Hielscher ultrazvučna tehnologija

Ultrazvučni fosforni oporavak od kanalizacijskog mulja

  • Svjetska potražnja za fosforom raste, dok opskrba prirodnim fosfora resursa postaje oskudna.
  • Pepeo kanalizacije i kanalizacijski mulj bogat je fosforom i može se stoga koristiti kao izvor za povrat fosfora.
  • Ultrazvučni mokro-kemijska obrada i oborin poboljšava oporavak fosfata iz kanalizacije mulja, kao i od pepela spaljivanja mulja i čini oporavak znatno ekonomičniji.

 

Fosfora

Kanalizacijski mulj je bogat fosforom. Ultrazvučno ekstrakcija i oborin pojačava oporavak proces fosfora.Fosfora (phospfor, P) je neobnovljiv resurs, koji se u velikoj mjeri koristi u poljoprivredi kao gnojivo, kao i u mnogim industrijama, gdje je fosfora vrijedan aditiv (npr., boje, deterdženti za pranje rublja, usporivači plamena, stočna hrana). Kanalizacijski mulj, spaljeni pepeo kanalizacijskog mulja (ISSA), gnojivo i mliječni odvoda bogati su fosforom, čineći ih izvorom oporavka fosfora u pogledu konačnog resursa fosfora i okolišnih zabrinutosti.
Stope oporavka fosfora iz tekućih otpadnih voda potoci mogu doseći 40 do 50%, dok stope oporavka od kanalizacijskog mulja i kanalizacijskog mulja pepela mogu dosegnuti do 90%. Fosfora se može taljeniti u mnogim oblicima, jedan od njih je struvitni (vredan kao visoke kvalitete, sporo otpuštanje gnojiva). Kako bi se obnavljanje fosfora ekonomično, proces oporavka mora se poboljšati. Ultrasonication je proces intenziviranje metoda koja ubrzava proces i povećava prinos oporavila minerala.

Ultrazvučni oporavak fosfora

Ultrazvukom pojačava mokro-kemijska obrada i taloženje tijekom oporavka fosfora iz kanalizacije mulja.Pod ultrazvukom, vrijedni materijali kao što su struvitni (magnezijev amonijev fosfat (Map)), kalcijev fosfat, hidroksiapatita (Hap)/kalcijev hidroksiapatit, octakkalcij fosfat, trickalcij fosfat, i dikalcij fosfat dihidrat može se oporaviti od tokova otpada. Ultrazvučno liječenje poboljšava mokro-kemijska ekstrakcija, kao i oborinama i kristalizacija (sono-kristalizacija) vrijednih materijala iz kanalizacije mulja i od pepela spaljivanja mulja.
Dok je sadržaj fosfora (8-10%), željeza (10-15%) i aluminija (5-10%) u pepeo od monokolčnog kanalizacijskog mulja je prilično visoka, također sadrži otrovne teške metale kao što su olovo, kadmija, bakar, i cinka.

Biogas anaerobni Digester

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Phopshorus oporavak – Postupak u dva koraka

    1. Ekstrakcija kiseline

Prvi korak za oporavak fosfora je ekstrakcija ili ispiranje fosfora iz kanalizacijskog mulja ili spaljeni kanalizacijski mulj (ISSA) pomoću kiseline poput sumporne kiseline ili klorovodične kiseline. Ultrazvučno miješanje promiče mokro-kemijska ispiranja povećanjem prijenosa mase između kiseline i Issa, tako da se kompletan preskakanje fosfora postiže brzo. Korak prije liječenja pomoću ethylenediaminetetraacetatske kiseline (EDTA) može se koristiti za poboljšanje postupka ekstrakcije.

    1. Talistanje fosfora

Ultrazvučno kristalizacija poboljšava oborina fosfata značajno povećanjem bodova i ubrzava adsorpciju i agregaciju molekula kako bi se formira kristal. Ultrazvučno oborin fosfora iz kanalizacije sluge i ISSA može se postići npr, koristeći magnezijev hidroksid i amonijev hidroksid. Rezultirajući talog je struvit, spoj izrađen od magnezija, amonijuma, fosfora i kisika.

Sonocrystallizacija Struvite

Ultrazvučni dispergiranje promiče prijenos mase između faza i inicira nukelacije i kristalni rast za fosfate (npr., struvitni/Map).
Ultrazvučno inline oborina i kristalizacija struvitni omogućuje liječenje velike volumena strams na industrijskoj skali. Pitanje obrade veliki kanalizacijski mulj tok može se riješiti kontinuiranim ultrazvučnim procesom, koji ubrzava kristalizaciju struvita i poboljšava veličinu kristala koja proizvodi manje, ujednačenije fosfata čestica. Raspodjela veličine talijanih čestica je određena brzina nukveracije i naknadne stope rasta kristala. Ubrzana nuklanacija i inhibira rast su ključni čimbenici za oborina kristalni fosfata čestica, tj struvite, u vodenoj otopini. Ultrasonication je proces intenziviranje metoda koja poboljšava miješanje kako bi se dobila homogena distribucija reaktivnih iona.
Ultrazvučno oborina je poznato da daju uži distribuciju veličine čestica, manji kristalni veličina, kontrolirani morfologija i kao brza nukl brzine.

Struvite kristali mogu biti taloženi iz kanalizacijskog mulja. Sonication poboljšava proces oporavka.

Struvite crystals precipitated from swine effluent (source: Kim et al. 2017)

Dobri rezultati oborenja mogu se postići na primjer s PO3-4 : NH+4 : Mg2 + u omjeru od 1:3: 4. PH raspon od 8 do 10 dovodi do maksimalnog ispuštanja fosfata P

Ultrasonication je vrlo učinkovit proces intenziviranje tehnika za promicanje oborinom vrijednih materijala kao što su kalcij fosfat, magnezijev amonijev fosfat (Map) i hidroksiapatita (Hap), Kalcij hidroksiapatita, octakkalcij fosfat, trikalcij fosfata, i dikalcij fosfat dijhidrat iz otpadnih voda. Kanalizacijski mulj, gnojivo i mliječni efluenti su poznati kao hranjiva-bogata otpadne vode, koja je pogodna za proizvodnju vrijednih materijala putem ultrazvučno potpomognute oborinama.

Formiranje struvite kristala:
mg2 + + NH+4 + HPO2-4 + H2O –> MgNH4PO4 ∙ 6H2O + H+

Hielscher Ultrasonics proizvodi visoke performanse ultrasonicators za sonochemical aplikacije.

High-Power ultrazvučni procesori od laboratorija do pilota i industrijske ljestvice.

Industrijski ultrazvučni oprema za Leaching i Oborin

UIP4000hdT tok stanica za inline sonication na industrijskoj skaliHigh-Performance ultrazvučni sustavi i Reaktori su potrebni za liječenje spaljeni kanalizacijskog mulja pepela (ISSA) i kanalizacijskog mulja na industrijskoj skali. Hielscher Ultrasonics je specijaliziran za dizajn i proizvodnju visoke snage ultrazvučne opreme – od laboratorija i klupa-top do potpuno industrijskih jedinica. Hielscher ultrasonicators su robustan i izgrađen za 24/7 operacija pod punim opterećenjem u zahtjevnim okruženjima. Dodaci kao što su stanica protoka reaktora s različitim geometrije, sonotrode (ultrazvučni sonde) i booster rogovi omogućuju optimalnu prilagodbu ultrazvučnog sustava na zahtjeve procesa. Kako bi se obraditi veliki volumen potoci, Hielscher nudi 4kW, 10kW i 16kW ultrazvučnih jedinica, koji se lako može kombinirati paralelno s ultrazvučnim klastera.
Hielscher je sofisticirani ultrasonicators imaju digitalni Touch zaslon za jednostavan rad i precizne kontrole parametara procesa.
Korisnik-ljubaznost i jednostavan, siguran rad su ključne značajke Hielscher ultrasonicators. Daljinsko upravljanje preglednik omogućuje rad i kontrolu ultrazvučnog sustava putem PC-a, pametnog telefona ili tableta.
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Batch Volumen Protok Preporučeni uređaji
10 do 2000 ml 20 do 400 mL / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10 l / min UIP4000hdT
N.a. 10 do 100 l / min UIP16000
N.a. veći grozd UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Zatražite dodatne informacije

Molimo Vas da koristite obrazac u nastavku, ako želite zatražiti dodatne informacije o ultrazvučnoj homogenizaciji. Rado ćemo vam ponuditi ultrazvučni sustav koji zadovoljava vaše zahtjeve.









Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,


Literatura / Reference

  • Dodds, John A.; Espitalier, Fabienne; Louisnard, Olivier; Grossier, Romain; Davide, Rene. Hassoun, Myriam; Baillon, Fabien; Gatumel, Cendrine; Lyczko, Nathalie (2007): efekt ultrazvuka na kristaliziranje-obornih procesa: neki primjeri i novi model segregacije. Karakterizacija čestica i čestica, Wiley-VCH Verlag, 2007, 24 (1), pp. 18-28
  • Kharbanda, A.; Prasanna, K. (2016): vađenje hranjivih tvari iz mliječne otpadnih voda u obliku karte (magnezijev amonijev fosfat) i HAP (Hydroxyapatite). Rasayan časopis za kemiju Vol. 9, br. 2; 2016.215-221.
  • Kim, D.; Jin min, K.; Lee, K.; Yu, M. S:; Park, K.Y. (2017): Učinci pH, Molarni omjeri i prije liječenja na oporavak fosfora kroz struvitni kristalizacije iz otpadnih voda anaerobno probavljene svinjske otpadne vode. Inženjersko istraživanje okoliša 22 (1), 2017. 12-18.
  • Rahman, m., salleh, m., Ahsan, A., Hossain, m., Ra, C. (2014): Proizvodnja spore ispuštanja kristalnog gnojiva iz otpadnih voda kroz struvitni kristalizacije. Arapski. J. Chem. 7, 139 – 155.


Činjenice koje vrijedi znati

Kako funkcionira ultrazvučni Oborin?

Ultrasonication utječe na nukalaciju i rast kristala, proces poznat kao sonocrystallization,
Prvo, Primjena ultrazvuka omogućuje da utječu na stopu nukl, gdje su čvrsti kristali oblik iz tekućeg otopine. High-Power ultrasond stvara kavitaciju, što je rast i implozija vakuumskih mjehurića u tekućem mediju. Implozija mjehurića vakuuma uvodi energiju u sustav i smanjuje kritičnu višak slobodne energije. Na taj način, točke i nuklieracije pokreću se visokim tempom i u najranije vrijeme. Na sučelju između kavitacije mjehurić i otopine, polovica otopljene tvari molekule je otopljen od strane otapala, dok je druga polovica površine molekule je pokriven kavitacije mjehurić, tako da je stopa otapala je smanjena. Ponovno raspuštanje otopite molekule je spriječeno, dok se zgrušavanje molekula u otopini povećava.
Drugo, ultrazvukom promiče rast kristala. Ultrazvučno miješanje promiče rast kristala povećavanjem prijenosa mase i agregiranja molekula.
Rezultati ostvareni ultrazvukom može se kontrolirati način ultrazvuka:
Kontinuirano tretiranja ultrazvukom:
Kontinuirano ultrazvučno liječenje rješenja proizvodi mnoge nukleacije mjesta, tako da se stvara veliki broj malih kristala
Pulbrirajuć ultrazvukom:
Primjena pulsaniranog/cikličnog ultrazvuka omogućuje točnu kontrolu nad veličinom kristala
Sonication za iniciranje nukli:
Kada se ultrazvuk primjenjuje samo tijekom početka procesa kristalizacije, formira se konačan broj jezgre, koji su tada odrasli u većoj veličini.

Korištenje ultrazvuka tijekom kristalizacije, stopa rasta, veličina, i oblik kristala strukture može biti pod utjecajem i kontrolira. Razne opcije ultrazvuka čine sono-kristalizacije procesi precizno kontrolirati i ponovljiv.

ultrazvučna kavitacija

Kada visokointenzitet ultrazvuk križ tekući medij, visokog tlaka (kompresija) i niskog tlaka (rarezivanje) valovi se izmjenira kroz tekućinu. Kada je negativan tlak uzrokovan ultrazvučnog valova prijelaz tekućina je dovoljno velika, Udaljenost između molekula tekućine prelazi minimalnu molekularnu udaljenost potrebnu za držati tekućinu netaknut, a zatim tekućina razgrađuje tako da vakuum mjehurići ili praznine. Ti vakuumski mjehurići su također poznati kao kavitacija Mjehurića.
Kavitacija mjehurići se koriste za snagu ultrazvučnih aplikacija kao što su miješanje, raspršivanje, mljevenje, Izvlačenje i sl. nastaju pod intenzitetima ultrazvukom višim od 10 WCM2. Kavitacija mjehurići rasti preko nekoliko akustičnih niskog tlaka/visokog tlaka ciklusa dok ne dođu do dimenzije gdje oni ne mogu apsorbirati više energije. Kada je kavitacija mjehurić dosegao maksimalnu veličinu, ona implodira nasilno tijekom ciklusa kompresije. Nasilni urušavanju prolaznog kavitacije mjehurića stvara ekstremne uvjete kao što su vrlo visoke temperature i pritisci, vrlo visok tlak i temperaturne razlike i tekući mlaznice. Te snage su izvor kemijskih i mehaničkih učinaka koji se koriste u ultrazvučnim aplikacijama. Svaki urušeni mjehur može se smatrati mikroreaktorom u kojem se temperature od nekoliko tisuća stupnjeva i tlaka veće od 1000 atmosfere stvaraju trenutačno [Suslick et Al 1986].

Ultrazvučno/akustična kavitacija stvara vrlo intenzivne sile koje otvaraju stanične zidove poznate kao Lize (kliknite za povećanje!)

Ultrazvučna ekstrakcija se temelji na akustičnoj kavitacije i njegove hidrododinamske sile smicanja

Fosfora

Fosfor je bitan, neobnovljiv resurs i stručnjaci već predviđaju da će svijet pogoditi “fosforni vrh”, tj. vrijeme od kojeg opskrba više ne može ispuniti povećanu potražnju, u približno 20 godina. Europska komisija već je klasificira fosfor kao ključnu sirovu tvar.
Kanalizacijski mulj često se koristi kao gnojivo širiti na poljima. Međutim, budući da kanalizacijski mulj ne samo da sadrži vrijedne fosfata, već i štetne teške metale i organske onečišćujuće tvari, mnoge zemlje kao što je Njemačka, ograničavaju zakonodavstvo o tome koliko se kanalizacijskog mulja može koristiti kao gnojivo. Mnoge zemlje kao što su Njemačka imaju stroge propise o gnojivima, koji ograničavaju kontaminaciju teškim metalima strogo. Budući da je fosfora konačni resurs, Njemačka Uredba o kanalizacijskom mulju od 2017 zahtijeva da operatori kanalizacije recikliraju fosfate.
Fosfora se može oporaviti od otpadnih voda, kanalizacijskog mulja, kao i od pepela spaljene kanalizacije mulja.

Fosfat

Fosfat, Anorganska kemija, je sol fosforne kiseline. Anorganske fosfate su minirani kako bi se dobio fosfora za uporabu u poljoprivredi i industriji. U organskoj kemiji, fosfata, ili organofosfata, je Ester fosforne kiseline.
Nemojte miješati ime fosfora s elementalno fosforom (kemijski simbol P). To su dvije razliиite stvari. Multivalentne Nemetali skupine dušika, fosfora se obično nalazi u anorganskim fosfata stijena.
Organska fosfate su važni u biokemije i biogeoskoj kemiji.
Fosfat je naziv iona PO43-. Fosforna kiselina, s druge strane, je ime triprotatne kiseline H3PO3. Ovo je kombinacija 3 H+ i jedan fosfit (PO33-Ion.
Fosfor je kemijski element koji ima simbol P i Atomski broj 15. Sastojci fosfora su također široko korišteni u eksplozivima, nervnim agensima, trenja, vatrometu, pesticidima, pastu za zube i deterdženata.

Struvitni

Struvite, također se naziva magnezijev amonijev fosfat (MAP), je hidrogenfosfat mineral s kemijskom formulom NH4MgPO4· 6H2O. Struvite crystallizes in the orthorhombic system as white to yellowish or brownish-white pyramidal crystals or in platlet-like forms. Being a soft mineral, struvite has a Mohs hardness of 1.5 to 2 and a low specific gravity of 1.7. Under neutral and alkaline conditions struvite is hardly soluble, but can be easily dissolved in acid. Struvite crystals form when there is a mole to mole to mole ratio (1:1:1) of magnesium, ammonia and phosphate in wastewater. All three elements – magnezij, amonijak i fosfat – Obično su prisutne u otpadu: magnezij dolazi uglavnom iz tla, morske vode i pitke vode, amonijak se razgrađena iz ureje u otpadnoj vodi, i fosfat dolazi iz hrane, sapuna i deterdženata u otpadne vode. S ovim trima elementima prisutnim, struvitni je vjerojatnije da će se oblikovati pri višim pH vrijednostima, višoj vodljivosti, nižim temperaturama i višim koncentracijama magnezija, amonijaka i fosfata. Oporavak fosfora od otpadnih vodenih tokova kao struvit i recikliranje tih hranjivih tvari kao gnojivo za poljoprivredu je obećavajuće.
Struvite je vrijedno sporo oslobađanje mineralno gnojivo koje se koristi u poljoprivredi, koji ima prednosti biti Granular, jednostavan za korištenje, i bez mirisa.