פתרונות שונים להתאוששות זרחן מ בוצה ביוב עירונית

זרחן הוא מינרל משאב קריטי, אשר האספקה הטבעית פוחתת במהירות. כתוצאה מכך, ממשלת גרמניה חוקקה בצו כי החל משנת 2029 יש לשחזר במידה רבה את הזרחן מביוב. היישום של אולטרסאונד כוח פותח אפשרויות שונות כדי להגביר את ההתאוששות של זרחן מן בוצה ביוב עירונית.

מתקני טיהור בוצה וביוב ומיחזור זרחן

בוצה שפכים עשירה בזרחן. אפשרויות טיפול קולי שונות זמינות כדי להגביר את ההתאוששות של זרחן מן בוצה ביוב.זרחן הוא מרכיב קריטי, בשימוש נרחב כמו דשן וחומר גלם בתעשייה כימית ותרופות בסדר. בשל המשאבים הזמינים המתכווצים במהירות, ממשלת גרמניה יישמה חוק לפיו על כל מפעל טיהור השפכים העירוני לקבוע מדידה להשבת זרחן מפסולת הביוב העירונית. היישום של אולטרסאונד ביצועים גבוהים מציע אפשרויות טיפול שונות, אשר להגדיל את היעילות של התאוששות זרחן באופן משמעותי.

בקשת מידע





מערכת אולטרסאונד בעוצמה גבוהה לטיפול מוטבע של מי שפכים בוצה ביוב. Sonication מקדם התפוררות ביומסה לעיכול בוצה אנאירובי טוב יותר והתאוששות תזונתית (למשל, זרחן, חנקן, מגנזיום, אשלגן, סידן וכו ')

טיפול בוצה ביוב נהנה בכבדות מיישום של אולטרסאונד: Sonication משפר התפוררות והתאוששות תזונתיים (למשל, זרחן)

מתקני טיפול בוצה שפכים וביוב להשתמש אולטרסאונד לעיכול בוצה משופרת והתאוששות ממזון (למשל, זרחן)

צמחי מי שפכים להשתמש אולטרסאונד לעיכול בוצה משופרת והתאוששות של חומרים מזינים כגון זרחן.

התפוררות בוצה ביוב אולטרה סאונד להתאוששות פורשופרוס משופרת

הקרנת בוצה ביוב עם גלי אולטרסאונד חזקים הוכח בבירור כדי לשפר את התפוררות הביומסה בוצה ביוב. מחקרים רבים הראו את היתרונות של פסולת קולית מופעל טיפול בוצה ומערכות אולטרסאונד תעשייתיות שונות פועלים במפעלים לטיפול בשפכים עירוניים בגרמניה.
טיפול מקדים אולטרה סאונד של מצעים בוצה ביוב יש כמה השפעות מועילות עבור תהליכי עיכול אנאירובי. יתרונות אלה כוללים הפחתת גודל החלקיקים, הגדלת קצב ההידרוליזה וקיצור זמן השמירה ההידראולית.
כוחות גיסת cavitational שנוצר על ידי גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה / בתדר נמוך לגרום להתפרקות של מורפולוגיה פלוק בוצה ואת המבנה המיקרוביאלי של בוצה.
צוות המחקר של נגוין הראה במחקריהם "כי היישום של אולטרסאונד יעיל מאוד בהפחתת גודל החלקיקים של ביומסה, השגת ירידה לגודל חלקיקים ממוצע של >78.78% פרופורציונלי למשך הזמן ועוצמת החשיפה לקרינה קולית. זה הצביע על כך שחלקיקי הבוצה התפרקו וגודל חלקיקי הבוצה ירד, בהתבסס על קשר הפוך בין זמן sonication וגודל חלקיקי הפלוקט. היישום היה יעיל מאוד, למרות העובדה כי תצפיות פלוק בוצה לפני הטיפול גילה כי פלוגי בוצה היו צפופים וקומפקטיים מאוד, מורכבים תת תאים רבים עם ליבות קומפקטיות, אשכולות תאים, מושבות חיידקים, פרוטוזואה, וחיידקים חוטיים, בין היתר. ניתוח של השפכים מראה כי התהליך הקולי התפרק באופן משמעותי את השלמות המבנית של פלוני בוצה בכל הגדלים. חתיכות Floc צומצמו עד ≤6.5 מיקרומטר בתנאי טיפול אופטימליים, והם מומסים תרחיף בוצה לאחר 5-10 דקות של טיפול קולי עם תדר אולטרסאונד נמוך של 20 kHz." (נגוין ואח', 2015)
בוצה ביוב מתפוררת ביעילות, כלומר. בוצה sonicated, מראה תכונות הפרדה משופרת באופן משמעותי המאפשר להסיר שברים עשירים זרחן מן ביומסה שברים דמויי ג'ל, כמו גם מים. cavitation אולטרה סאונד משבש מבני תאים של ביומסה בוצה ביוב ומאפשר את השבר הבא לשלושה שברים של (i) סיבים עשירים תאית, (ii) ג'ל עשיר בחומרים מזינים, ו -(iii) נוזל כי הוא לתסיסה בקלות. אלה שלושה שברים של בוצה ניתן לעבד עוד יותר, למשל התאוששות זרחן, הסרת מתכת כבדה וכו '.

היתרונות של טיפול בוצה ביוב אולטרה סאונד

  • עיכול אנאירובי משופר
  • גודל חלקיקים קטן יותר של חתיכות פלוק
  • התאוששות משופרת של זרחן, מינרלים ומתכות (כבדות)
  • חלופה נטולת כימיקלים לספיחה קונבנציונלית

משקעים רטובים-כימיים מוגברים באולטרסאונד של זרחן

Ultrasonication היא טכניקה ידועה המשמשת מאז פעמים ארוכות בכימיה עבור משקעים siccesssful ויעיל של מינרלים, חלקיקים וגבישים. עבור התאוששות זרחן מן בוצה ביוב, sonication מוחל על מנת לקדם ולהאיץ את המשקעים של struvite. סטרויט (מגנזיום אמוניום פוספט) הוא מינרל פוספט עם פורמולה NH4מדיניות MgPO4· 6H2 O, אשר מציע פתרון פשוט כדי להסיר זרחן בצורה קשורה בוצה פסולת.
במהלך תהליך התגבשות סטרויט /משקעים, היונים PO43NH,4+ו-Mg,2 + מוסרים מן השלב הנוזלי עקב משקעים struvite, עד התגובה מגיעה לשיווי המשקל.

גבישי סטרוביט יכולים להיות מזודרים מבוצה ביוב. Sonication משפר את תהליך ההתאוששות. Sonication מקדם את תהליך המשקעים והופך את ההתאוששות של זרחן קשור struvite באופן משמעותי יעיל יותר.

גבישי סטרוביט זיינחו מקהיטי חזירים.
(תמונה ולימוד: ©קים ואח' 2017)

כאשר ultrasonication מוחל כמו בוצה טרום טיפול לפני תהליך משקעים struvite, cavitation המושרה באולטרסאונד מספק ערבוב thourough ברמה המולקולרית מתן שטח פנים פעיל לצמיחת גביש. עלייה בשיעור solubilization של חומרים חוץ תאיים תאיים, יתרונות נוספים משקעים struvite על ידי הגדלת הזמינות הביולוגית של NH4+ ו PO43 יונים. הטיפול sonication תוצאות העברת מסה הקלה דרך תרחיף, אשר נגרמת על ידי cavitation קולי.
Sonication יכול להיות מיושם גם ליקר פחמתי הידרותרמי, שבו זרחן ממוחזר כמו struvite מן ליקר קרבוניזציה הידרותרמית באמצעות מיצוי משקעים בסיוע באולטרסאונד.
קרא עוד על משקעים סטרוביט בקנה מידה גדול להתאוששות זרחן מ בוצה ביוב!

תא זרימה אולטרה סאונד עם 4x 4kW כוח-אולטרסאונד לטיפול בוצה ביוב כגון התפוררות משופרת והתאוששות זרחן.

מערכת קולית תעשייתית לטיפול בוצה ביוב בקנה מידה גדול במצב זרימה רציפה.

בקשת מידע





סונו-פנטון לשחרור זרחן מברדת ביוב

המחקר של גונג ואח ' (2015) הדגים את היעילות של אולטרסאונד משולב- פנטון (הידוע גם בשם סונו-פנטון) טיפול מראש להתפוררות בוצה ביוב. החלת הטיפול אולטרסאונד-פנטון גדל באופן משמעותי פחמן, חנקן ושחרור זרחן. הטיפול בסנו-פנטון הגדיל את סך החנקן (N) והזרחן (P) פי 1.7 ו-2.2, בהתאמה, בהשוואה לטיפול בפנטון בלבד. לאחר הטיפול בסונו-פנטון, הבוצה הראתה גודל חלקיקים עדין בהרבה ומיקרו-מבנה רפוי יותר המבוסס על סריקת מיקרוסקופיית אלקטרונים. באמצעות תהודה סיבוב אלקטרונים, עוצמת האות הגבוהה ביותר OH • גדלה מ 568.7 על ידי טיפול פנטון ל 1106.3 לאחר הטיפול סונו-פנטון. זה הוכיח כי הטיפול סונו-פנטון גורם להתפוררות של בוצה ומשפר את שחרורו של פחמן אורגני, חנקן וזרחן באופן משמעותי.

תאי דלק מיקרוביאליים מוגברים באולטרסאונד

טיפול מקדים אולטרה סאונד של בוצה ביוב מקדם solubilization של תרכובות אורגניות שונות מטריצת בוצה, אשר לאחר מכן מאיץ את אלקטרוהידרוגנזה מיקרוביאלית.
יותר ו Ghangrekar (2010) לתרום את ההשפעות המועילות של sonication מראש טיפול על תאי דלק מיקרוביאליים לפעילויות אנזימטיות משופרת ואת הזמינות של חלבונים חוץ תאיים, פוליסכרידים ואנזימים, אשר משתחררים מן השכבות הפנימיות של פלחי בוצה לשכבות החיצוניות על ידי sonoporation קולי שיבוש תאים, וכתוצאה מכך יעילות ניצול מצע משופרת. לשיפור קציר החשמל מתאי הדלק המיקרוביאליים, יש צורך בשיפור יכולת העברת האלקטרונים של החיידקים לחומר מוצק חוץ-תאי. העברת אלקטרונים חוץ-תאית זו יכולה להתרחש במגע ישיר בין פני השטח של התא לבין פני השטח המוצקים או בעקיפין באמצעות המתווכים האקסוגניים והאאנדוגניים כביכול. להעברת אלקטרונים ישירה בין חיידקים למשטח אלקטרודה, האלקטרון צריך להגיע לממברנה החיצונית של התא. תופעה זו אולי התרחשה עקב ultrasonication מראש טיפול שניתן inoculum כאשר האנרגיה שסופקה ספציפית היה מספיק; לפיכך, העדפת יעילות קולומבית גבוהה יותר.
תהליך אלקטרוליזה מיקרוביאלית מוגבר באולטרסאונד יכול להיות משולב עם תהליכי תסיסה הבאים לטיפול בוצה.

טיפול בוצה ביוב סונו-אלקטרוכימי

ציוד Sonoelectrochemical להתאוששות זרחן בקנה מידה גדול מ בוצה ביובElectrocoagulation הוא תהליך פשוט, אשר ניתן ליישם בקלות על מי שפכים ומאפשר טיפול בכמויות גדולות ביעילות וחסכוני. Ultrasonication מסייע להתגבר על החיסרון העיקרי של תהליכי electrocoagulation על ידי מניעת היווצרות של שכבות פסיביות מן האלקטרודות. סרטים פסיביים היוצרים על פני השטח האלקטרודה לאורך זמן, להפחית באופן דרסטי את היעילות של מערכות electrocoagulation ואולטרסאונד היא שיטה להקל על הסרת שכבות פסיביות אלה ברציפות במהלך הפעולה, בעוד באותו זמן sonication מגביר את המחזור של מערכות electrocoagulation. גלים אולטרה סאונד לשבור משקעים שנוצרו על פני השטח אלקטרודה וליצור כמויות גבוהות של מינים רדיקליים כדי להסיר מזהמים על ידי יצירת נקודות לחץ גבוה בתוך הפתרון במהלך תופעת cavitation. על ידי שילוב אלקטרוקולציה עם קולי, בשל יצירת משטחים חדשים על האלקטרודה על ידי cavitation או מיקרו הזרמה, הירידה בעובי שכבת ההפצה מחמירה על ידי הגדלת שיעורי העברת ההמונים. Sono-electrocoagulation מגביר את כמות היווצרות קרישה לעומת electrocoagulation, ואת flocculation משופרת על ידי ערבוב קיצוני חמצון על ידי היווצרות רדיקלים חופשיים; לכן להגיע ליעילות הרצויה אפשרי בזמן הקצר ביותר.
(מורדי ואח', 2021)

היתרונות של סונואלקטרוכימיה וסנואלקטרוגציה

"Sonoelectrochemistry הוא שילוב של אנרגיה קולית במערכת אלקטרוכימית המציעה מספר יתרונות, כולל הסרת בועת גז על פני השטח אלקטרודה, degassing פתרון, שיבוש של שכבת דיפוזיה Nernst, שיפור של הובלת המונית של מינים אלקטרואקטיביים דרך השכבה הכפולה, ואת ההפעלה והניקוי של פני השטח אלקטרודה. יתרונות אלה באלקטרוכימיה מובילים לשיפור יעילות התהליכים (אלקטרודה ויעילות שוטפת), קצבים ותפוקות אלקטרוכימיים מוגברים, ירידה במתח התאים ובאלקטרודה overpotentials, חומרים אלקטרו-התפלים משופרים מבחינת קשיות, איכות, נקבוביות ועובי, ודיכוי עכירת אלקטרודה וגז על פני השטח האלקטרודה." (Foroughi et al., 2021)
קרא עוד על ציוד סונו-אלקטרוכימי והיישומים שלו!

בקשת מידע





מערכות אולטרה סאונד תעשייתיות לטיפול בוצה ביוב

Hielscher אולטרסוניקה מערכות ביצועים גבוהים הם סוס עבודה אמין במתקני טיפול בוצה שפכים וביוב. מערכות אולטראסאונד Hielscher לספק אולטרסאונד בהספק גבוה ב 20kHz, אשר יוצר cavitation אקוסטי אינטנסיבי. ההשפעות של הטיפול הקולי בעוצמה גבוהה שלנו כוללות הפרעה לתאים והתפוררות, העברת מסה גבוהה, חיטוי, פירוק של פולימרים, שחרור אנזימים והומוגניזציה של הבוצה. sonication בעוצמה גבוהה משפר את יעילות הטיפול באמצעות הדור של רדיקלים חמצוניים ועל ידי הגידול באתרי התגרענות, הבטחת קרישה טובה יותר הפלוקולציה. הדור האמין והמתמשך של כוחות cavitation קולי אינטנסיבי אלה ואת ההשפעות שלה לאפשר לשלב מעבדי קוליים החזקים שלנו עבור יישומים שונים על מנת לשפר את האנרגיה- וקציר ממזון מן בוצה ביוב.

  • התפוררות אולטרה סאונד של בוצה ביוב
  • עיכול אנאירובי מוגבר באולטרסאונד
  • התאוששות של חומרים מזינים יקרי ערך (זרחן, חנקן, מגנזיום, סידן, אשלגן וכו ')
  • הסרת מזהמים כגון מתכות כבדות

מציע מעבדים קוליים עם כורים זורמים בגדלים שונים, Hielscher אולטרסוניקה יש את בזבוז פסולת קולי אידיאלי ומערכות טיפול בוצה עבור מתקן בוצה הביוב שלך.
העיצוב המודולרי מאפשר את ההקצאה הפשוטה של מספר יחידות קוליות במקביל, מה שהופך טיפול אמין ויעיל של כל נפח אפשרי.
Hielscher כוח גבוה / מערכות אולטראסאונד תפוקה גבוהה להגביר את היעילות ואת התשואה בטיפול ביומסה בוצה ביוב.
בדיקה קולית בעוצמה גבוהה Cascatrode™️ בכור - מותאם לאפקטים sonication מעולהכל ultrasonicators שלנו תכונה ניקוי במקום (CIP).
מתאים לטיפולים תובעניים: בוצה ביוב מכילה לעתים קרובות חומרים סיביים עם תכולת תאית גבוהה, שקשה להתפורר. אולטרסוניקה של הילשר’ מעבדי אולטרה סאונד תעשייתי יכול לספק משרעת גבוהה מאוד. משרעת של עד 200μm ניתן להפעיל בקלות ברציפות בפעולה 24/7. עבור משרעת גבוהה עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. משרעת גבוהה כזו היא דרך יעילה לשבש את המבנה התאי של תאית, ליגנין וקירות תאים חזקים של חומרים אחרים. העיצוב הממוטב של כורי תאי הזרימה שלנו מבטיח דפוסי זרימה אידיאליים ואת הטיפול האולטרה סאונד אחיד ויעיל של בוצה המוזנת.

אנו עובדים עם אינטגרטורים של מערכות ומהנדסים של מפעלי בוצה ביוב

כמו יצרן ובונה מערכת של יחידות מודולריות אולטרה סאונד ביצועים גבוהים, Hielscher אולטרסוניקה עובד יחד עם אינטגרטורים מערכת. רוב מפעילי מתקני טיהור שפכים ובכיוב עובדים עם אינטגרטורים של המערכת, המנוסים היטב בתכנון ואוטומציה של מתקני טיהור כאלה. צוות מהנדסי העיצוב והמהנדסים הטכניים שלנו ממליצים על התצורה האולטרה סאונד האופטימלית עבור נפח בוצה ממוקד, לספק מידע מערכת מפורט, שרטוטי CAD, כמו גם שירות התקנה והכשרה תפעולית. זה מאפשר יישום בונה ומוכוון מטרה של שילוב של אולטרסאונד ביצועים גבוהים במפעלי טיהור שפכים. אנא צרו איתנו קשר אם אתם מעוניינים לשלב את מעבדי הקול שלנו לטיפול בוצה משופר!

היתרונות של Hielscher אולטרסוניקה מערכות טיפול בוצה בוצה

  • יעילות גבוהה עקב cavitation אולטרסאונד אינטנסיבי
  • sonication אחיד עקב עיצוב תא זרימה מעולה
  • קנה מידה ליניארי עד לכל נפח / קצב זרימה
  • יעילות אנרגטית גבוהה / עלות אנרגיה נמוכה
  • בטיחות תפעולית גבוהה
  • עמידה בסטנדרטים תעשייתיים נפוצים
  • פעולת 7/24 תחת עומס מלא
  • אין דרישה לכימיקלים קשים
  • תחזוקה נמוכה / ללא הפרעה לעבודה
  • ROI מהיר
  • אינטגרציה פשוטה ורטרו-התאמה
  • ידידותי לסביבה
איכות, אמינות & בְּטִיחוּת

  • איכות מעולה: מעוצבת ונבנתה בגרמניה
  • שירות טכני, הדרכה ותמיכה מהצוות המנוסה שלנו
  • פעולה ידידותית למשתמש ובטוחה
  • 24/7 הפעולה
  • חוסן יוצא מן הכלל
  • אפשרויות פעולה מוגדרות מראש
  • הגדרות הניתנות לתכנות בקלות
  • דפדפן שלט רחוק
  • פרוטוקול נתונים אוטומטי
  • תחזוקה נמוכה / זמן השבתה נמוך לתחזוקה
  • CIP (ניקוי במקום)

הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו:

נפח תצווה קצב זרימה התקנים מומלצים
0.1 ל 20L 0.2 ל 4 ליטר / דקה UIP2000hdT
10 עד 100 ליטר 2 עד 10L / min UIP4000hdT
N.A. 10 עד 100L / min UIP16000
N.A. יותר גדול אשכול UIP16000

צור קשר עכשיו כדי לקבל פרטים נוספים על Hielscher מערכות טיפול בוצה אולטרה סאונד, אפשרויות התקנה ומידע טכני!

תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס שלהלן כדי לבקש מידע נוסף אודות מעבדים אולטרה סאונד, יישומים ומחיר. נשמח לדון בתהליך שלך איתך ולהציע לך מערכת אולטרה סאונד לפגישה הדרישות שלך!









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


homogenizers גבוה גזרה גבוהה אולטרה סאונד משמשים במעבדה, ספסל העליון, פיילוט ועיבוד תעשייתי.

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת הומוגניזרים אולטראסוניות ביצועים גבוהים עבור ערבוב יישומים, פיזור, אמולסיה וחילוץ על מעבדה, טייס בקנה מידה תעשייתי.



ספרות/הפניות

עובדות שראוי לדעת

יתרונות נוספים של טיפול בוצה ביוב אולטרה סאונד

מלבד היתרונות שהוצגו לעיל של טיפול קולי של בוצה ביוב עירונית, היישום של גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה מראה השפעות חיוביות נוספות כגון מתנוגנזה.
Ultrasonication הוכח להיות מבטיח במונחים של עיכוב methanogenic כפי שהוא מספק תוצאה עקבית. טיפול ultrasonication אולי יש פעילויות אנזימטיות משופרות של exoelectrogens, ואת חדירות וסלקטיביות של קרום התא אשר האיץ חלבונים, פוליסכרידים ואנזימים להעביר משכבות פנימיות של flocs בוצה לשכבות החיצוניות וכתוצאה מכך ניצול מצע משופר ייצור חשמל. (cf. רייצ'אודהורי ובהרה, 2020)

יעילות קולומבית

יעילות קולון או יעילות קולומבית משמשת בדרך כלל לתיאור קיבולת הסוללה המשוחררת. זה מתייחס ליחס של קיבולת הפריקה לאחר הטעינה המלאה ואת קיבולת הטעינה של אותו מחזור. זה בדרך כלל שבריר של פחות מ 1.
יעילות קולומבית (CE) היא היחס בין קיבולת הפריקה (mAh/g) לקיבולת הטעינה (mAh/g) כפול 100.


אולטרסוניקה ביצועים גבוהים! מגוון המוצרים של Hielscher מכסה את הספקטרום המלא מן ultrasonicator המעבדה קומפקטית על יחידות ספסל העליון למערכות אולטראסאונד תעשייתי מלא.

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת homogenizers קולי ביצועים גבוהים מ מַעבָּדָה ל גודל תעשייתי.