અલ્ટ્રાસોનિક કચરો અને કાદવ સારવાર

બાયોગેસ મ્યુનિસિપલ કાર્બનિક કચરો, ગટરના કાદવ, છાણ અથવા ખાતર જેવા સ્ત્રોતોમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ આવા કાર્બનિક પદાર્થોની પાચનક્ષમતામાં સુધારો કરે છે જેનાથી વધુ બાયોગેસ અને ઓછા શેષ કાદવ મળે છે.

બાયોગેસ એ એનારોબિક અથવા એરોબિક બેક્ટેરિયા દ્વારા કાર્બનિક પદાર્થોના વિઘટનની આડપેદાશ છે. તેમાં મુખ્યત્વે મિથેન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડનો સમાવેશ થાય છે. આ બાયોગેસને કુદરતી ગેસ જેવા અશ્મિભૂત ઇંધણ માટે પુનઃપ્રાપ્ય વિકલ્પ બનાવે છે.

ઉર્જાની કિંમતો અને રાસાયણિક અને કાદવના નિકાલના ખર્ચ, પર્યાવરણીય કાયદા અને અન્ય રુચિઓ, જેમ કે ગંધના ઉત્સર્જનમાં ઘટાડો, તેમની પ્રક્રિયા કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે વેસ્ટ ટ્રીટમેન્ટ પ્લાન્ટની જરૂર છે. પાચન પહેલાં કાર્બનિક સામગ્રીનું અલ્ટ્રાસોનિક વિઘટન બાયોગેસ ઉત્પાદનમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે. તે સાથે સોનિકેશન કાદવની પાણીની નિષ્ક્રિયતામાં સુધારો કરે છે અને તે નિકાલ કરવા માટેના અવશેષ કાદવનું પ્રમાણ ઘટાડે છે.

બાયોગેસના ઉત્પાદન માટેના ફીડસ્ટોક્સ વિવિધ એકત્રિત અને ફ્લોક્યુલેટેડ પદાર્થો, રેસા, વાયરસ અને બેક્ટેરિયા, સેલ્યુલોઝ અને અન્ય અકાર્બનિક પદાર્થોનું મિશ્રણ છે. ખોરાકનો કચરો, કાર્બનિક ઔદ્યોગિક અને વ્યાપારી કચરો, જેમ કે ચરબી અથવા વિનાસ, મેસોફિલિક અને થર્મોફિલિક ડાયજેસ્ટર્સ માટે પૂરક ફીડસ્ટોક્સ છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ એ એકંદર અને કોષીય માળખાનો નાશ કરે છે. ઘટક સામગ્રી માળખા પર અસરને કારણે કાદવને વધુ સરળતાથી પાણીયુક્ત કરી શકાય છે. વધુમાં, એકંદર અને કોષ દિવાલોનો નાશ બેક્ટેરિયા દ્વારા વિઘટન માટે અંતઃકોશિક સામગ્રીની જૈવઉપલબ્ધતામાં સુધારો કરે છે.

સોનિકેશન દ્વારા બાયોગેસ ઉપજમાં વધારો

તાજેતરના એક અભ્યાસમાં ગીક મ્યુનિસિપલ સ્લજ ટ્રીટમેન્ટ પ્લાન્ટમાં સોનિકેશન-આધારિત સ્લજ પ્રી-ટ્રીટમેન્ટની અસરોની તપાસ કરવામાં આવી હતી. (ડાબી બાજુનું ચિત્ર પાઇલટ-સ્કેલ સેટઅપ બતાવે છે.) 15 મિનિટ માટે અલ્ટ્રાસોનિક રીતે કાદવની સારવાર કરતા Hielscher UIP1000hdT (20 kHz, 1000 W) નો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રીટ્રીટમેન્ટનો ઉપયોગ એનારોબિક પાચન કામગીરીમાં નોંધપાત્ર વધારો દર્શાવે છે, જે મુખ્યત્વે બાયોગેસ ઉત્પાદનમાં વધારો દર્શાવે છે. સારવાર ન કરાયેલ સ્લજની તુલનામાં, બાયોગેસ ઉપજ આશરે 16 ± 2 NL·d⁻¹ થી વધીને 26 ± 2 NL·d⁻¹ થઈ ગઈ, જે લગભગ 63% ના સુધારાને અનુરૂપ છે. આ ઉન્નતીકરણ સ્લજ ફ્લોક્સ અને કોષ માળખાના અલ્ટ્રાસોનિક વિઘટનને આભારી છે, જેણે દ્રાવ્ય રાસાયણિક ઓક્સિજન માંગ (COD) અને અસ્થિર ફેટી એસિડ સાંદ્રતામાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો, જેનાથી મેથેનોજેનિક સુક્ષ્મસજીવો માટે સબસ્ટ્રેટ જૈવઉપલબ્ધતામાં સુધારો થયો. પરિણામે, મિથેન સામગ્રીમાં ફેરફાર કર્યા વિના ઉચ્ચ ચોક્કસ મિથેન ઉપજ પ્રાપ્ત થઈ, જે લગભગ 62% પર સ્થિર રહી. આ તારણો પુષ્ટિ કરે છે કે ઓછી-આવર્તન, ઉચ્ચ-શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેશન એ હાઇડ્રોલિસિસને વેગ આપીને અને સરળતાથી બાયોડિગ્રેડેબલ કાર્બનિક પદાર્થોના અપૂર્ણાંકને વધારીને એનારોબિક પાચનને તીવ્ર બનાવવા માટે એક અસરકારક પ્રીટ્રીટમેન્ટ વ્યૂહરચના છે. (cf. Gkalipidou et al., 2026)

 
૧૯૯૯ થી, હિલ્સચર વિશ્વભરના મ્યુનિસિપલ અને ઔદ્યોગિક કચરાના શુદ્ધિકરણ સુવિધાઓ સહિત વિવિધ કચરાના પાણીના શુદ્ધિકરણ પ્લાન્ટ્સને ૪૮ કિલોવોટ સુધીની વ્યક્તિગત શક્તિની અલ્ટ્રાસોનિક ડિસઇન્ટિગ્રેશન સિસ્ટમ્સ સપ્લાય કરી રહ્યું છે. આમાંની કેટલીક સિસ્ટમોએ બાયોગેસ ઉપજમાં ૨૫% સુધીનો સુધારો કર્યો છે.

 

નીચે આપેલ કોષ્ટક વિવિધ વોલ્યુમ ફ્લો માટે લાક્ષણિક પાવર આવશ્યકતાઓ દર્શાવે છે. ડાયજેસ્ટરને ખોરાક આપતા પહેલા અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ સામાન્ય રીતે ઇનલાઇન સંકલિત હોય છે. વૈકલ્પિક રીતે, કાર્બનિક સામગ્રીને ડાયજેસ્ટરમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ દ્વારા ડાયજેસ્ટરમાં પાછી ફેરવી શકાય છે. તેથી, અલ્ટ્રાસોનિકેશન સ્ટેપને હાલની સુવિધાઓમાં સરળતાથી રિટ્રોફિટ કરી શકાય છે.

પ્રવાહ દર સાધનસામગ્રી 50 – 200L/કલાક UIP1000hd 200 – 800L/કલાક 4xUIP1000hd 1 – 3m³/કલાક 4xUIP4000 5 – 20m³/કલાક 6xUIP16000 50 – 200m³/કલાક 62xUIP16000

કાદવ અને કચરાના પ્રવાહની પ્રક્રિયા માટે અલ્ટ્રાસોનિકનો ઉપયોગ વિવિધ પરિણામો પ્રાપ્ત કરી શકે છે, જેમ કે:

• બાયોગેસ ઉપજમાં વધારો
• સુધારેલ એનારોબિક વિઘટન
• ડીગેસિંગ અને ફ્લેક વિઘટનને કારણે સેડિમેન્ટેશનની વર્તણૂકમાં સુધારો
• ડેનિટ્રિફિકેશન માટે C/N- ગુણોત્તરમાં સુધારો
• સરપ્લસ કાદવ જાડાઈમાં સુધારો
• સુધારેલ પાચન અને પાણીની નિષ્ક્રિયતા
• ફ્લોક્યુલન્ટ્સની માત્રામાં ઘટાડો
• પાચન પછી અવશેષ કાદવમાં ઘટાડો થવાને કારણે નિકાલનો ઓછો ખર્ચ
• જરૂરી પોલિમરનો ઘટાડો
• ફિલામેન્ટસ બેક્ટેરિયાનો વિનાશ

અમે પાયલોટ સ્કેલ ટ્રાયલ ચલાવવાની ભલામણ કરીએ છીએ દા.ત. 1 થી 4kW સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને. આ તમારા ચોક્કસ પ્રક્રિયા સ્ટ્રીમ માટે સામાન્ય અસરો અને સુધારણા બતાવશે. તમારી સાથે તમારી પ્રક્રિયાની ચર્ચા કરવામાં અને આગળનાં પગલાંની ભલામણ કરવામાં અમને આનંદ થશે.