सीवेज कीचड़ से अल्ट्रासोनिक फॉस्फर रिकवरी

जानने के योग्य तथ्य

अल्ट्रासोनिक वर्षा कैसे काम करती है?

अल्ट्रासोनिकेशन न्यूक्लियेशन और क्रिस्टल विकास को प्रभावित करता है, एक प्रक्रिया जिसे किस रूप में जाना जाता है? सोनोक्रिस्टलीकरण.
सबसे पहले, अल्ट्रासाउंड का आवेदन न्यूक्लियेशन दर को प्रभावित करने की अनुमति देता है, जहां एक तरल समाधान से ठोस क्रिस्टल बनते हैं। हाई-पावर अल्ट्रासोंड कैविटेशन बनाता है, जो एक तरल माध्यम में वैक्यूम बुलबुले की वृद्धि और विस्फोट है। वैक्यूम बुलबुले का विस्फोट सिस्टम में ऊर्जा का परिचय देता है और महत्वपूर्ण अतिरिक्त मुक्त ऊर्जा को कम करता है। इस प्रकार, सीडिंग पॉइंट और न्यूक्लियेशन उच्च दर पर और जल्द से जल्द शुरू किया जाता है। गुहिकायन बुलबुले और समाधान के बीच इंटरफेस में, एक विलेय अणु का आधा हिस्सा विलायक द्वारा हल किया जाता है, जबकि अणु की सतह का दूसरा आधा हिस्सा गुहिकायन बुलबुले द्वारा कवर किया जाता है, ताकि विलायक दर कम हो जाए। विलेय अणु के पुन: विघटन को रोका जाता है, जबकि समाधान में अणुओं का जमावट बढ़ जाता है।
दूसरे, सोनिकेशन क्रिस्टल विकास को बढ़ावा देता है। अल्ट्रासोनिक मिश्रण अणुओं के बड़े पैमाने पर हस्तांतरण और एकत्रीकरण को बढ़ाकर क्रिस्टल के विकास को बढ़ावा देता है।
सोनीशन द्वारा प्राप्त परिणामों को सोनीशन मोड द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है:
सतत सोनिकेशन:
समाधान का निरंतर अल्ट्रासोनिक उपचार कई न्यूक्लियेशन साइटों का उत्पादन करता है, ताकि बड़ी संख्या में छोटे क्रिस्टल बनाए जा सकें
स्पंदित सोनिकेशन:
स्पंदित/चक्रित सोनिकेशन का अनुप्रयोग क्रिस्टल आकार पर सटीक नियंत्रण की अनुमति देता है
न्यूक्लियेशन शुरू करने के लिए सोनिकेशन:
जब क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया की शुरुआत के दौरान केवल अल्ट्रासाउंड लागू किया जाता है, तो नाभिक की एक सीमित संख्या बनती है, जो तब बड़े आकार में उगाई जाती है।

क्रिस्टलीकरण के दौरान अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके, क्रिस्टल संरचनाओं की वृद्धि दर, आकार और आकार को प्रभावित और नियंत्रित किया जा सकता है। सोनीशन के विभिन्न विकल्प सोनो-क्रिस्टलीकरण प्रक्रियाओं को ठीक से नियंत्रणीय और दोहराने योग्य बनाते हैं।

अल्ट्रासोनिक cavitation

जब उच्च तीव्रता वाला अल्ट्रासाउंड एक तरल माध्यम को पार करता है, तो उच्च दबाव (संपीड़न) और कम दबाव (दुर्लभ) तरंगें तरल के माध्यम से बारी-बारी से होती हैं। जब एक तरल को पार करने वाली अल्ट्रासोनिक तरंग के कारण होने वाला नकारात्मक दबाव काफी बड़ा होता है, तो तरल के अणुओं के बीच की दूरी तरल को बरकरार रखने के लिए आवश्यक न्यूनतम आणविक दूरी से अधिक हो जाती है, और फिर तरल टूट जाता है ताकि वैक्यूम बुलबुले या voids बनाए जाएं। उन वैक्यूम बुलबुले के रूप में भी जाना जाता है गुहिकायन बुलबुले।
कैविटेशन बुलबुले बिजली अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोगों जैसे मिश्रण के लिए उपयोग किया जाता है, फैलाना, निरुद्देश्य घूमना, कुल आदि 10 Wcm से अधिक अल्ट्रासाउंड तीव्रता के तहत होते हैं². गुहिकायन बुलबुले कई ध्वनिक कम दबाव / उच्च दबाव चक्रों पर बढ़ते हैं जब तक कि वे एक आयाम तक नहीं पहुंच जाते जहां वे अधिक ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकते। जब एक गुहिकायन बुलबुला अपने अधिकतम आकार तक पहुंच गया है, तो यह एक संपीड़न चक्र के दौरान हिंसक रूप से फट जाता है। एक क्षणिक गुहिकायन बुलबुले के हिंसक ढहने बहुत अधिक तापमान और दबाव, बहुत उच्च दबाव और तापमान अंतर और तरल जेट जैसी चरम स्थितियां पैदा करते हैं। वे बल अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले रासायनिक और यांत्रिक प्रभावों का स्रोत हैं। प्रत्येक ढहने वाले बुलबुले को एक माइक्रोरिएक्टर माना जा सकता है जिसमें कई हजार डिग्री के तापमान और एक हजार वायुमंडल से अधिक दबाव तुरंत बनाए जाते हैं [Suslick et al 1986]।

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ध्वनिक cavitation और इसकी हाइड्रोडायनामिक कतरनी बलों पर आधारित है

फ़ॉसफ़ोरस

फास्फोरस एक आवश्यक, गैर-पुनर्योजी संसाधन है और विशेषज्ञ पहले से ही भविष्यवाणी करते हैं कि दुनिया हिट होगी “फॉस्फोर पीक”, यानी वह समय जिससे आपूर्ति अब लगभग 20 वर्षों में बढ़ी हुई मांग को पूरा नहीं कर सकती है। यूरोपीय आयोग ने पहले ही फास्फोरस को एक महत्वपूर्ण कच्चे माल के रूप में वर्गीकृत किया है।
सीवेज कीचड़ का उपयोग अक्सर खेतों में फैले उर्वरक के रूप में किया जाता है। हालांकि, चूंकि सीवेज कीचड़ में न केवल मूल्यवान फॉस्फेट होता है, बल्कि हानिकारक भारी धातुओं और कार्बनिक प्रदूषक भी होते हैं, जर्मनी जैसे कई देश, कानून द्वारा प्रतिबंधित करते हैं कि उर्वरक के रूप में कितना सीवेज कीचड़ इस्तेमाल किया जा सकता है। जर्मनी जैसे कई देशों में कड़े उर्वरक नियम हैं, जो भारी धातुओं के साथ संदूषण को सख्ती से सीमित करते हैं। चूंकि फास्फोरस एक सीमित संसाधन है, इसलिए 2017 से जर्मन सीवेज कीचड़ विनियमन के लिए फॉस्फेट को रीसायकल करने के लिए सीवेज प्लांट ऑपरेटरों की आवश्यकता होती है।
फास्फोरस को अपशिष्ट जल, सीवेज कीचड़, साथ ही भस्म सीवेज कीचड़ की राख से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है।

फॉस्फेट

एक फॉस्फेट, एक अकार्बनिक रसायन, फॉस्फोरिक एसिड का एक नमक है। कृषि और उद्योग में उपयोग के लिए फास्फोरस प्राप्त करने के लिए अकार्बनिक फॉस्फेट का खनन किया जाता है। कार्बनिक रसायन विज्ञान में, एक फॉस्फेट, या ऑर्गनोफॉस्फेट, फॉस्फोरिक एसिड का एक एस्टर है।
फॉस्फोरस नाम को फॉस्फोरस तत्व (रासायनिक प्रतीक पी) के साथ भ्रमित न करें। वे दो अलग-अलग चीजें हैं। नाइट्रोजन समूह की एक बहुसंयोजक अधातु, फास्फोरस आमतौर पर अकार्बनिक फॉस्फेट चट्टानों में पाया जाता है।
जैव रसायन और जैव-रसायन विज्ञान में कार्बनिक फॉस्फेट महत्वपूर्ण हैं।
फॉस्फेट आयन पीओ का नाम है₄^3-. दूसरी ओर, फॉस्फोरस एसिड, ट्राइप्रोटिक एसिड H3PO3 का नाम है। यह 3 घंटे का संयोजन है⁺ आयन और एक फॉस्फेट (पीओ₃^3-) आयन।
फास्फोरस रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक P और परमाणु संख्या 15 है। फास्फोरस यौगिकों का व्यापक रूप से विस्फोटक, तंत्रिका एजेंट, घर्षण मैच, आतिशबाजी, कीटनाशक, टूथपेस्ट और डिटर्जेंट में भी उपयोग किया जाता है।

स्ट्रुवाइट

स्ट्रुवाइट, जिसे मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट (एमएपी) भी कहा जाता है, रासायनिक सूत्र एनएच के साथ एक फॉस्फेट खनिज है₄एमजीपीओ₄·6एच₂O. Struvite ऑर्थोरोम्बिक प्रणाली में सफेद से पीले या भूरे-सफेद पिरामिड क्रिस्टल या प्लेटलेट जैसे रूपों में क्रिस्टलीकृत होता है। एक नरम खनिज होने के नाते, स्ट्रुवाइट में 1.5 से 2 की मोह कठोरता और 1.7 का कम विशिष्ट गुरुत्व होता है। तटस्थ और क्षारीय परिस्थितियों में स्ट्रुवाइट शायद ही घुलनशील होता है, लेकिन एसिड में आसानी से भंग किया जा सकता है। अपशिष्ट जल में मैग्नीशियम, अमोनिया और फॉस्फेट के तिल से तिल अनुपात (1: 1: 1) होने पर स्ट्रुवाइट क्रिस्टल बनते हैं। सभी तीन तत्व – मैग्नीशियम, अमोनिया और फॉस्फेट – सामान्य रूप से अपशिष्ट जल में मौजूद होते हैं: मैग्नीशियम मुख्य रूप से मिट्टी, समुद्री जल और पीने के पानी से आता है, अमोनिया अपशिष्ट जल में यूरिया से टूट जाता है, और फॉस्फेट भोजन, साबुन और डिटर्जेंट से अपशिष्ट जल में आता है। इन तीन तत्वों के मौजूद होने के साथ, स्ट्रुवाइट उच्च पीएच मानों, उच्च चालकता, कम तापमान और मैग्नीशियम, अमोनिया और फॉस्फेट की उच्च सांद्रता पर बनने की अधिक संभावना है। अपशिष्ट जल धाराओं से फास्फोरस की वसूली स्ट्रुवाइट के रूप में और कृषि के लिए उर्वरक के रूप में उन पोषक तत्वों को रीसाइक्लिंग करना आशाजनक है।
Struvite कृषि में उपयोग किया जाने वाला एक मूल्यवान धीमी गति से जारी खनिज उर्वरक है, जिसमें दानेदार, उपयोग में आसान और गंध मुक्त होने के फायदे हैं।