Hielscher ultrazvuková technologie

Ultrazvuková obnova Fosfhor z čistíren odpadních vod

  • Celosvětová poptávka po fosfor se zvyšuje, zatímco nabídka přírodních fosforových zdrojů je stále vzácnější.
  • Odpadní kaly a popílky z splašků jsou bohaté na fosfor a lze je proto použít jako zdroj pro regenerování fosforu.
  • Ultrazvukové zpracování a srážení z mokrého chemického průmyslu zlepšuje regeneraci fosfátu z odpadní kalu, jakož i popel ze spalovaného kalu a způsobuje, že je oživení podstatně úspornější.

Fosforu

Odpadní kaly jsou bohaté na fosfor. Ultrazvuková extrakce a srážky zesilují proces obnovy fosfor.Fosfor, P (fosfor) je neobnovitelný zdroj, který je hojně využíván v zemědělství jako hnojivo i v mnoha oborech, kde je fosfor hodnotná přídatná látka (např. barvy, prací prostředky, látky zpomalující hoření, krmivo pro zvířata). Odpadní kaly, spalované Odpadní kaly (ISSA), hnůj a odpadní vody jsou bohaté na fosfor, což z nich činí zdroj pro regeneraci fosforu, pokud jde o omezený zdroj fosforu, a také obavy z hlediska životního prostředí.
Z toků kapalných odpadních vod lze dosáhnout 40 až 50%, zatímco míra výtěžnosti odpadních kalů a popela z čistíren odpadních vod mohou dosahovat až 90%. Fosfor lze vysladit v mnoha formách, z nichž jeden je Struvitové (oceněn jako vysoce kvalitní, pomalu uvolňovací hnojivo). Za účelem hospodárného regenerace fosforu je třeba zlepšit proces obnovy. Ultrazvuku je metoda zesilující proces, která zrychluje proces a zvyšuje výnos využitých nerostů.

Ultrazvuková obnova fosforu

Sonikace zesiluje mokré chemické zpracování a srážení při regeneraci fosforu z čistíren odpadních vod.V rámci sonáže lze získat cenné materiály, jako je například struvit (fosforečnan hořečnatý (MAP) amonný, fosforečnan vápenatý, hydroxyapatit (HAP)/vápenatý hydroxyapatit, octacalcium fosfát, trifosforečnan vápenatý a dihydrát vápenatý. z toků odpadu. Ultrazvuková léčba zlepšuje extrakci vlhkých látek, jakož i srážení a krystalizaci (sono-krystalizace) hodnotných materiálů z čistíren odpadních vod a z popela spáleného kalu.
Zatímco obsah fosforu (8-10%), železa (10-15%) a hliníku (5-10%) v popela z čistírenského kalu z monospalování je poměrně vysoká, obsahuje také toxické těžké kovy, jako olovo, kadmium, měď a zinek.

Anaerobní Digester bioplynu

Žádost o informace





Obnova phopshorusu – Proces se dvěma kroky

  1. extrakce kyseliny
  2. Prvním krokem regenerace fosfor je extrakce nebo Vyluhování fosforu z čistíren odpadních vod nebo ze spalovaných odpadních kalů (ISSA) s použitím kyseliny, jako je kyselina sírová nebo kyselina chlorovodíková. Ultrazvukové míchání podporuje mokrou chemicky chemické vyluhování zvýšením masového přenosu mezi kyselinou a Isso tak, aby se rychle dosáhlo úplného Vyluhování fosforu. Ke zlepšení extrakčního postupu může být použit stupeň předúpravy s použitím kyseliny ethylendiamintratetraacetatové (EDTA).

  3. Srážení fosforu
  4. Ultrazvuková krystalizace zlepšuje srážení fosfátů tím, že zvyšuje usazení a zrychluje adsorpci a agregaci molekul za účelem vytvoření krystalu. Ultrazvukové srážení fosforu z odpadní vody a Issu lze docílit například použitím hydroxidu hořečnatého a hydroxidu amonného. Výsledná sraženina je STRUVITE, sloučenina složená z hořčíku, amoniaku, fosforu a kyslíku.

Sonokrystalizace ze struvitu

Ultrazvukové rozptýlení podporuje masové převody mezi fázemi a iniciuje nukleační a krystalový růst fosfátů (např. Struvitové/map).
Ultrazvukové záškrty a krystalizace struvitu umožňují léčbu velkých objemů v průmyslovém měřítku. Problematika zpracování velkého proudu odpadních kalů může být vyřešena neustálým ultrazvukovým procesem, který urychluje krystalizaci struvitu a zlepšuje velikost krystalu, která produkuje menší, jednotnější fosfátové částice. Velikost rozdělovaných částic je určována nukleační rychlostí a následnou mírou růstu krystalů. Urychlené nukleace a inhibování růstu jsou klíčovými faktory pro srážení dihydrogenačních částic cristalline, tedy struvitu, ve vodném roztoku. Ultrazvuku je metoda zesilující proces, která zlepšuje mixování, aby se dosáhlo homogenního rozložení reaktivních iontů.
Je známo, že ultrazvukové srážky dávají užší velikost částic, menší velikost krystalu, kontrolovatelná morfologie a také rychlost rychlé nukleační frekvence.

Struvitové krystaly mohou být vysušeny z čistíren kalů. Sonzace zlepšuje proces zotavení.

Struvitové krystaly sracené z odpadních vod (zdroj: Kim et al. 2017)

Dobrým výsledkům srážek lze dosáhnout například při PO34 : NH+4 : Mg2 + v poměru 1:3: 4. Rozsah pH 8 až 10 vede k maximálnímu fosfátového P uvolnění

Ultrazvuku je vysoce účinná technika zesilující procesy na podporu srážení hodnotných materiálů, jako je fosforečnan vápenatý, fosforečnan hořečnatý (MAP) a hydroxyapatit (HAP), vápenato-difosforečnan vápenatý, octacalcium fosfát, fosforečnan vápenatý a dihydrát vápenatého fosfátu z odpadních vod. Odpadní kaly, hnůj a mléčné výpustky jsou známy jako odpadní voda bohatá na živiny, která je vhodná pro výrobu hodnotných materiálů prostřednictvím ultraultrasonicky asistovaného srážení.

Struvitské křišťálové formace:
mg2 + + NH+4 + HPO24 + H2Ó –> MgNH4PO4 ∙ 6H2O + H+

Hielscher Ultraakustik vyrábí vysoce výkonné ultrasonicátory pro sonochemické aplikace.

Vysoce energetické ultrazvukové procesory od laboratoře k pilotnímu a průmyslovému měřítku.

Průmyslové ultrazvukové zařízení pro Vyluhování a srážení

UIP4000hdT proud pro vloženou sonikaci v průmyslovém měřítkuVysoce výkonné ultrazvukové systémy a reaktory jsou požadovány k léčbě spalovaných kalů z čistíren odpadních vod (ISSA) a odpadních kalů v průmyslovém měřítku. Hielscher Ultrasonics se specializuje na konstrukci a výrobu ultrazvukových zařízení s vysokým výkonem – z laboratoře a stolce až po plně průmyslové celky. V náročném prostředí jsou Hielscher ultrasoniátory robustní a postavené pro provoz 24/7 za plného zatížení. Příslušenství, jako jsou reaktory průtokové buňky s různými geometriemi, sonotrody (ultrazvukové sondy) a přídavné rohy, umožňují optimální adaptování ultrazvukového systému na požadavky procesu. Pro zpracování velkých objemů proudu nabízí Hielscher ultrazvukové jednotky o objemu 4 kW, 10kW a 16kW, které lze snadno kombinovat souběžně s ultrazvukem.
U hielscherova sofistikovaného ultragrafického nástroje jsou digitální dotykové displeje pro snadnou obsluhu a přesnou kontrolu parametrů procesu.
Uživatelsky přívětivost a snadná a bezpečná obsluha jsou klíčovými rysy ultraultrasoniátorů. Ovládání vzdáleného prohlížeče umožňuje provoz a ovládání ultrazvukového systému přes PC, Smart telefon nebo tablet.
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

Hromadná dávka průtok Doporučené Devices
10 až 2000ml 20 až 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 až 20L 00,2 až 4 litry / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
na 10 až 100L / min UIP16000
na větší hrozen UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte formulář níže, pokud chcete požádat o další informace o ultrazvukové homogenizace. Budeme rádi Vám nabídnout ultrazvukový systém plnění vašich požadavků.









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Literatura / Reference

  • Dodds, John A.; Espitalier, Fabienne; Louisnard, Olivier; Grossier, Romain; David, Rene; Hassoun, Myriam; Baillon, Fabien; Gatumel, Cendrine; Lyczko, Nathalie (2007): Efekt ultrazvuku na procesech krystalizace: některé příklady a nový model segregace. Popis systémů částic a částic, Wiley-VCH Verlag, 2007, 24 (1), PP. 18-28
  • Charbanda, A.; Prasanna, K. (2016): extrakce živin z mléčných odpadních vod v podobě mapy (fosforečnan hořečnatý) a HAP (Hydroxyapatite). Rasayan deník chemie obj. č. 9, č. 2; 2016.215-221.
  • Kim, D.; Jin-min, K.; Lee, K.; Yu, M. S:; Park, K.Y. (2017): Účinky pH, molární poměry a předúpravy na regeneraci fosforu pomocí Struvitové krystalizace z odpadních vod z anaerobně tráveného odpadové vody. Výzkum v oblasti environmentálního inženýrství 22 (1), 2017. 12-18.
  • Rahman, M., Salleh, M., Ahsan, A., Hossain, M., RA, C. (2014): výroba pomalého uvolňování krystalových hnojiv z nevodných vod přes struvitovou krystalizaci. Arab. J. chem. 7, 139 – 155.


Fakta Worth Knowing

Jak ultrazvukové srážky fungují?

Ultrazvuku ovlivňuje nukleační a křišťálový růst, což je proces známý jako sonokrystallizace,
Za prvé, použití ultrazvukového roztoku umožňuje ovlivnění nukleační rychlosti, kde se z tekutého roztok vytvářejí tuhé krystaly. High-Power ultraond vytváří kavitaci, což je růst a implozi vakuových bublin v tekutém médiu. Imploze vakuových bublinek zavádí energii do systému a snižuje kritickou přebytečnou energii. Proto se místa pro očkování a nukleace iniciují v nejvyšší rychlosti a v nejbližší době. Na rozhraní mezi kavitační bublinou a roztokem je polovina solné molekuly řešená rozpouštědlem, zatímco druhá polovina molekulové plochy je pokryta kavitační bublinou, takže se sníží míra rozpouštění. Opětovné rozpuštění solné molekuly se zabrání, zatímco koagulace molekul v roztoku se zvýší.
Zadruhé, ultrazvuku podporuje růst krystalů. Ultrazvukové míchání podporuje růst krystalů tím, že vyvolává hromadný přenos a agregaci molekul.
Výsledky dosažené sonikací lze ovládat režimem sonikace:
Průběžná sonikace:
Nepřetržité ultrazvukové ošetření roztoku produkuje mnoho nukleačních míst, takže je vytvořen velký počet malých krystalů
Impulsní sonikace:
Použití impulsní nebo cyklisticky ovládané ultrazvuku umožňuje přesnou kontrolu nad velikostí krystalu
Sonikace k zahájení nukleation:
Když se ultrazvuk aplikuje pouze na začátku krystalizace, vytvoří se konečný počet nuklei, který se pak zvětší na větší velikost.

Při použití ultrazvuku během krystalizace může být ovlivněna a řízena rychlost růstu, velikost a tvar krystalových struktur. Různé možnosti ultrazvuku dělají sono-krystalizační procesy, které jsou přesně ovladatelné a opakovatelné.

ultrazvukové kavitace

Při vysokointenzitě ultrazvukovém křížení kapalného média, vysokotlaké (kompresní) a nízkotlakové (rarefrační) vlny se v kapalině střídají. Pokud je negativní tlak způsobený ultrazvukovým přetlakem vlny dostatečně velký, vzdálenost mezi molekulami kapaliny překračuje minimální molekulovou vzdálenost potřebnou k tomu, aby kapalina zůstala nedotčena, a poté se kapalina rozbije tak, aby vakuum bubliny nebo pórovitosti se vytvářejí. Tyto vakuové bubliny jsou také známy jako kavitace Bubliny.
Kavitační bubliny používané pro Power ultrazvukové aplikace, jako je míchání, dispergační, frézování, těžba atd. se vyskytuje při ultrazvukové intenzitě větší než 10 WCM.2. Kavitační bubliny rostou přes několik akustických nízkotlakových/vysokotlakých cyklů, dokud nedosáhnou rozměru, kde nemohou absorbovat více energie. Když se kavitační bublina dostala do maximální velikosti, během kompresního cyklu se prudce hroutí. Násilné kolování přechodné kavitační bubliny vytváří extrémní podmínky, jako jsou velmi vysoké teploty a tlaky, velmi vysokotlaké a teplotní rozdíly a tekuté trysky. Tyto síly jsou zdrojem chemických a mechanických efektů používaných v ultrazvukových aplikacích. Každá hroutící se bublina může být považována za mikro-herce, ve kterém jsou okamžitě vytvořeny teploty o několika tisících stupních a tlacích vyšší než 1000 atmosféry [Suslick et al 1986].

Ultrazvuková a akustická kavitace vytváří vysoce intenzivní síly, které otevírají stěny buněk známé jako lysis pufru (klepnutím zvětšíte!).

Ultrazvuková extrakce je založena na akustické kavitaci a jeho hydrodynamických smychacích silách

Fosforu

Fosfor je nezbytný, Neregenerovatelný zdroj a odborníci už předpovídají, že svět zasáhne “vrchol fosforem”, tj. doba, po kterou již dodávka nemůže uspokojit zvýšenou poptávku, za cca 20 let. Evropská Komise již klasifikovala fosfor jako kritickou surovinu.
Odpadní kaly se často používají jako hnojivo rozložené na polích. Avšak vzhledem k tomu, že Odpadní kaly obsahují nejen cenné fosfáty, ale také škodlivé těžké kovy a organické znečišťující látky, mnohé země jako Německo omezují právní předpisy o tom, kolik čistírenských kalů lze použít jako hnojivo. Mnoho zemí, jako je Německo, má přísná pravidla pro hnojiva, která omezují kontaminaci pouze těžkými kovy. Vzhledem k tomu, že fosfor je omezený zdroj, vyžaduje německé nařízení pro odpadní vody z 2017 pro recyklování fosfátů provozovatele odpadních vod.
Fosfor se může zotavit z odpadních vod, z čistíren odpadních vod i z popela spáleného splaškových kalů.

Fosfát

Fosfát, anorganická látka, je sůl kyseliny fosforečné. Anorganické fosfáty jsou těžené za účelem získání fosforu pro použití v zemědělství a průmyslu. V organické chemii je fosfát, nebo organofosforečnan, ester kyseliny fosforečné.
Nepleťte si jméno fosfor s prvkem fosforu (chemický symbol P). Jsou to dvě rozdílné věci. Mnohokonentní nekov skupiny dusíku, fosfor se běžně vyskytuje v anorganických fosfátových skalách.
Organické fosfáty jsou důležité v biochemii a biochemii.
Fosfát je název Ion PO.43. Kyselina fosforečná je na druhé straně název triprotické kyseliny H3PO3. Toto je kombinace 3 H+ ionty a jeden fosfhit (PO33Ion.
Fosfor je chemický prvek, který má symbol P a atomové číslo 15. Sloučeniny fosforu se také široce používají v výbušninách, nervových agens, zápalných zápasech, ohňostrojích, pesticidech a čisticích prostředcích.

Struvitové

STRUVITE, též hydrogenfosforečnan hořečnatý (mapa), je fosfátový minerál s chemickým vzorcem NH4Objekt MgPO4· 6H2O. STRUVITE krystalizuje v systému orthorhombic jako bílý na nažloutlé nebo hnědobílé pyramidové krystaly nebo ve formě platformami. Struvitové, který je měkký minerál, má tvrdost Mohs 1,5 až 2 a nízkou relativní gravitaci 1,7. V neutrálních a alkalických podmínkách je struvit stěží rozpustný, ale může být snadno rozpuštěn v kyselině. STRUVITE krystaly se vytvářejí v případě, že je poměr mezi Krtkem a Krtkem (1:1:1) hořčíku, amoniaku a fosfátu v odpadních vod. Všechny tři prvky – hořčík, amoniak a fosfát – se běžně nacházejí v odpadních vodách: hořčík pocházející hlavně z půdy, mořské vody a pitné vody, je amoniak rozdělen z močoviny do odpadních vod a fosfát pocházející z potravin, mýdla a detergentů do odpadních vod. S těmito třemi prvky je pravděpodobnější, že Struvitové bude tvořit vyšší hodnoty pH, vyšší vodivost, nižší teploty a vyšší koncentrace hořčíku, amoniaku a fosfátu. Získávání fosforu z odpadních vodních toků jako Struvitové a recyklace těchto živin jako hnojiva pro zemědělství je slibné.
STRUVITE je cenný, pomalu uvolňovací minerální hnojivo používané v zemědělství, které má výhody zrnité, snadno použitelné a bez zápachu.