Ultraäänen vaikutukset saostukseen ja vaahdotukseen

Teollisuuden jätevedet ovat usein voimakkaasti happamoituneita rikkihapon liiallisen käytön vuoksi. Raskasmetalleja sisältäviä happamoituneita jätevesiä käsitellään tavallisesti kemiallisella saostuksella koagulaation ja flokkulaation jälkeen. Ultraääniesikäsittely ennen vaahdotusta paransi merkittävästi saostuksen aikana muodostuneen sinkkihydroksidin flokkulaatiota. Lisäksi ultraäänikäsittely edisti sinkkihydroksidin mekaanista poistamista kipsihiukkasten pinnoilta.

Vaahdotus ja ultraääniesikäsittely

Hienojakoiset hiukkaset aiheuttavat erityisiä ongelmia vaahdotuksessa. Saannot pienenevät usein, kun hiukkaskoko alittaa tietyn kriittisen rajan. Gaudinin ja hänen työtovereidensa varhaiset tutkimukset (1931) osoittivat, että kuparin, sinkin ja lyijyn sulfidimineraalien saannot ovat suurimmillaan, > 95%, hiukkaskokoalueella 10–100 µm, mutta alle 10 µm:n hiukkaskoossa saannot laskevat alueelle 70–85%. Trahar ja Warren (1976) ovat koonneet yhteen monien yleisesti vaahdotettavien mineraalien havaitut hiukkaskokoalueet, joilla saanto on suurimmillaan tavanomaisissa koeolosuhteissa. Näitä hiukkaskokoalueita on monissa tapauksissa laajennettu muuttamalla olosuhteita ja säätämällä harkitusti kemiallisia ja fysikaalisia parametreja.
Ultraäänikäsittely on toimiva esikäsittely raskasmetallien, kuten raudan, sinkin ja kuparin, poistamiseen happamista kaivosten valumavesistä ja muista metallipitoisista jätevesistä.

Ultraäänisaostus

Tehoultraääntä käytetään laajalti epäpuhtauksien poistamiseen mineraaleista. Tutkimukset ovat osoittaneet, että ultraäänikäsittely edistää sinkin poistamista hydroksidisakoista sekä sinkkihydroksidi- ja kipsisakkojen erottamista liuenneen ilman vaahdotuksella. Tutkimuksissa, joissa karboksimetyyliselluloosaa (CMC) käytettiin kalsiumoksidimineraalien painajana vaahdotuksessa, on osoitettu, että ultraäänikäsittely parantaa sinkkihydroksidin mekaanista poistamista kipsihiukkasten pinnalta.

Kuparin poistumisen vertailu ajan funktiona tutkittavasta liuoksesta, kun käytetään ultraääniesikäsittelyn ja Denver-kennon yhdistelmää, pelkkää Denver-kennoa tai ultraäänen ja Denver-vaahdotuskennon samanaikaista käyttöä. (Ishak & Rowson 2009)

Ultraäänen vaikutukset vaahdotukseen

Ishak ja Rowson (2009) osoittivat, että ultraääniesikäsittely tehostaa raskasmetallien (eli raudan, sinkin ja kuparin) poistamista happamista kaivosten valumavesistä, kun se yhdistetään vaahdotusjärjestelmään. Tutkimuksessa käytettiin Denver-vaahdotuskennoa. He havaitsivat, että ultraäänikäsittely ultraääniprosessin alkuvaiheessa eli vaahdotusajan ensimmäisten 2 minuutin aikana on tehokkainta ja antaa parhaat tulokset vaahdotuksen tehostamisessa. Tehoultraäänen ja Denver-vaahdotuskennon yhdistelmäkäsittelyllä saavutettiin jopa 3%:n ero poistumisessa verrattuna pelkkään Denver-kennoon. Metallin saostumisen kannalta oikea pH ja sopivan vaahdotusaineen optimaalinen annostus ovat muita keskeisiä tekijöitä ultraäänellä tehostetun vaahdotusprosessin onnistumisessa.

Raudan (Fe) poistumisen vertailu ajan funktiona tutkittavasta liuoksesta, kun käytetään ultraääniesikäsittelyn ja Denver-kennon yhdistelmää, pelkkää Denver-kennoa tai ultraäänen ja Denver-vaahdotuskennon samanaikaista käyttöä. (Ishak & Rowson 2009)

Sinkin (Zn) poistumisen vertailu ajan funktiona tutkittavasta liuoksesta, kun käytetään ultraääniesikäsittelyn ja Denver-kennon yhdistelmää, pelkkää Denver-kennoa tai ultraäänen ja Denver-vaahdotuskennon samanaikaista käyttöä. (Ishak & Rowson 2009)

Suorituskykyiset ultraäänilaitteet

Hielscher Ultrasonics on pitkän kokemuksen omaava kumppanisi suorituskykyisessä ultraäänikäsittelyssä. Hielscher tarjoaa käyttötarkoitukseesi parhaiten soveltuvat ultraäänilaitteet kattavasta valikoimastaan, joka ulottuu pienikokoisista laboratorion ultraäänilaitteista pöytämallisiin ultraääniprosessoreihin ja täysimittaisiin teollisiin ultraäänijärjestelmiin. Hielscher tarjoaa esimerkiksi vaahdotukseen, hiukkasten pintojen puhdistukseen ja dispergointiin suorituskykyisiä ultraäänilaitteita, jotka toimivat luotettavasti 24/7 suurilla kuormituksilla ja vaativissa ympäristöissä. Hielscher Ultrasonics -yhtiön teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudeja. Jopa 200µm suuruisia amplitudeja voidaan käyttää helposti jatkuvassa 24/7-käytössä. Ultraääniprosessin parametrien tarkka hallinta, parametrien helppo asettaminen ja säätäminen kosketusnäytöllä tai selaimen kautta tapahtuvalla etäohjauksella, automaattinen tietojen tallennus sisäänrakennetulle SD-kortille sekä liitettävät lämpötila- ja paineanturit varmistavat käyttäjäystävällisyyden, korkealaatuiset käsittelytulokset ja tasaisen tuotelaadun.
Asiakkaamme ovat tyytyväisiä Hielscher Ultrasonic -yhtiön järjestelmien erinomaiseen kestävyyteen ja luotettavuuteen. Järjestelmien asennus raskaan käytön sovelluksiin, vaativiin ympäristöihin ja 24/7-käyttöön varmistaa tehokkaan ja taloudellisen käsittelyn. Prosessin tehostaminen ultraäänellä lyhentää käsittelyaikaa ja tuottaa parempia tuloksia eli korkeampaa laatua, suurempia saantoja ja innovatiivisia tuotteita.

Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: