Különböző megoldások a foszfor visszanyerésére a kommunális szennyvíziszapból

A foszfor kritikus erőforrás ásványi anyag, amely a természetes kínálat gyorsan csökken. Következésképpen a német kormány rendelettel úgy döntött, hogy 2029-től a foszfort nagyrészt a szennyvíziszapból kell visszanyerni. Az energia ultrahang végrehajtása különböző lehetőségeket nyit meg a foszfor visszanyerése érdekében a kommunális szennyvíziszapból.

Szennyvíziszap-tisztító üzemek és foszfor-újrahasznosítás

A szennyvíziszap foszforban gazdag. Különböző ultrahangos kezelési lehetőségek állnak rendelkezésre a foszfor szennyvíziszapból való visszanyerése fokozására.A foszfor kritikus elem, amelyet széles körben műtrágyaként és nyersanyagként használnak a finom vegyiparban és a gyógyszeriparban. A rendelkezésre álló források gyors csökkenése miatt a német kormány olyan törvényt vezetett be, amellyel minden települési szennyvíztisztító telepnek mérést kell végeznie a foszfor visszanyerésére a települési szennyvíziszapból. A nagy teljesítményű ultrahang megvalósítása különböző kezelési lehetőségeket kínál, amelyek jelentősen növelik a foszfor visszanyerése hatékonyságát.

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Nagy teljesítményű ultrahang rendszer a szennyvíz és a szennyvíziszap inline kezelésére. A szonikáció elősegíti a biomassza szétesését a jobb anaerob iszap emésztés és a tápanyag-visszanyerés érdekében (pl. foszfor, nitrogén, magnézium, kálium, kalcium stb.)

A szennyvíziszap-kezelés erősen profitál az ultrahang alkalmazásából: A szonikáció javítja a szétesést és a tápanyagok helyreállítását (pl. foszfor)

A szennyvíz- és szennyvíziszap-kezelő üzemek ultrahangot használnak az iszap emésztésének és a tápanyagok helyreállításának javítására (pl. foszfor)

A szennyvíztisztító telepek ultrahangot használnak az iszap emésztésének javítására és a tápanyagok, például a foszfor visszanyerésére.

Ultrahangos szennyvíziszap szétesés a jobb Phorsphorus recovery érdekében

A szennyvíziszap erőteljes ultrahanghullámokkal történő besugárzása egyértelműen bizonyította, hogy javítja a biomassza szétesését a szennyvíziszapban. Számos kutatási tanulmány kimutatta az ultrahangos hulladék aktív iszapkezelés előnyeit, és különböző ipari ultrahangrendszerek működnek a németországi települési szennyvíztisztító telepeken.
A szennyvíziszapban lévő szubsztrátumok ultrahangos előkezelése számos jótékony hatással van az anaerob emésztési folyamatokra. Ezek az előnyök közé tartozik a részecskeméret csökkentése, a hidrolízis sebességének növelése és a hidraulikus retenciós idő lerövidítése.
A nagy intenzitású / alacsony frekvenciájú ultrahanghullámok által generált kavitációs nyíróerők az iszapflotta morfológiájának felbomlását és az iszap mikrobiális szerkezetét okozzák.
A Nguyen kutatócsoportja tanulmányaiban kimutatta, hogy "az ultrahang alkalmazása nagyon hatékony a biomassza részecskeméretének csökkentésében, és átlagosan > 78,78% -os szemcseméretre csökkenti az ultrahangos besugárzási expozíció időtartamát és intenzitását. Ez azt jelezte, hogy az iszaprészecskék szétestek és az iszaprészecske mérete csökkent, a szonikációs idő és a floc részecskeméret közötti fordított kapcsolat alapján. Az alkalmazás rendkívül hatékony volt, annak ellenére, hogy a kezelés előtti iszapflotta-megfigyelések azt mutatták, hogy az iszapfliktorok sűrűek és rendkívül kompaktak voltak, többek között kompakt magokkal, sejtcsoportokkal, bakteriális kolóniákkal, protozoonokkal és fonalas baktériumokkal rendelkező alrekeszekből álltak. A szennyvíz elemzése azt mutatja, hogy az ultrahangos folyamat jelentősen szétesett az iszapfliktumok szerkezeti integritásában minden méretben. A floc darabokat optimális kezelési körülmények között mindössze ≤6,5 μm-re csökkentették, és az iszapiszap-iszapban feloldották 5–10 perc ultrahangos kezelés után, alacsony, 20 kHz-es ultrahangfrekvenciával." (Nguyen et al., 2015)
Hatékonyan szétesett szennyvíziszap, azaz szonikált iszap, azt mutatja, jelentősen jobb szétválasztási tulajdonságok lehetővé teszi, hogy távolítsa el a foszforban gazdag frakciók biomasszából és gél-szerű frakciók, valamint a víz. Ultrahangos kavitáció megzavarja a sejt struktúrák a biomassza szennyvíziszap és megkönnyíti a későbbi frakcionálás három frakció (i) cellulózban gazdag szálak, (ii) egy tápanyagban gazdag gél, és (iii) a folyadék, amely könnyen erjeszthető. Az iszapnak ez a három frakciója tovább feldolgozható, pl. foszfor visszanyerése, nehézfém eltávolítás stb.

Az ultrahangos szennyvíziszap-kezelés előnyei

  • Továbbfejlesztett anaerob emésztés
  • Kisebb részecskeméretű floc darabok
  • A foszfor, ásványi anyagok és (nehéz) fémek jobb visszanyerése
  • A hagyományos adszorpció kémiai alternatívája

Ultrahanggal fokozta a foszfor nedves-kémiai csapadékát

Ultrasonication egy jól ismert technika használt hosszú ideig a kémia a siccessful és hatékony csapadék ásványi anyagok, részecskék és kristályok. A szennyvíziszapból származó foszfor visszanyeréséhez szonikálást alkalmaznak a struvit csapadékának előmozdítása és felgyorsítása érdekében. A rétia (magnézium-ammónium-foszfát) egy foszfát ásványi anyag, NH tápszerrel4Az MgPO4· 6H2 O, amely egyszerű megoldást kínál a foszfor kötésű eltávolítására a hulladékiszapból.
A struvit kristályosodási /csapadék folyamat során az ionok PO43NH4+, és Mg2 + a struvit csapadék miatt eltávolítják a folyékony fázisból, amíg a reakció el nem éri az egyensúlyt.

A struvit kristályok szennyvíziszapból kicsaphatók. A szonikálás javítja a helyreállítási folyamatot. A szonikáció elősegíti a csapadék folyamatát, és jelentősen hatékonyabbá teszi a struvite-ba kötött foszfor visszanyerését.

Sertésszennyvizekből kicsapódott struvit kristályok.
(kép és tanulmány: ©Kim et al. 2017)

Amikor ultrahangos alkalmazásra iszap előkezelés előtt struvite csapadék folyamat, az ultrahanggal indukált kavitáció biztosítja a thourough keverés molekuláris szinten, amely aktív felület a kristály növekedés. Az extracelluláris és intracelluláris anyagok szolubilizációs arányának növekedése tovább kedvez a rstruvit csapadéknak az NH biohasznosulásának növelésével4+ és PO43 Ionok. A szonikációs kezelés megkönnyíti a tömegátadást a hígtrágya révén, amelyet ultrahangos kavitáció okoz.
Szonikáció is alkalmazható hidrotermális karbonizációs folyadék, ahol foszfor újrahasznosítják, mint struvite a hidrotermális karbonizációs folyadék keresztül ultrahangos asszisztált extrakció és csapadék.
Tudjon meg többet a szennyvíziszapból származó foszfor-visszanyerés nagyléptékű réti csapadékáról!

Ultrahangos áramlási cella 4x 4kW teljesítmény-ultrahanggal a szennyvíziszap kezeléséhez, mint például a jobb szétesés és a foszfor visszanyerése.

Ipari ultrahangos rendszer nagyüzemi szennyvíziszap-kezeléshez folyamatos áramlási módban.

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Sono-Fenton foszfor felszabadulása szennyvíziszapból

A Gong et al. (2015) tanulmánya kimutatta a kombinált ultrahang-Fenton (más néven sono-fenton) előkezelés hatékonyságát a szennyvíziszap szétesése érdekében. Az ultrahang-Fenton kezelés alkalmazása jelentősen növelte a szén-, nitrogén- és foszforkibocsátást. A sono-fenton kezelés a fenton kezeléshez képest 1,7- 2,2-szeresére növelte a teljes nitrogént (N) és foszfort (P). A sono-Fenton kezelés után az iszap jelentősen finomabb részecskeméretet és lazább mikrostruktúrát mutatott a pásztázó elektronmikroszkópia alapján. Elektron spin rezonanciával a legmagasabb OH• jelintenzitás a Fenton-kezeléssel 568,7-ről 1106,3-ra nőtt a sono-Fenton kezelés után. Ez azt mutatta, hogy a sono-Fenton kezelés az iszap szétesését idézi elő, és jelentősen javítja a szerves szén, nitrogén és foszfor felszabadulását.

Ultrahanggal intenzívebb mikrobiális üzemanyagcellák

A szennyvíziszap ultrahangos előkezelése elősegíti a különböző szerves vegyületek oldását az iszapmátrixból, ami később felgyorsítja a mikrobiális elektrohidrogenezist.
More és a Ghangrekar (2010) hozzájárul a szonikáció előkezelésének jótékony hatásaihoz a mikrobiális üzemanyagcellákra a fokozott enzimatikus tevékenységekhez és az extracelluláris fehérjék, poliszacharidok és enzimek rendelkezésre állásához, amelyek ultrahangos szonoporációval és sejtzavarral felszabadulnak az iszapvirágok belső rétegeiből a külső rétegekbe, ami jobb szubsztrát-kihasználtsági hatékonyságot eredményez. A mikrobiális üzemanyagcellákból származó villamosenergia-betakarítás javításához javítani kell a baktériumok elektronátviteli képességét egy extracelluláris szilárd anyagra. Ez az extracelluláris elektrontranszfer történhet a sejtfelszín és a szilárd felület közötti közvetlen érintkezésben, vagy közvetve az úgynevezett exogén és endogén közvetítőkön keresztül. A baktériumok és az elektróda felülete közötti közvetlen elektronátvitelhez az elektronnak el kell érnie a sejt külső membránját. Ez a jelenség az inokulumnak adott ultrahangos előkezelés miatt fordulhatott elő, amikor a konkrétan szállított energia megfelelő volt; ezért a coulombic hatékonyság növelését.
Az ultrahanggal intenzívebb mikrobiális elektrolízis folyamat kombinálható az iszapkezelés későbbi erjesztési folyamataival.

Szono-elektrokémiai szennyvíziszap kezelés

Sonoelektrokémiai berendezések a szennyvíziszapból származó nagyarányú foszfor visszanyeréséreAz elektrokoaguláció egyszerű folyamat, amely könnyen alkalmazható a szennyvízre, és lehetővé teszi a nagy mennyiségek hatékony és költséghatékony kezelését. Az ultrahangos kezelés segít leküzdeni az elektrokoagulációs folyamatok fő hátrányát azáltal, hogy megakadályozza a passivating rétegek kialakulását az elektródákból. Az elektróda felületén idővel kialakuló passzív filmek drasztikusan csökkentik az elektrokoagulációs rendszerek hatékonyságát, és az ultrahang egy egyszerű módszer ezeknek a passivating rétegeknek a működés közbeni eltávolítására, ugyanakkor az szonikálás növeli az elektrokoagulációs rendszerek forgalmát. Ultrahangos hullámok lebontják az elektróda felületén képződött üledékeket, és nagy mennyiségű radikális fajt hoznak létre a szennyező anyagok eltávolítására azáltal, hogy nagynyomású pontokat hoznak létre az oldaton belül a kavitációs jelenség során. Az elektrokoaguláció ultrahangos kombinálásával, az elektródán kavitációval vagy mikro-streaminggel új felületek létrehozása miatt az elosztó réteg vastagságának csökkenését súlyosbítja a tömegátadási sebesség növelése. A szono-elektrokoaguláció növeli a koaguláns képződés mennyiségét az elektrokoagulációhoz képest, és a flokkulációt fokozza a szélsőséges keverés és a szabad gyökképződéssel történő oxidáció; ezért a lehető legrövidebb idő alatt el lehet érni a kívánt hatékonyságot.
(Moradi és mtsai., 2021)

A sonoelektektúság és a sonoelektrokoaguláció előnyei

"A sonoelektekrochemistria az ultrahangos energia kombinációja egy elektrokémiai rendszerben, amely számos előnnyel jár, beleértve a gázbuborék eltávolítását az elektróda felületén, az oldat gáztalanítását, a Nernst diffúziós réteg megzavarását, az elektroaktív fajok kettős rétegen keresztüli tömeges szállításának fokozását, valamint az elektróda felületének aktiválását és tisztítását. Ezek az előnyök az elektrokémiában jobb folyamathatékonysághoz (elektróda- és áramhatékonyság), megnövekedett elektrokémiai sebességhez és hozamokhoz, csökkent sejtfeszültségekhez és elektróda overpotenciálisokhoz, jobb elektródposiált anyagokhoz vezetnek a keménység, a minőség, a porozitás és a vastagság szempontjából, valamint az elektróda szennyeződésének és gáztalanításának elnyomásához az elektróda felületén." (Foroughi et al., 2021)
Tudjon meg többet a sono-elektrokémiai berendezésekről és azok alkalmazásairól!

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Ipari ultrahangos rendszerek szennyvíziszap-kezeléshez

Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű rendszerek egy megbízható munka-ló szennyvíz-és szennyvíziszap-tisztító üzemekben. A Hielscher ultrahangos rendszerek nagy teljesítményű ultrahangot biztosítanak 20 kHz-en, ami intenzív akusztikus kavitációt hoz létre. A nagy teljesítményű ultrahangos kezelésünk hatásai közé tartozik a sejtek megzavarása és szétesése, a nagy tömegátadás, a fertőtlenítés, a polimerek bomlása, az enzimek felszabadulása és az iszap homogenizálása. A nagy intenzitású szonikáció javítja a kezelés hatékonyságát az oxidatív gyökök generálásával és a nukleációs helyek növekedésével, biztosítva a jobb véralvadást és flokkulációt. Ezeknek az intenzív ultrahangos kavitációs erőknek és hatásainak megbízható és folyamatos generálása lehetővé teszi, hogy integráljuk erős ultrahangos processzorainkat különböző alkalmazásokhoz annak érdekében, hogy javítsuk a szennyvíziszapból származó energia- és tápanyag-betakarítást.

  • A szennyvíziszap ultrahangos szétesése
  • Ultrahanggal intenzívebb anaerob emésztés
  • Értékes tápanyagok (foszfor, nitrogén, magnézium, kalcium, kálium stb.) visszanyerése
  • A szennyező anyagok, például a nehézfémek eltávolítása

Kínál ultrahangos processzorok átfolyó reaktorok különböző méretekben, Hielscher Ultrasonics az ideális ultrahangos hulladék pazarlás és iszapkezelő rendszerek a szennyvíziszap létesítmény.
A moduláris kialakítás lehetővé teszi több ultrahangos egység egyszerű részletét párhuzamosan, ami lehetővé teszi bármely térfogat megbízható és hatékony kezelését.
A Hielscher nagy teljesítményű / nagy áteresztőképességű ultrahangos rendszerek növelik a hatékonyságot és a hozamot a biomassza kezelésében a szennyvíziszapban.
Nagy intenzitású ultrahangos szonda Cascatrode™️ reaktorban - kiváló szonikációs hatásokra optimalizálvaMinden ultrahangos készülékünk helyszíni tisztítással (CIP) rendelkezik.
Igényes kezelésekre alkalmas: A szennyvíziszap gyakran magas cellulóztartalmú rostos anyagokat tartalmaz, amelyeket nehéz szétesni. Hielscher ultrahang’ az ipari ultrahangos processzorok nagyon magas amplitúdójúak. Az akár 200 μm-es amplitúdók 24/7 működés közben is könnyen kezelhetők. A még magasabb amplitúdókhoz testreszabott ultrahangos sonotrodes áll rendelkezésre. Az ilyen magas amplitúdók hatékony módja annak, hogy megzavarják más anyagok cellulózainak, lignin és robusztus sejtfalainak sejtszerkezetét. Áramláscellás reaktoraink optimalizált kialakítása ideális áramlási mintákat és a táplált iszap egységes, hatékony ultrahangos kezelését biztosítja.

Együttműködünk a szennyvíziszap-telepek rendszerintegrátoraival és mérnökeivel

A nagy teljesítményű ultrahangos moduláris egységek gyártójaként és rendszerépítőjeként a Hielscher Ultrasonics együttműködik a rendszerintegrátorokkal. A szennyvíz- és szennyvíziszap-kezelő üzemek legtöbb üzemeltetője rendszerintegrátorokkal dolgozik, amelyek jól tapasztaltak az ilyen tisztítóberendezések tervezésében és automatizálásában. Tervezőmérnökökből és műszaki mérnökökből álló csapatunk az optimális ultrahangos konfigurációt ajánlja a megcélzott iszaptérfogathoz, részletes rendszerinformációkat, CAD rajzokat, valamint telepítési szolgáltatást és üzemeltetési képzést biztosít. Ez lehetővé teszi a nagy teljesítményű ultrahang integrálásának konstruktív és célorientált megvalósítását a szennyvíztisztító telepeken. Kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot, ha érdekli ultrahangos processzoraink integrálása a jobb iszapkezelés érdekében!

Előnyei Hielscher Ultrasonics szennyvíziszap-kezelő rendszerek

  • Nagy hatékonyság az intenzív ultrahang kavitáció miatt
  • Egységes szonikálás a kiváló áramlási cella kialakításának köszönhetően
  • Lineáris skálázás bármilyen térfogat/ áramlási sebességre
  • Magas energiahatékonyság / alacsony energiaköltség
  • Magas üzembiztonság
  • A közös ipari szabványok teljesítése
  • 7/24 teljes terhelés alatt
  • Nincs szükség a kemény vegyi anyagokra
  • Alacsony karbantartás / nincs fennakadás a munkában
  • gyors RoI
  • Egyszerű integráció és retro-illesztés
  • környezetbarát
Minőség, megbízhatóság & biztonság

  • Kiváló minőség: Németországban tervezték és építették
  • Műszaki szolgáltatás, képzés és támogatás jól tapasztalt munkatársainktól
  • Felhasználóbarát és biztonságos működés
  • 24/7 működés
  • Kiemelkedő robusztusság
  • Előre beállított működési beállítások
  • Könnyen programozható beállítások
  • Böngésző távirányító
  • Automatikus adatprotokollítás
  • Alacsony karbantartás / alacsony állásidő a karbantartáshoz
  • CIP (takarítás helyben)

Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi:

Kötegelt mennyiség Áramlási sebesség Ajánlott eszközök
0.1-20L 02 - 4 L / perc UIP2000hdT
10-100 liter 2 - 10 l / perc UIP4000hdT
na 10 - 100 l / perc UIP16000
na nagyobb klaszter UIP16000

Vegye fel velünk a kapcsolatot most, hogy további részleteket kapjon a Hielscher ultrahangos szennyvíziszap-kezelő rendszerekről, telepítési lehetőségekről és műszaki információkról!

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjen bővebb információt

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, hogy kérjen további információkat ultrahangos processzorok, alkalmazások és az ár. Örömmel megvitatjuk önnel a folyamatot, és olyan ultrahangos rendszert kínálunk Önnek, amely megfelel az Ön igényeinek!









Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Ultrahangos magas nyíró homogenizátorokat használnak laboratóriumi, asztali, kísérleti és ipari feldolgozásban.

Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok keverésalkalmazások, diszperziós, emulgeálás és extrakciós laboratóriumi, kísérleti és ipari méretű.



Irodalom / Referenciák

Tudni érdemes

Az ultrahangos szennyvíziszap kezelésének további előnyei

A települési szennyvíziszap ultrahangos kezelésének fent bemutatott előnyei mellett a nagy teljesítményű ultrahanghullámok alkalmazása további pozitív hatásokat mutat, mint például a methanogenezis.
Ultrasonication bebizonyosodott, hogy ígéretes szempontjából metánogén gátlás, mivel ez biztosítja a következetes eredményt. Az ultrahangos kezelés fokozhatta az exoelektrogének enzimatikus aktivitását, valamint a sejtmembrán áteresztőképességét és szelektivitását, amely felgyorsította a fehérjéket, poliszacharidokat és enzimeket az iszapvirágok belső rétegeiből a külső rétegekbe, ami jobb szubsztrát-felhasználást és villamosenergia-termelést eredményezett. (vö. Raychaudhuri és Behera, 2020)

Coulombic hatékonyság

A Coulomb-hatékonyságot vagy a coulombic hatékonyságot általában a felszabaduló akkumulátor kapacitásának leírására használják. Ez a teljes töltés utáni kisülési kapacitás és ugyanazon ciklus töltési kapacitásának arányára vonatkozik. Ez általában töredéke kevesebb, mint 1.
A coulombic hatékonyság (CE %) a kisülési kapacitás (mAh/g) és a töltési kapacitás (mAh/g) aránya 100-zal szorozva.


Nagy teljesítményű ultrahang! A Hielscher termékskálája lefedi a teljes spektrumot a kompakt laboratóriumi ultrasonicatortól a padtetős egységeken át a teljes ipari ultrahangos rendszerekig.

Hielscher Ultrahang gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok Labor nak nek ipari méretben.