Ultraheli fosfor toibumine reoveesetteid

  • Ülemaailmne nõudlus fosfori järele kasvab, samal ajal kui looduslike fosforiressursside tarnimine on vähene.
  • Reoveesetteid ja reoveeseha on fosforis rikkad ja neid võib seetõttu kasutada fosfori taaskasutamiseks allikana.
  • Ultraheli märg-Keemiline töötlemine ja sademed parandavad fosfaatide toibumist reoveesetete, samuti põletatavate muda tuha ja muudab taastumise oluliselt ökonoomsem.

Fosfori

Reoveesetted on rikkalikult fosforit. Ultraheli ekstraheerimine ja sademed süvendab fosfor ' i taastumisprotsessi.Fosforit (fosfor, P) on taastumatute ressurssidega ressurss, mida kasutatakse põllumajanduses nii väetisena kui ka paljudes tööstusharudes, kus fosforit on väärtuslik lisaaine (nt värvid, pesuvahendid, leegiaeglustid, loomasöödaks kasutatavad ained). Reoveesetete, põletatavate reoveesetete (ISSA), sõnniku ja piimaheitvete rohkus on fosforis, mistõttu on fosfori taaskasutamise allikas fosfori ja keskkonnaküsimuste piiratud ressursiga seoses.
Vedela reovee voogudest saadud fosfori saagikus võib ulatuda 40 kuni 50 protsendini, samas kui reoveesetete ja reoveesetete saagikus võib ulatuda kuni 90 protsendini. Fosforit võib sadustada paljudes vormides, millest üks on struviidina (väärtustatud kõrge kvaliteediga, aeglase vabastusväetisena). Selleks et muuta fosfori säästlikuks, tuleb parandada Taastamisprotsessi. Ultraheli on protsessi intensiivistamine meetod, mis kiirendab protsessi ja suurendab saagis taaskasutatud mineraalid.

Ultraheli fosfori taastamine

Ultrahelitöötlus intensiivistab niisket keemilist töötlemist ja sadestumist reoveesetete fosfori taastumise ajal.Ultrahelitöötluse all võib kasutada väärtuslikke materjale nagu struviidina (magneesiumammooniumfosfaat (map)), kaltsiumfosfaati, hüdroksüapatiidi (HAp)/kaltsiumhüdroksüapatiidi, oktakaltsiumfosfaati, trikaltsiumfosfaati ja kaltsiumdivesinikfosfaadi jäätmevoogudest. Ultraheli töötlemine parandab kuivanud materjalide ekstraheerimist ning sademete ja kristalliseerumise (sono-kristallisatsiooni) väärtuslikke materjale reoveesetete ja põletatavate muda tuha eest.
Kuigi fosforisisaldus (8-10%), raud (10-15%) ja alumiinium (5-10%) mono-põletatavate reoveesetete tuhk on üsna kõrge, see sisaldab ka mürgiseid raskmetalle, nagu plii, kaadmium, vask ja tsink.

Biogaasi anaeroobne Digester

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Phopshorus taastumine – Kaheastmeline protsess

    1. happe ekstraheerimine

Fosfor-taaskasutamise esimene etapp on reoveesetete või põletatavate reoveesetteha (ISSA) fosfori ekstraheerimine või leostumine, kasutades hapet, näiteks väävelhapet või soolhapet. Ultraheli segamine soodustab niisket keemilist leostumise, suurendades massiülekannet happe ja ISSA vahel nii, et fosfori täielik leostumise saavutamine saavutatakse kiiresti. Ekstraheerimisprotseduuri täiustamiseks võib kasutada ethylenediaminetetraacetatic hapet (EDTA) kasutavas ravieelsel etapil.

    1. Fosfori Sademed

Ultraheli kristallisatsioon suurendab fosfaatide sadestumist märkimisväärselt, suurendades külvi punkte ning kiirendades molekulide adsorptsiooni ja agregatsiooni, et moodustada kristall. Reovee nälja ja ISSA fosfori sadestumist on võimalik saavutada näiteks magneesiumhüdroksiidi ja ammooniumhüdroksiidi abil. Saadud sade on struvite, ühend koosneb magneesiumi, ammoonium, fosfori ja hapniku.

Struvite sonocrystallization

Ultraheli hajutamine soodustab massiülekannet faaside vahel ja käivitab fosfori ja kristallkasvu fosfaatide jaoks (nt struviidina/map).
Ultraheli inline sademed ja struviidina kristalliseerumine võimaldab suuremahuliste kihtide töötlemist tööstuslikul skaalal. Suure reoveesetete töötlemise probleemi saab lahendada pideva ultraheli protsessiga, mis kiirendab struktidevahelise kristalliseerumist ja parandab kristallsuurust, mis toodab väiksemaid, ühtlasenevat fosfaatosakesi. Sadestatud osakeste suuruse jaotus määratakse kindlaks tuuma ja selle järgmise kristallkasvu kiirusega. Kiirenenud tuumale ja Inhibeeritavate kasvule on kõige olulisemad tegurid, mis on seotud kristsade fosfaatide osakeste, st struvite, vesilahuses. Ultraheli on protsessi intensiivistamine meetod, mis parandab segamine, et saada ühtlane jaotus reaktiivne ioone.
Ultraheli Sademed on teadaolevalt anda kitsam osakeste suuruse jaotus, väiksem kristall suurus, kontrollitav morfoloogia ja samuti kiire tuumas kiirust.

Struvite kristallid saab sadestatud reoveesetete. Ultrahelitöötlus parandab taasteprotsessi.

Struvite kristallid, mis on sadestatud sigade heitvee (Allikas: Kim et al. 2017)

Häid sademete tulemusi on võimalik saavutada näiteks PO-3-4 : NH+4 : Mg2+ 1:3: 4. PH vahemikus 8 kuni 10 viib maksimaalse fosfaadi P

Ultraheli on väga tõhus protsessi intensiivistamine tehnikat, et edendada sadestumist väärtuslikke materjale nagu kaltsiumfosfaat, magneesiumammooniumfosfaat (MAP) ja hüdroksüapatiit (HAP), kaltsiumhüdroksüapatiit, oksakaltsifosfaat, trikaltsiumfosfaadi ja kaltsiumdivesinikfosfaatihüdraadi reoveest. Reoveesetteid, sõnnik ja piimatooted on tuntud kui toitainete rikas heitvesi, mis sobib väärtuslike materjalide tootmiseks ultraheliga toetatava sademe kaudu.

Struvite Crystal moodustamine:
Mg2+ + NH+4 + HPO2-4 + H2O –> (MgNH)4PO4 ∙ 6H2O + H+

Hielscher Ultrasonics toodab sonochemical ' i rakenduste kõrgjõudlusega ultraheliatorid.

Suure võimsusega ultraheli protsessorid laborist piloodi ja tööstusliku skaala järgi.

Tööstuslikud ultraheli seadmed Leostumiseks ja Sademed

UIP4000hdT vooluraku tekstisiseseks ultrahelitöötluseks tööstuslikul skaalalSuure jõudlusega ultraheli süsteemid ja reaktorid on vajalikud põletatavate reoveesetteha (ISSA) ja reoveesetete ravimiseks tööstuslikul skaalal. Hielscher Ultrasonics on spetsialiseerunud suure võimsusega ultraheli seadmete projekteerimist ja valmistamist – laborist ja pinast täielikult tööstusüksustele. Hielscher ultrasonikaatorid on jõuline ja ehitatud 24/7 operatsiooni täiskoormuse Nõudlikes keskkondades. Tarvikud nagu voolu raku reaktorid erinevate geomeetride, sonotroodid (ultraheli sondid) ja võimendi sarved võimaldavad optimaalset kohandamist ultraheli süsteemi protsessi nõuetele. Suure mahuga voogude töötlemiseks pakub Hielscher 4kW, 10kW ja 16kW ultraheli ühikut, mida saab hõlpsasti kombineerida paralleelselt ultraheli klastrite.
Hielscheri keerukad ultrasonikaatorid on digitaalse puutetundliku ekraaniga, mis on hõlpsaks tööks ja protsessi parameetrite täpseks juhtimiseks.
Hielscheri ultrasonikaatorite põhijooned on kasutajasõbralikkus ja lihtne, ohutu operatsioon. Kaugbrauseri juhtelement võimaldab ultraheli süsteemi toimimist ja kontrolli arvuti, nutitelefoni või tahvelarvuti kaudu.
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:

partii Köide flow Rate Soovitatavad seadmed
10 kuni 2000 ml 20 kuni 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 kuni 20 l 0.2 kuni 4 l / min UIP2000hdT
10 kuni 100 l 2 kuni 10 l / min UIP4000hdT
e.k. 10 kuni 100 l / min UIP16000
e.k. suurem klastri UIP16000

Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!

Küsige lisateavet

Palun kasutage allpool olevat vormi, kui soovite taotleda täiendavat teavet ultraheli homogeniseerimine. Meil on hea meel pakkuda teile ultraheli süsteemi istungil oma nõudeid.









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Kirjandus / viited

  • Dodds, John A.; Espitalier, Fabienne; Louisnard, Olivier; Grossier, Romain; David, Rene; Hassoun, Myriam; Baillon, Fabien; Gatumel, Cendrine; Lyczko, Nathalie (2007): Ultraheli mõju kristalliseerumise-sademete protsessidele: mõned näited ja uus segregatsiooni mudel. Osakeste ja osakeste süsteemide iseloomustus, Wiley-VCH Verlag, 2007, 24 (1), lk 18 – 28
  • Harbanda, A.; Prasanna, K. (2016): piimakarja toitainete ekstraheerimine KAARDIVORMIS (Magneesiumammooniumfosfaat) ja HAP (Hüdroksüapatiit). Rasayani Keemiaajakirja Vol. 9, nr 2; 2016.215-221.
  • Kim, D.; Jin min, K.; Lee, K.; Yu, M. S:; Park, K.Y. (2017): PH, molaarse suhte ja eeltöötluse mõju fosfori taastumiseks anaeroobselt seeditud sigade heitvee heitveest pärineva. Keskkonnatehnika uuringud 22 (1), 2017. 12-18.
  • Rahman, M., Salleh, M., Ahsan, A., Hossain, M., RA, C. (2014): aeglase vabanemise kristallväetise tootmine veekogude kaudu läbi strukviit kristallisatsiooni. Araabia. J. chem 7, 139 – 155.

Seonduvad postitused

Faktid Tasub teada

Kuidas ultraheli sademed toimivad?

Ultraheli mõjutab tuuma-ja kristallkasvu, protsessi, mida nimetatakse sonokristallisatsioon.
Esiteks, rakendamine ultraheli võimaldab mõjutada tuuma kiirus, kus on tahke kristallid vormi vedel lahendus. Suure võimsusega ultrasond loob kavitatsiooni, mis on vaakummullide kasv ja implosioon vedelas keskkonnas. Vaakummullide implosioon tutvustab süsteemi energiat ja vähendab kriitilist liigset vaba energiat. Seega alustatakse külvamise punkte ja tuumad kõrge kiirusega ja varaseimal ajal. Vahel kavitatsioon mull ja lahendus, pool soluudi molekuli on solveerinud lahusti, samas kui teine pool molekuli pind on kaetud kavitatsioon mull, nii et solveerimine määr väheneb. Soluudi molekuli taaslahustumine on välistatud, samas kui molekulide koagulatsioon lahuses suureneb.
Teiseks, ultrahelitöötlus soodustab kristallkasvu. Ultraheli segamine soodustab kristallide kasvu, kallades molekulide massiülekannet ja agregatsiooni.
Ultraheliga saavutatud tulemusi saab reguleerida ultrahelitöötlusrežiimiga:
Pidev sonikatsioon:
Pidev ultraheli töötlemine lahendus toodab palju tuumu saite, nii et suur hulk väikseid kristallid on loodud
Pulsitud ultrahelitöötlus:
Impulssiline/tsükliline ultrahelitöötlus võimaldab täpset kontrolli kristallsuuruse üle
Sonikatsioon tuuma käivitamiseks:
Kui ultraheli rakendatakse ainult kristalliseerimisprotsessi alguses, moodustub piiratud arv tuumad, mis on kasvanud suuremaks.

Ultraheliuuring kristalliseerimise ajal võib mõjutada ja kontrollida kristallstruktuuride kasvukiirust, suurust ja kuju. Ultrahelitöötluse erinevad variandid muudavad sono-kristallisatsiooni protsesse täpselt kontrollitavaks ja korrutamiseks.

ultraheli kavitatsioon

Kui kõrge intensiivsusega ultraheli läbib vedeliku keskmise, kõrge rõhu (kompressioon) ja madala rõhu (rarefaction) lained on vahelduv läbi vedeliku. Kui vedeliku üle piiri ületavate ultraheli lainete põhjustatud negatiivne rõhk on piisavalt suur, ületab vedeliku molekulide vaheline kaugus minimaalse molekulvahemaa, mis on vajalik vedeliku puutumata saamiseks, ja seejärel vedelik puruneb, nii et vaakum õhumullid või voidid. Need vaakummullid on tuntud ka kui kavitatsioon Mullid.
Kavitatsioon mullid, mida kasutatakse ultraheli rakenduste jaoks, nagu segamine, hajutamine, freesimine, kaevandamine jne esineb ultraheli intensiivsuse all, mis ületab 10 Wcm2. Kavitatsioon mullid kasvavad üle mitme akustilise madala rõhu/kõrge rõhu tsüklit, kuni nad jõuavad dimensiooni, kus nad ei suuda absorbeerida rohkem energiat. Kui kavitatsioon mull on saavutanud maksimaalse suuruse, see kupatab vägivaldselt ajal compression tsükkel. Mööduv kavitatsioon mull vägivaldne kokkuvarisemised tekitab äärmuslikke tingimusi nagu väga kõrged temperatuurid ja surve, väga kõrge rõhu ja temperatuuri erinevused ja vedel joad. Need jõud on ultraheli rakendustes kasutatavate keemiliste ja mehaaniliste mõjude allikaks. Iga kokkuvarisevad mulli võib pidada mikroreaktorina, kus on loodud hetkeline mitu tuhat kraadi ja surve kõrgem kui 1000 keskkonnad (Suslick et Al 1986].

Ultraheli/akustiline kavitatsioon loob väga intensiivne jõud, mis avab raku seinad, mida tuntakse lüüsi (vajuta suurendamiseks!)

Ultraheli ekstraheerimine põhineb akustilisel kavitatsioonil ja selle hüdrodünaamilistel nihkejõududel

Fosfori

Fosforit on hädavajalik, taastumatu ressurss ja eksperdid juba ennustavad, et maailm tabab “Fosfor-piigi”, st aeg, millest alates ei saa tarne enam rahuldada suurenenud nõudlust umbes 20 aasta jooksul. Euroopa Komisjon on juba liigitanud fosfori kriitilise toorainena.
Reoveesetteid kasutatakse sageli põldudel levivad väetisena. Kuna reoveesetteid ei sisalda ainult väärtuslikke fosfaate, vaid ka kahjulikke raskmetalle ja orgaanilisi saasteaineid, piiravad paljud riigid, näiteks Saksamaa, õigusaktidega, kui palju reoveesetteid saab kasutada väetisena. Paljudes riikides nagu Saksamaa on ranged väetismäärused, mis piiravad saastumist raskmetallide rangelt. Kuna fosforit on piiratud ressurss, nõuab Saksa reoveesetete määrus 2017, et reoveepuhasti operaatorid taaskasutatakse fosfaate.
Fosforit võib taaskasutada reovee, reoveesetete, samuti põletatavate reoveesetete tuhast.

Fosfaadi

Fosfaat, anorgaaniline kemikaal, on fosforhappe sool. Anorgaanilised fosfaadid kaevandatakse, et saada fosforit põllumajanduses ja tööstuses kasutamiseks. Orgaanilise keemia, fosfaadi või organofosfaatide puhul on fosforhappe Ester.
Ärge ajenda nime fosforit elemendi fosforiga (keemiline sümbol P). Need on kaks erinevat asja. Lämmastikugrupi multivalentne mittemetalist, fosfori tavaliselt leitakse anorgaaniliste fosfaatide kivid.
Orgaanilised fosfaadid on olulised biokeemia ja biogeokeemia valdkonnas.
Fosfaat on ioonipo nimi43-. Fosforhape on seevastu triprothappe H3PO3 nimi. See on kombinatsioon 3 H+ ja üks foshite (PO33-Ion.
Fosfor on keemiline element, millel on sümbol P ja aatomnumber 15. Fosforiühendeid kasutatakse laialdaselt ka lõhkeainete, närviainete, hõõrdumisvõistluste, ilutulestiku, pestitsiidide, hambapasta ja detergentide puhul.

Struviidina

Struvite, mida nimetatakse ka magneesiumammooniumfosfaadina (MAP), on fosfaadi mineraalne Keemiline valem NH4(MgPO)4· 6H2O. Struvite kristallisiseerib orthorhombic süsteemi valge kuni kollakas või pruunikasvalged püramiidkristallid või platvormikujulise kujul. Olles pehme mineraal, struviidina on MOHs kõvadus 1,5 et 2 ja madala spetsiifilise raskusastmega 1,7. Neutraalsetes ja leeliselises tingimustes on struviidina vaevalt lahustuv, kuid seda saab kergesti lahustada Happes. Struvite kristallid vormi kui on mutt Muti Muti suhe (1:1:1) magneesiumi, ammoniaagi ja fosfaadi reovee. Kõik kolm elementi – magneesiumi, ammoniaagi ja fosfaadi – esinevad tavaliselt heitvees: magneesium, mis on pärit peamiselt pinnasest, merevveest ja joogivett, ammoniaak on jaotatud karbamiidist ja fosfaadist, mis tuleb toidu, seebi ja detergentide heitvette. Nende kolme elemendi puhul on struviidina tõenäolisem, et neil on suurem pH-väärtus, kõrgem juhtivus, madalamad temperatuurid ning magneesiumi, ammoniaagi ja fosfaatide kõrgemad kontsentratsioonid. Jäätmevoogudest saadud fosfori taaskasutamine kui struviidina ja ringlussevõtt nende toitainete kui põllumajanduse väetisena on paljulubav.
Struvite on väärtuslik aeglane vabastav Mineraalväetis, mida kasutatakse põllumajanduses, mille eeliseks on granuleeritud, kergesti kasutatav ja lõhnavaba.