नगरपालिका सीवेज कीचड़ से फास्फोरस रिकवरी के लिए विभिन्न समाधान

फास्फोरस एक महत्वपूर्ण संसाधन खनिज है, जो प्राकृतिक आपूर्ति तेजी से कम हो रही है। नतीजतन, जर्मन सरकार ने डिक्री द्वारा अधिनियमित किया कि 2029 से फास्फोरस को बड़े पैमाने पर सीवेज कीचड़ से बरामद किया जाना चाहिए। पावर अल्ट्रासाउंड के कार्यान्वयन से नगरपालिका सीवेज कीचड़ से फास्फोरस की वसूली को तेज करने के लिए विभिन्न विकल्प खुलते हैं।

सीवेज कीचड़ उपचार संयंत्र और फास्फोरस पुनर्चक्रण

फास्फोरस एक महत्वपूर्ण तत्व है, व्यापक रूप से ठीक रासायनिक और दवा उद्योग में उर्वरक और कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है। अपने तेजी से सिकुड़ते उपलब्ध संसाधनों के कारण, जर्मन सरकार ने एक कानून लागू किया है जिसके द्वारा सभी नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र को नगरपालिका सीवेज कीचड़ से फास्फोरस को पुनर्प्राप्त करने के लिए माप स्थापित करना होगा। उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासाउंड का कार्यान्वयन विभिन्न उपचार विकल्प प्रदान करता है, जो फास्फोरस वसूली की दक्षता में काफी वृद्धि करता है।

अपशिष्ट जल संयंत्र बेहतर कीचड़ पाचन और फास्फोरस जैसे पोषक तत्वों की वसूली के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग करते हैं।

अल्ट्रासोनिक सीवेज कीचड़ विघटन बेहतर Phorsphorus वसूली के लिए

सीवेज कीचड़ में बायोमास के विघटन में सुधार के लिए शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड तरंगों के साथ सीवेज कीचड़ को विकिरणित करना स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया गया है। कई शोध अध्ययनों ने अल्ट्रासोनिक अपशिष्ट सक्रिय कीचड़ उपचार के लाभों को दिखाया है और जर्मनी में नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में विभिन्न औद्योगिक अल्ट्रासाउंड सिस्टम चल रहे हैं।
सीवेज कीचड़ में सब्सट्रेट के अल्ट्रासोनिक प्रीट्रीटमेंट में एनारोबिक पाचन प्रक्रियाओं के लिए कई लाभकारी प्रभाव हैं। इन लाभों में कण आकार को कम करना, हाइड्रोलिसिस की दर बढ़ाना और हाइड्रोलिक प्रतिधारण समय को छोटा करना शामिल है।
उच्च-तीव्रता/निम्न-आवृत्ति अल्ट्रासाउंड तरंगों द्वारा उत्पन्न कैविटेशनल कतरनी बल कीचड़ फ्लोक आकृति विज्ञान और कीचड़ की माइक्रोबियल संरचना के टूटने का कारण बनते हैं।
The research team of Nguyen demonstrated in their studies “that the application of ultrasound is very effective in reducing the particle size of biomass, achieving a reduction to an average particle size of >78.78% proportional to the length of time and intensity of ultrasonic irradiation exposure. This indicated that the sludge particles disintegrated and sludge particle size decreased, based on an inverse relationship between the sonication time and floc particle size. The application was highly effective, despite the fact that sludge floc observations before treatment revealed that the sludge flocs were dense and highly compact, composed of many sub-compartments with compact cores, cell clusters, bacterial colonies, protozoa, and filamentous bacteria, among other factors. Analysis of the effluent shows that the ultrasonic process significantly disintegrated the structural integrity of sludge flocs of all sizes. Floc pieces were reduced to as little as ≤6.5 μm under optimal treatment conditions, and were dissolved in the sludge slurry after 5–10 min of ultrasonic treatment with a low ultrasound frequency of 20 kHz.” (Nguyen et al., 2015)
एक कुशलतापूर्वक विघटित सीवेज कीचड़, अर्थात् सीवेज कीचड़। सोनिकेटेड कीचड़, बायोमास और जेल जैसे अंशों के साथ-साथ पानी से फास्फोरस युक्त अंशों को हटाने की अनुमति देने वाले पृथक्करण गुणों में काफी सुधार दिखाता है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन सीवेज कीचड़ में बायोमास की सेल संरचनाओं को बाधित करता है और बाद में तीन अंशों में विभाजन की सुविधा प्रदान करता है (i) सेलूलोज़ युक्त फाइबर, (ii) एक पोषक तत्व युक्त जेल, और (iii) एक तरल जो आसानी से किण्वित है। कीचड़ के इन तीन अंशों को आगे संसाधित किया जा सकता है, जैसे फास्फोरस वसूली, भारी धातु हटाने आदि।

फॉस्फोरस की अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्र गीली-रासायनिक वर्षा

अल्ट्रासोनिकेशन एक प्रसिद्ध तकनीक है जिसका उपयोग रसायन विज्ञान में लंबे समय से खनिजों, कणों और क्रिस्टल की siccessful और प्रभावोत्पादक वर्षा के लिए किया जाता है। सीवेज कीचड़ से फॉस्फोरिस वसूली के लिए, स्ट्रुवाइट की वर्षा को बढ़ावा देने और तेज करने के लिए सोनिकेशन लागू किया जाता है। स्ट्रूवाइट (मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट) एक फॉस्फेट खनिज है जिसका सूत्र NH है₄एमजीपीओ₄·6एच₂ ओ, जो अपशिष्ट कीचड़ से बाध्य रूप में फास्फोरस को हटाने के लिए एक सरल समाधान प्रदान करता है।
स्ट्रुवाइट क्रिस्टलीकरण/वर्षा प्रक्रिया के दौरान, आयन पीओ₄^3-, एनएच₄⁺, और मिलीग्राम²⁺ स्ट्रुवाइट वर्षा के कारण तरल चरण से हटा दिए जाते हैं, जब तक कि प्रतिक्रिया संतुलन तक नहीं पहुंच जाती।

स्ट्रूवाइट क्रिस्टल सूअर के अपशिष्टों से उपजी हैं।(चित्र और अध्ययन: ©किम एवं अन्य 2017)

जब अल्ट्रासोनिकेशन को स्ट्रुवाइट वर्षा प्रक्रिया से पहले कीचड़ पूर्व-उपचार के रूप में लागू किया जाता है, तो अल्ट्रासोनिक रूप से प्रेरित गुहिकायन क्रिस्टल विकास के लिए सक्रिय सतह क्षेत्र प्रदान करने वाले आणविक स्तर पर एक थोरो मिश्रण प्रदान करता है। बाह्य और इंट्रासेल्युलर पदार्थों की घुलनशीलता दर में वृद्धि, एनएच की जैव उपलब्धता को बढ़ाकर स्ट्रुवाइट वर्षा को और लाभ पहुंचाती है₄⁺ और पीओ₄^3- आयनों। सोनिकेशन उपचार के परिणामस्वरूप घोल के माध्यम से एक सुविधाजनक बड़े पैमाने पर हस्तांतरण होता है, जो अल्ट्रासोनिक कैविटेशन के कारण होता है।
सोनिकेशन को हाइड्रोथर्मल कार्बोनाइजेशन शराब पर भी लागू किया जा सकता है, जहां फॉस्फोरस को अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त निष्कर्षण और वर्षा के माध्यम से हाइड्रोथर्मल कार्बोनाइजेशन शराब से स्ट्रुवाइट के रूप में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।
सीवेज कीचड़ से फास्फोरस वसूली के लिए बड़े पैमाने पर स्ट्रुवाइट वर्षा के बारे में और पढ़ें!

सीवेज कीचड़ से फास्फोरस रिलीज के लिए सोनो-फेंटन

गोंग एट अल (2015) के अध्ययन ने सीवेज कीचड़ विघटन के लिए एक संयुक्त अल्ट्रासाउंड-फेंटन (जिसे सोनो-फेंटन के रूप में भी जाना जाता है) पूर्व-उपचार की दक्षता का प्रदर्शन किया। अल्ट्रासाउंड-फेंटन उपचार को लागू करने से कार्बन, नाइट्रोजन और फास्फोरस रिलीज में काफी वृद्धि हुई। सोनो-फेंटन उपचार ने अकेले फेंटन उपचार की तुलना में कुल नाइट्रोजन (एन) और फास्फोरस (पी) को क्रमशः 1.7- और 2.2 गुना बढ़ा दिया। सोनो-फेंटन उपचार के बाद, कीचड़ ने स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के आधार पर काफी महीन कण आकार और शिथिल माइक्रोस्ट्रक्चर दिखाया। इलेक्ट्रॉन स्पिन अनुनाद का उपयोग करते हुए, उच्चतम ओएच • सिग्नल तीव्रता फेंटन उपचार द्वारा 568.7 से बढ़कर सोनो-फेंटन उपचार के बाद 1106.3 हो गई। इससे पता चला कि सोनो-फेंटन उपचार कीचड़ के विघटन को प्रेरित करता है और कार्बनिक कार्बन, नाइट्रोजन और फास्फोरस की रिहाई में काफी सुधार करता है।

अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्र माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं

सीवेज कीचड़ का अल्ट्रासोनिक ढोंग कीचड़ मैट्रिक्स से विभिन्न कार्बनिक यौगिकों के घुलनशीलता को बढ़ावा देता है, जो बाद में माइक्रोबियल इलेक्ट्रोहाइड्रोजेनेसिस को तेज करता है।
मोर और घांगरेकर (2010) माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं पर सोनिकेशन प्री-ट्रीटमेंट के लाभकारी प्रभावों को एंजाइमेटिक गतिविधियों और बाह्य प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड और एंजाइमों की उपलब्धता में योगदान करते हैं, जो अल्ट्रासोनिक सोनोपोरेशन और सेल व्यवधान द्वारा कीचड़ के फूलों की आंतरिक परतों से बाहरी परतों तक जारी किए जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सब्सट्रेट उपयोग दक्षता में सुधार होता है। माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं से बिजली संचयन में सुधार के लिए, बैक्टीरिया की इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण क्षमता में एक बाह्य ठोस पदार्थ में सुधार आवश्यक है। यह बाह्य इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण या तो कोशिका की सतह और ठोस सतह के बीच सीधे संपर्क में या अप्रत्यक्ष रूप से तथाकथित बहिर्जात और अंतर्जात मध्यस्थों के माध्यम से हो सकता है। बैक्टीरिया और इलेक्ट्रोड सतह के बीच सीधे इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण के लिए, इलेक्ट्रॉन को सेल के बाहरी झिल्ली तक पहुंचना चाहिए। यह घटना इनोकुलम को दिए गए अल्ट्रासोनिकेशन पूर्व-उपचार के कारण हो सकती है जब विशिष्ट आपूर्ति की गई ऊर्जा पर्याप्त थी; इसलिए, उच्च कूलम्बिक दक्षता का पक्ष लेते हैं।
एक अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्र माइक्रोबियल इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया को कीचड़ उपचार के लिए बाद की किण्वन प्रक्रियाओं के साथ जोड़ा जा सकता है।

सोनो-इलेक्ट्रोकेमिकल सीवेज स्लज ट्रीटमेंट

इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन एक सरल प्रक्रिया है, जिसे आसानी से अपशिष्ट जल पर लागू किया जा सकता है और बड़ी मात्रा में कुशलतापूर्वक और लागत प्रभावी उपचार की अनुमति देता है। अल्ट्रासोनिकेशन इलेक्ट्रोड से निष्क्रिय परतों के गठन को रोककर इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन प्रक्रियाओं के मुख्य दोष को दूर करने में मदद करता है। समय के साथ इलेक्ट्रोड सतह पर बनने वाली निष्क्रिय फिल्में, इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन सिस्टम की दक्षता को काफी कम कर देती हैं और अल्ट्रासाउंड ऑपरेशन के दौरान लगातार इन निष्क्रिय परतों को हटाने का एक आसान तरीका है, जबकि एक ही समय में सोनिकेशन इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन सिस्टम के कारोबार को बढ़ाता है। अल्ट्रासोनिक तरंगें इलेक्ट्रोड सतह पर गठित तलछट को तोड़ती हैं और गुहिकायन घटना के दौरान समाधान के अंदर उच्च दबाव बिंदु बनाकर प्रदूषकों को हटाने के लिए उच्च मात्रा में कट्टरपंथी प्रजातियां उत्पन्न करती हैं। अल्ट्रासोनिक के साथ इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन के संयोजन से, कैविटेशन या माइक्रो-स्ट्रीमिंग द्वारा इलेक्ट्रोड पर नई सतहों के निर्माण के कारण, वितरण परत की मोटाई में कमी बड़े पैमाने पर हस्तांतरण दरों में वृद्धि से बढ़ जाती है। सोनो-इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन इलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन की तुलना में कौयगुलांट गठन की मात्रा को बढ़ाता है, और मुक्त कण गठन द्वारा अत्यधिक मिश्रण और ऑक्सीकरण द्वारा फ्लोक्यूलेशन को बढ़ाया जाता है; इसलिए कम से कम समय में वांछित दक्षता तक पहुंचना संभव है।
(मोराडी एट अल., 2021)

सोनोइलेक्ट्रोकेमिस्ट्री और सोनोइलेक्ट्रोकोएग्यूलेशन के फायदे

“Sonoelectrochemistry is the combination of ultrasonic energy in an electrochemical system that offers several advantages, including gas bubble removal at the electrode surface, solution degassing, disruption of the Nernst diffusion layer, enhancement of the mass transport of electroactive species through the double layer, and the activation and cleaning of the electrode surface. These benefits in electrochemistry lead to improved process efficiencies (electrode and current efficiencies), increased electrochemical rates and yields, decreased cell voltages and electrode overpotentials, improved electrodeposited materials in terms of hardness, quality, porosity and thickness, and the suppression of electrode fouling and degassing at the electrode surface.” (Foroughi et al., 2021)
सोनो-इलेक्ट्रोकेमिकल उपकरण और इसके अनुप्रयोगों के बारे में और पढ़ें!

सीवेज कीचड़ उपचार के लिए औद्योगिक अल्ट्रासोनिक सिस्टम

Hielscher Ultrasonics उच्च प्रदर्शन प्रणाली अपशिष्ट जल और सीवेज कीचड़ उपचार संयंत्रों में एक विश्वसनीय काम-घोड़ा हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिक सिस्टम 20kHz पर उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड प्रदान करते हैं, जो तीव्र ध्वनिक गुहिकायन बनाता है। हमारे उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक उपचार के प्रभावों में सेल व्यवधान और विघटन, उच्च द्रव्यमान हस्तांतरण, कीटाणुशोधन, पॉलिमर का अपघटन, एंजाइमों की रिहाई और कीचड़ का समरूपीकरण शामिल है। उच्च तीव्रता वाले सोनिकेशन ऑक्सीडेटिव रेडिकल की पीढ़ी के माध्यम से और न्यूक्लियेशन साइटों में वृद्धि से उपचार दक्षता में सुधार करता है, बेहतर जमावट और फ्लोक्यूलेशन सुनिश्चित करता है। इन तीव्र अल्ट्रासोनिक कैविटेशन बलों की विश्वसनीय और निरंतर पीढ़ी और इसके प्रभाव सीवेज कीचड़ से ऊर्जा- और पोषक तत्व-फसल में सुधार के लिए विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए हमारे शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर को एकीकृत करने की अनुमति देते हैं।

• सीवेज कीचड़ का अल्ट्रासोनिक विघटन
• अल्ट्रासोनिक रूप से तेज एनारोबिक पाचन
• मूल्यवान पोषक तत्वों (फास्फोरस, नाइट्रोजन, मैग्नीशियम, कैल्शियम, पोटेशियम, आदि) की वसूली
• भारी धातुओं जैसे दूषित पदार्थों को हटाना

विभिन्न आकारों में प्रवाह के माध्यम से रिएक्टरों के साथ अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर की पेशकश, Hielscher Ultrasonics अपने सीवेज कीचड़ सुविधा के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिक अपशिष्ट अपशिष्ट अपशिष्ट और कीचड़ उपचार प्रणाली है।
मॉड्यूलर डिजाइन समानांतर में कई अल्ट्रासोनिक इकाइयों की सरल किस्त के लिए अनुमति देता है, जो किसी भी मात्रा का विश्वसनीय और कुशल उपचार संभव बनाता है।
Hielscher उच्च शक्ति? उच्च throughput अल्ट्रासोनिक सिस्टम सीवेज कीचड़ में बायोमास के उपचार में दक्षता और उपज को बढ़ावा देने।
हमारे सभी अल्ट्रासोनिकेटर में सफाई-इन-प्लेस (सीआईपी) की सुविधा है।
उपचार की मांग के लिए उपयुक्त: सीवेज कीचड़ में अक्सर उच्च सेलूलोज़ सामग्री के साथ रेशेदार सामग्री होती है, जिसे विघटित करना मुश्किल होता है। Hielscher Ultrasonics’ औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200μm तक के आयाम आसानी से 24/7 ऑपरेशन में लगातार चलाए जा सकते हैं। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक sonotrodes उपलब्ध हैं। इस तरह के उच्च आयाम सेल्यूलोज, लिग्निन और अन्य सामग्रियों की मजबूत सेल दीवारों की सेलुलर संरचना को बाधित करने का एक प्रभावशाली तरीका है। हमारे प्रवाह सेल रिएक्टरों का अनुकूलित डिजाइन आदर्श प्रवाह पैटर्न और खिलाया कीचड़ के समान, कुशल अल्ट्रासोनिक उपचार सुनिश्चित करता है।

हम सिस्टम इंटीग्रेटर्स और सीवेज स्लज प्लांट्स के इंजीनियरों के साथ काम करते हैं

उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक मॉड्यूलर इकाइयों के निर्माता और सिस्टम बिल्डर के रूप में, Hielscher Ultrasonics सिस्टम इंटीग्रेटर्स के साथ मिलकर काम करता है। अपशिष्ट जल और सीवेज कीचड़ उपचार संयंत्रों के अधिकांश ऑपरेटर सिस्टम इंटीग्रेटर्स के साथ काम करते हैं, जो ऐसे शुद्धिकरण संयंत्रों के डिजाइन और स्वचालन में अच्छी तरह से अनुभवी हैं। डिजाइन इंजीनियरों और तकनीकी इंजीनियरों की हमारी टीम लक्षित कीचड़ मात्रा के लिए इष्टतम अल्ट्रासोनिक कॉन्फ़िगरेशन की सलाह देती है, विस्तृत सिस्टम सूचना, सीएडी चित्र के साथ-साथ स्थापना सेवा और परिचालन प्रशिक्षण प्रदान करती है। यह सीवेज उपचार संयंत्रों में उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासाउंड के एकीकरण के रचनात्मक और लक्ष्य-उन्मुख कार्यान्वयन को सक्षम बनाता है। कृपया हमसे संपर्क करें यदि आप बेहतर कीचड़ उपचार के लिए हमारे अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर को एकीकृत करने में रुचि रखते हैं!

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

Hielscher अल्ट्रासोनिक सीवेज कीचड़ उपचार प्रणाली, स्थापना विकल्प और तकनीकी जानकारी के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करने के लिए अब हमसे संपर्क करें!