rozpadu vloček
- Zlepšení poměru C/N pro denitrifikaci
- Zlepšení zahušťování přebytečného kalu
- Zlepšené trávení a odvodnění
- Snížení množství flokulantů
- Nižší náklady na likvidaci díky snížení množství zbytkového kalu po vyhnívání
- Redukce potřebného polymeru
- Ničení vláknitých bakterií
Doporučujeme provést pilotní zkoušky, např. s použitím systémů o výkonu 1 až 4 kW. To ukáže obecné účinky a zlepšení pro váš konkrétní procesní proud. Rádi s vámi probereme váš postup a doporučíme další postup.
Literatura / Reference
- 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.
Nejčastější dotazy
Co je zpracování odpadu a kalu pro výrobu bioplynu?
Zpracování odpadu a kalu pro výrobu bioplynu zahrnuje anaerobní digesci organických materiálů, jako je zemědělský odpad, kaly z čistíren odpadních vod a potravinový odpad, v kontrolovaném prostředí. Během tohoto procesu mikroorganismy rozkládají organickou hmotu v nepřítomnosti kyslíku a vytvářejí bioplyn – směs primárně složenou z metanu a oxidu uhličitého. Tento bioplyn lze využít jako obnovitelný zdroj energie. Výsledkem procesu úpravy je také vedlejší produkt bohatý na živiny, známý jako digestát, který lze použít jako hnojivo, čímž se zvyšuje udržitelnost postupů nakládání s odpady.
Co je recyklace fosforu z kalu?
Recyklace fosforu z kalů zahrnuje získávání fosforu, základní živiny, z kalů z čistíren odpadních vod, které se často zpracovávají v čistírnách odpadních vod. Sonikace se v tomto procesu používá aplikací vysokofrekvenčních zvukových vln na kal, což narušuje buněčné stěny mikroorganismů a zvyšuje uvolňování fosforu z organického materiálu. To zlepšuje účinnost rekuperace fosforu, činí jej dostupnějším pro následnou extrakci a čištění, což v konečném důsledku přispívá k udržitelnému opětovnému použití fosforu v zemědělství.