Različita rješenja za oporavak fosfora iz komunalnog kanalizacijskog mulja

Fosfor je mineral kritičnog resursa, koji se prirodna opskrba brzo smanjuje. Slijedom toga, njemačka vlada donijela je uredbom da se od 2029. fosfor mora u velikoj mjeri oporaviti iz kanalizacijskog mulja. Provedba ultrazvuka snage otvara različite mogućnosti za intenziviranje oporavka fosfora iz komunalnog kanalizacijskog mulja.

Postrojenja za pročišćavanje mulja otpadnih voda i recikliranje fosfora

Kanalizacijski mulj bogat je fosforom. Razne ultrazvučne mogućnosti liječenja dostupne su za intenziviranje oporavka fosfora iz kanalizacijskog mulja.Fosfor je kritični element, široko korišten kao gnojivo i sirovina u finoj kemijskoj i farmaceutskoj industriji. Zbog brzog smanjenja raspoloživih resursa, njemačka vlada provela je zakon po kojem sva postrojenja za pročišćavanje komunalnih otpadnih voda moraju uspostaviti mjerenje za povrat fosfora iz komunalnog kanalizacijskog mulja. Provedba ultrazvuka visokih performansi nudi različite mogućnosti liječenja, koje značajno povećavaju učinkovitost oporavka fosfora.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Ultrazvučni sustav velike snage za linijski tretman otpadnih voda i kanalizacijskog mulja. Sonikacija potiče dezintegraciju biomase radi bolje probave anaerobnog mulja i oporavka hranjivih tvari (npr. fosfor, dušik, magnezij, kalij, kalcij itd.)

Liječenje kanalizacijskog mulja ima velike koristi od primjene ultrazvuka: Ultrazvukom se poboljšava dezintegracija i oporavak hranjivih tvari (npr. fosfor)

Postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda i mulja koriste ultrazvuk za poboljšanu probavu mulja i oporabu hranjivih tvari (npr. fosfor)

Biljke otpadnih voda koriste ultrazvuk za poboljšanu probavu mulja i oporabu hranjivih tvari kao što je fosfor.

Ultrazvučni kanalizacijski mulj Dezintegracija za poboljšani phorsphorus oporavak

Irradiating kanalizacijski mulj sa snažnim ultrazvučnim valovima jasno je pokazan kako bi se poboljšala dezintegracija biomase u kanalizacijskom mulju. Brojne istraživačke studije pokazale su prednosti ultrazvučnog otpada aktivirane obrade mulja i razni industrijski ultrazvučni sustavi rade u komunalnim postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda u Njemačkoj.
Ultrazvučna predobrada supstrata u kanalizacijskom mulju ima nekoliko korisnih učinaka za anaerobne procese probave. Ove prednosti uključuju smanjenje veličine čestica, povećanje brzine hidrolize i skraćivanje vremena hidrauličkog zadržavanja.
Kavitacijske sile smicanja koje stvaraju ultrazvučni valovi visokog intenziteta / niske frekvencije uzrokuju raspad morfologije flokule mulja i mikrobnu strukturu mulja.
Istraživački tim Nguyena pokazao je u svojim studijama "da je primjena ultrazvuka vrlo učinkovita u smanjenju veličine čestica biomase, postižući smanjenje na prosječnu veličinu čestica od >78,78% proporcionalno duljini vremena i intenzitetu izloženosti ultrazvučnom zračenju. To je ukazivalo na to da su se čestice mulja raspale i veličina čestica mulja se smanjila, na temelju obrnutog odnosa između vremena ultrazvukom i veličine floc čestica. Primjena je bila vrlo učinkovita, unatoč činjenici da su opažanja mulja prije tretmana otkrila da su flokule mulja guste i vrlo kompaktne, sastavljene od mnogih pod-odjeljaka s kompaktnim jezgrama, staničnim nakupinama, bakterijskim kolonijama, protozoama i nitastim bakterijama, među ostalim čimbenicima. Analiza otpadnih voda pokazuje da je ultrazvučni proces značajno dezintegrirao strukturni integritet fločeva mulja svih veličina. Floc komadi su smanjeni na samo ≤6,5 μm u optimalnim uvjetima liječenja, a otopljeni su u kaši mulja nakon 5-10 minuta ultrazvučnog liječenja s niskom ultrazvučnom frekvencijom od 20 kHz." (Nguyen i sur., 2015.)
Učinkovito dezintegrirani kanalizacijski mulj, tj. ultrazvukom mulja, pokazuje značajno poboljšana svojstva odvajanja omogućujući uklanjanje frakcija bogatih fosforom iz biomase i gelastih frakcija, kao i vode. Ultrazvučna kavitacija ometa stanične strukture biomase u kanalizacijskom mulju i olakšava naknadnu frakcionaciju u tri frakcije (i) vlakana bogatih celulozama, (ii) gel bogat hranjivim tvarima i (iii) tekućinu koja se lako fermentira. Te tri frakcije mulja mogu se dalje obrađivati, npr. oporavak fosfora, uklanjanje teških metala itd.

Prednosti ultrazvučnog tretmana kanalizacijskog mulja

  • Poboljšana anaerobna probava
  • Manja veličina čestica floc komada
  • Poboljšan oporavak fosfora, minerala i (teških) metala
  • Alternativa konvencionalnoj adsorpciji bez kemikalija

Ultrazvučno pojačane mokro-kemijske taloženje fosfora

Ultrasonication je dobro poznata tehnika koja se koristi od dugih vremena u kemiji za siccessful i učinkovite oborine minerala, čestica i kristala. Za oporavak fosfora iz kanalizacijskog mulja primjenjuje se ultrazvukom kako bi se promicale i ubrzale oborine struvita. Struvit (magnezijev amonijev fosfat) je fosfatni mineral s formulom NH4MgPO4· 6H2 O, koji nudi jednostavno rješenje za uklanjanje fosfora u vezanom obliku iz otpadnog mulja.
Tijekom procesa kristalizacije /taloženja struvita, ioni PO43-NH4+i Mg2 + uklanjaju se iz tekuće faze zbog struvitnih oborina, sve dok reakcija ne dosegne ravnotežu.

Struvitni kristali mogu se taložiti iz kanalizacijskog mulja. Sonication poboljšava proces oporavka. Sonication potiče proces taloženja i čini oporavak fosfora vezanog u struvitu znatno učinkovitijim.

Struvitni kristali su se taložili od otpadnih voda svinja.
(slika i studija: ©Kim i sur. 2017))

Kada ultrazvuka se primjenjuje kao mulj prije tretmana prije struvite oborina proces, ultrazvučno inducirana kavitacija pruža miješanje iz tog dijela na molekularnoj razini pružajući aktivnu površinu za rast kristala. Povećanje stope topljivosti izvanstaničnih i unutarstaničnih tvari dodatno pogoduje oborinama struvita povećanjem bioraspoloživosti NH4+ i PO43- Iona. Liječenje ultrazvukom rezultira olakšanim prijenosom mase kroz kašu, što je uzrokovano ultrazvučnom kavitacijom.
Sonication se također može primijeniti na hidrotermalni karbonizacijski liker, gdje se fosfor reciklira kao struvit iz hidrotermalnog karbonizacijskog likera ultrazvučno potpomognutom ekstrakcijom i oborinama.
Pročitajte više o velikim struvitnim oborinama za oporavak fosfora iz kanalizacijskog mulja!

Ultrazvučna stanica protoka s 4x 4kW snaga-ultrazvuk za liječenje kanalizacijskog mulja kao što su poboljšana dezintegracija i oporavak fosfora.

Industrijski ultrazvučni sustav za liječenje kanalizacijskog mulja velikih razmjera u načinu kontinuiranog protoka.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Sono-Fenton za ispuštanje fosfora iz kanalizacijskog mulja

Studija Gong et al. (2015) pokazala je učinkovitost kombiniranog ultrazvuka-Fentona (također poznatog kao sono-Fenton) prije obrade dezintegracije kanalizacijskog mulja. Primjena ultrazvučno-fentonskog tretmana značajno je povećala oslobađanje ugljika, dušika i fosfora. Sono-Fenton tretman povećao je ukupni dušik (N) i fosfor (P) za 1,7- odnosno 2,2 puta, u usporedbi s fentonskim tretmanom. Nakon sono-Fenton tretmana, mulj je pokazao znatno finiju veličinu čestica i labaviju mikrostrukturu na temelju skeniranja elektronske mikroskopije. Koristeći rezonanciju elektronskog spina, najveći intenzitet OH• signala povećao se s 568,7 Fenton tretmanom na 1106,3 nakon sono-Fenton tretmana. To je pokazalo da liječenje sono-Fentonom uzrokuje dezintegraciju mulja i značajno poboljšava oslobađanje organskog ugljika, dušika i fosfora.

Ultrazvučno pojačane mikrobne gorivne ćelije

Ultrazvučna predobrada kanalizacijskog mulja potiče topljivost različitih organskih spojeva iz matrice mulja, što kasnije ubrzava mikrobnu elektrohidrogenezu.
Više i Ghangrekar (2010) doprinose blagotvornim učincima ultrazvukom prije obrade na mikrobne gorivne ćelije na poboljšane enzimske aktivnosti i dostupnost izvanstaničnih proteina, polisaharida i enzima, koji se oslobađaju od unutarnjih slojeva mulja flocs do vanjskih slojeva ultrazvučnim sonoporacija i poremećaj stanica, što rezultira poboljšanom učinkovitošću korištenja supstrata. Za poboljšanje berbe električne energije iz mikrobnih gorivnih ćelija potrebno je poboljšanje sposobnosti prijenosa elektrona bakterija na izvanstaničnu krutu tvar. Ovaj izvanstanični prijenos elektrona može se dogoditi ili u izravnom kontaktu između površine stanice i čvrste površine ili neizravno putem takozvanih egzogenih i endogenih medijatora. Za izravan prijenos elektrona između bakterija i površine elektrode, elektron bi trebao doći do vanjske membrane stanice. Ovaj fenomen se mogao pojaviti zbog ultrazvuka pred-tretman dao inokulum kada je specifična isporučena energija bila adekvatna; stoga, čime se pogoduje većoj coulombičnoj učinkovitosti.
Ultrazvučno pojačan proces mikrobne elektrolize može se kombinirati s naknadnim procesima fermentacije za liječenje mulja.

Sono-elektrokemijska obrada mulja otpadnih voda

Sonoelectrochemical oprema za oporavak fosfora velikih razmjera iz kanalizacijskog muljaElektrokoagulacija je jednostavan proces koji se lako može primijeniti na otpadne vode i omogućuje učinkovito i ekonomičnu obradu velikih količina. Ultrazvuka pomaže prevladati glavni nedostatak procesa elektrokoagulacije sprečavanjem stvaranja pasivacijskih slojeva iz elektroda. Pasivni filmovi koji se formiraju na površini elektrode tijekom vremena, drastično smanjuju učinkovitost elektrokoagulacijskih sustava, a ultrazvuk je facilna metoda za kontinuirano uklanjanje tih pasivirajućih slojeva tijekom rada, dok istodobno ultrazvukom povećava promet elektrokoagulacijskih sustava. Ultrazvučni valovi koji razgrađuju sedimente nastale na površini elektrode i stvaraju velike količine radikalnih vrsta za uklanjanje zagađivača stvaranjem visokotlačnih točaka unutar otopine tijekom fenomena kavitacije. Kombiniranjem elektrokoagulacije s ultrazvučnim, zbog stvaranja novih površina na elektrodi kavitacijom ili mikro-strujanjem, smanjenje debljine distribucijskog sloja pogoršava se povećanjem brzine prijenosa mase. Sono-elektrokoagulacija povećava količinu koagulantne formacije u usporedbi s elektrokoagulacijom, a flokulacija je pojačana ekstremnim miješanjem i oksidacijom stvaranjem slobodnih radikala; stoga je postizanje željene učinkovitosti moguće u najkraćem vremenu.
(Moradi et al., 2021.)

Prednosti Sonoelectrochemistry i Sonoelectrocoagulation

"Sonoelectrochemistry je kombinacija ultrazvučne energije u elektrokemijskom sustavu koji nudi nekoliko prednosti, uključujući uklanjanje mjehurića plina na površini elektrode, otplinjavanje otopine, poremećaj nernst difuzijskog sloja, poboljšanje masovnog transporta elektroaktivnih vrsta kroz dvostruki sloj te aktivaciju i čišćenje površine elektrode. Ove prednosti elektrokemije dovode do poboljšane učinkovitosti procesa (elektroda i učinkovitosti struje), povećanih elektrokemijskih brzina i prinosa, smanjenih napona stanica i prenapona elektroda, poboljšanih elektrodepozitiranih materijala u smislu tvrdoće, kvalitete, poroznosti i debljine te suzbijanja obraštanja elektroda i otplinjavanja na površini elektrode." (Foroughi et al., 2021.)
Pročitajte više o sono-elektrokemijskoj opremi i njezinoj primjeni!

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Industrijski ultrazvučni sustavi za pročišćavanje mulja otpadnih voda

Hielscher Ultrasonics sustavi visokih performansi pouzdan su radni konj u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda i otpadnih voda. Hielscher ultrazvučni sustavi pružaju ultrazvuk velike snage na 20kHz, što stvara intenzivnu akustičnu kavitaciju. Učinci našeg ultrazvučnog tretmana velike snage uključuju poremećaj stanica i dezintegraciju, visoki prijenos mase, dezinfekciju, razgradnju polimera, oslobađanje enzima i homogenizaciju mulja. Ultrazvukom visokog intenziteta poboljšava učinkovitost liječenja kroz stvaranje oksidativnih radikala i povećanjem mjesta nukleacije, osiguravajući bolju koagulaciju i flokulaciju. Pouzdana i kontinuirana generacija ovih intenzivnih ultrazvučnih sila kavitacije i njegovih učinaka omogućuju integraciju naših snažnih ultrazvučnih procesora za različite primjene kako bi se poboljšala žetva energije i hranjivih tvari iz kanalizacijskog mulja.

  • Ultrazvučna dezintegracija kanalizacijskog mulja
  • Ultrazvučno pojačana anaerobna probava
  • Oporavak vrijednih hranjivih tvari (fosfor, dušik, magnezij, kalcij, kalij itd.)
  • Uklanjanje zagađivača kao što su teški metali

Nudeći ultrazvučne procesore s protočnim reaktorima u različitim veličinama, Hielscher Ultrasonics ima idealne ultrazvučne sustave za pročišćavanje otpada i mulja za vaše postrojenje za kanalizacijski mulj.
Modularni dizajn omogućuje jednostavan obrok nekoliko ultrazvučnih jedinica paralelno, što omogućuje pouzdan i učinkovit tretman bilo kojeg volumena.
Hielscher high-power / high-propusni ultrazvučni sustavi povećavaju učinkovitost i prinos u liječenju biomase u kanalizacijskom mulju.
Ultrazvučna sonda visokog intenziteta Cascatrode™️ u reaktoru - optimizirana za vrhunske efekte ultrazvukomSvi naši ultrasonicators imaju čišćenje-na-mjestu (CIP).
Pogodan za zahtjevne tretmane: Kanalizacijski mulj često sadrži vlaknaste materijale s visokim sadržajem celuloze, koje je teško dezintegrirati. Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 μm mogu se lako kontinuirano izvoditi u 24/7 radu. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Takve visoke amplitude su učinkovit način da se poremeti stanična struktura celuloze, lignina i robusnih staničnih zidova drugih materijala. Optimizirani dizajn naših reaktora stanica protoka osigurava idealne obrasce protoka i ujednačen, učinkovit ultrazvučni tretman hranjenog mulja.

Surađujemo sa sistemskim integratorima i inženjerima postrojenja za kanalizacijski mulj

Kao proizvođač i graditelj sustava visokih performansi ultrazvučnih modularnih jedinica, Hielscher Ultrasonics radi zajedno s integratorima sustava. Većina operatora postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda i otpadnih mulja radi sa sistemskim integratorima, koji su dobro iskusni u projektiranju i automatizaciji takvih postrojenja za pročišćavanje. Naš tim inženjera dizajna i tehničkih inženjera preporučuje optimalnu ultrazvučnu konfiguraciju za ciljani volumen mulja, pružaju detaljne informacije o sustavu, CAD crteže, kao i instalacijsku službu i operativnu obuku. To omogućuje konstruktivnu i ciljno orijentiranu provedbu integracije ultrazvuka visokih performansi u postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Molimo vas da nas kontaktirate ako ste zainteresirani za integraciju naših ultrazvučnih procesora za poboljšano liječenje mulja!

Prednosti Hielscher Ultrasonics sustavi za obradu kanalizacijskog mulja

  • Visoka učinkovitost zbog intenzivne ultrazvučne kavitacije
  • Ujednačena sonikacija zbog vrhunskog dizajna stanica protoka
  • Linearno skaliranje na bilo koji volumen / brzinu protoka
  • Visoka energetska učinkovitost / niska cijena energije
  • Visoka sigurnost rada
  • Ispunjavanje zajedničkih industrijskih standarda
  • 7/24 rad pod punim opterećenjem
  • Nema zahtjeva za oštrim kemikalijama
  • Slabo održavanje / bez poremećaja u radu
  • Brzi povrat ulaganja
  • Jednostavna integracija i retro-ugradnja
  • ekološki prihvatljivo
Kvaliteta, pouzdanost & sigurnosni

  • Vrhunska kvaliteta: Dizajniran i izgrađen u Njemačkoj
  • Tehnička usluga, obuka i podrška našeg iskusnog osoblja
  • Jednostavan i siguran rad
  • 24/7 rad
  • Izvanredna robusnost
  • Unaprijed postavljene mogućnosti rada
  • Lako programabilne postavke
  • daljinsko upravljanje preglednikom
  • Automatsko protokoliranje podataka
  • Nisko održavanje / nizak zastoj za održavanje
  • CIP (čišćenje na mjestu)

Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Batch Volumen Protok Preporučeni uređaji
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 sada kako biste dobili više detalja o Hielscher ultrazvučnim sustavima za pročišćavanje kanalizacijskog mulja, mogućnostima instalacije i tehničkim informacijama!

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Zatražite dodatne informacije

Molimo koristite obrazac u nastavku kako biste zatražili dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, aplikacijama i cijeni. Rado ćemo razgovarati o vašem procesu s vama i ponuditi vam ultrazvučni sustav koji zadovoljava vaše zahtjeve!









Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,


Ultrazvučni homogenizatori visokog smicanja koriste se u laboratoriju, klupi, pilotskoj i industrijskoj obradi.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.



Književnost / Reference

Činjenice koje vrijedi znati

Dodatne prednosti ultrazvučnog tretmana mulja otpadnih voda

Osim gore prikazanih prednosti ultrazvučnog liječenja komunalnog kanalizacijskog mulja, primjena ultrazvučnih valova velike snage pokazuje dodatne pozitivne učinke kao što je metanogeneza.
Ultrazvuka je dokazano da obećavajuće u smislu metanogene inhibicije jer pruža dosljedan rezultat. Ultrazvučni tretman može imati poboljšane enzimske aktivnosti egzoelektrogena, i propusnost i selektivnost stanične membrane koja ubrzava proteine, polisaharidi i enzimi transport od unutarnjih slojeva mulja flocs na vanjske slojeve što rezultira poboljšanim korištenjem supstrata i proizvodnje električne energije. (usp. Raychaudhuri i Behera, 2020.)

Coulombic učinkovitost

Coulomb učinkovitost ili Coulombic učinkovitost obično se koristi za opisivanje ispuštenog kapaciteta baterije. Odnosi se na omjer kapaciteta pražnjenja nakon potpunog punjenja i kapacitet punjenja istog ciklusa. To je obično djelić manje od 1.
Coulombic Efficiency (CE %) je omjer kapaciteta pražnjenja (mAh/g) i kapaciteta punjenja (mAh/g) pomnožen sa 100.


Visoke performanse ultrazvuka! Hielscherov asortiman pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrasonicatora preko klupa-top jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi Laboratorija do industrijske veličine.