Մաքուր ջուր՝ քիմիական նյութեր չպարունակող սոնոէլեկտրակոագուլյացիայի միջոցով

Էլեկտրակոագուլյացիան (ԷԿ) էլեկտրաքիմիական գործընթաց է, որը տեղում առաջացնում է կոագուլացնող տեսակներ (օրինակ՝ Fe(OH)x, Al(OH)x) զոհաբերական էլեկտրոդներից՝ կլանելով կոլոիդները, էմուլսիաները, մետաղները, ներկանյութերը և առաջացող աղտոտիչները: ԷԿ-ի միացումը հզոր ուլտրաձայնի հետ – “սոնոէլեկտրակոագուլյացիա” (SEC)-ը ուժեղացնում է զանգվածի փոխանցումը, ճնշում է էլեկտրոդի պասիվացումը և արագացնում է փոշու առաջացումը ցածր տեսակարար էներգիայի մուտքի դեպքում: Քիմիական նյութերից զերծ սոնո-էլեկտրակոագուլյացիոն մշակումը կարող է իրականացվել անընդհատ հոսքով Hielscher սոնո-էլեկտրաքիմիական ռեակտորներով, որին հաջորդում է փոշու գրավիտացիոն բաժանումը և մաքուր ջրի դուրսբերումը:

Ինչո՞ւ համատեղել ուլտրաձայնային հետազոտությունը էլեկտրոկոագուլյացիայի հետ։ – Դրա մեխանիստական հիմքը

Hielscher սոնոէլեկտրոդներով սոնոէլեկտրոկագուլյացիայի դեպքում ուլտրաձայնային զոնդը միաժամանակ ծառայում է որպես էլեկտրոկոագուլյացիայի էլեկտրոդ՝ անմիջականորեն կապելով հզոր ուլտրաձայնը էլեկտրաքիմիական մետաղի լուծարման հետ: Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնը (սովորաբար ~20 կՀց) առաջացնում է ակուստիկ կավիտացիա ակտիվ էլեկտրոդի մակերեսի անմիջական մոտակայքում: Կավիտացիոն պղպջակների կրկնվող աճը և բռնի փլուզումը առաջացնում են տեղայնացված միկրոշիթեր, հարվածային ալիքներ և ինտենսիվ միկրոհոսք հենց այնտեղ, որտեղ տեղի են ունենում էլեկտրաքիմիական ռեակցիաներ:
Այս համատեղ տեղայնացված sonication-էլեկտրաքիմիական փոխազդեցությունը մի քանի կարևոր ազդեցություն է առաջացնում.
(i) էլեկտրաքիմիական դիֆուզիոն շերտի շարունակական նոսրացում, որը զգալիորեն բարելավում է զանգվածի փոխանցումը։
(ii) պասիվացնող օքսիդային և հիդրօքսիդային թաղանթների ակտիվ հեռացում էլեկտրոդի մակերեսից՝ կանխելով աղտոտումը և հոսանքի անկումը, և
(iii) էլեկտրոլիտի անընդհատ նորացում էլեկտրոդ-լուծույթ միջերեսում՝ պահպանելով միատարր հոսանքի խտությունը և կայուն կոագուլյանտի առաջացումը։
Արդյունքում, Hielscher սոնո-էլեկտրոդները հնարավորություն են տալիս իրական շարունակական էլեկտրոկոագուլյացիա առանց պասիվացման պատճառով անջատումների, բարելավված հոսանքի արդյունավետության և մետաղական հիդրօքսիդի ֆլոկաների ավելի հետևողական տեղում ձևավորման՝ առանց քիմիական կոագուլյանտ ավելացնելու անհրաժեշտության:
Էլեկտրոկագուլյացիայի դեպքում այս ազդեցությունները թարգմանվում են որպես.

• Պասիվացման կառավարում. Կավիտացիան և սղումը խաթարում են էլեկտրոդների վրա մեկուսացնող օքսիդը և պոլիմերային թաղանթները՝ պահպանելով ակտիվ մակերեսը և կայուն օհմական կաթիլները։ – հետևաբար “պասիվացումից զերծ” շահագործման.
• Բարձր միջերեսային զանգվածի փոխանցում. Սահմանային շերտերի կրճատումը մեծացնում է մետաղի լուծարման և կոագուլյանտի առաջացման արագությունը տվյալ հոսանքի խտության դեպքում։
• Բարելավված կոագուլյացիա & լողացող Ուլտրաձայնային միկրոփուչիկները և ավելի նուրբ H2O2 փուչիկները (էլեկտրոլիզից) նպաստում են միջուկագոյացմանը, ագլոմերացիային և հիդրոֆոբ մասնիկների ու յուղերի լողացող տարանջատմանը։
• Ավելի քիչ աղտոտում խտացված տիղմերում. խառնումը մեղմացնում է տորթի կուտակումը բարձր պինդ նյութերի պարունակությամբ մատրիցներում, ինչը բնորոշ է տիղմաջրին և որոշ արդյունաբերական կեղտաջրերին։

Գիտական ակնարկները հետևողականորեն փաստաթղթավորում են այս sonochemical առավելությունները և դրանց թարգմանությունը sonoelectrochemical ռեակտորներին:

Գործընթացի հոսք. քիմիական նյութերից զերծ սոնոէլեկտրաքիմիական մշակման գնացք

1. ցուցադրություն & Հավասարեցում. հեռացնել խոշոր պինդ մասնիկները, բուֆերացնել հոսքը/բեռնվածությունները։
2. (Ըստ ցանկության) pH-ի սահմանված արժեք. Էլեկտրակոագուլյացիան հանդուրժողական է, սակայն pH 6-8-ը հաճախ մեծացնում է մետաղի հիդրօքսիդի տեսակագոյացումը և աղտոտիչների կլանումը. ծայրահեղ pH հոսքերը կարող են աննշան շտկման կարիք ունենալ։
3. Սոնոէլեկտրակոագուլյացիա հոսքային խցում. Կեղտաջրերի պոմպը Hielscher սոնոէլեկտրաքիմիական ռեակտորի միջով, որը հագեցած է ուժային ուլտրաձայնային էլեկտրոդներով: Շարունակական ուլտրաձայնացումը պահպանում է էլեկտրոդների ակտիվությունը: – պասիվացման անջատումներ չկան:
4. Փուլային բաժանում. ներքևի հոսանքի մաքրիչ կամ նստեցման բաք. մետաղի հիդրօքսիդի կաթիլները և պարկուճավորված աղտոտիչները նստում են (կամ լողում) և դուրս են մղվում որպես տիղմ. մաքրված ջուրը դեկանտացվում կամ մղվում է մաքուր ջրամբար: Սովորաբար կատարվում է գրավիտացիոն նստեցում/լողացում խցիկից հետո:
5. Փայլեցում (ըստ անհրաժեշտության). Ավազ/UF ֆիլտրեր կամ ակտիվացված ածուխ՝ մնացորդային պղտորության/օրգանական նյութերի համար, ըստ ցանկության՝ ախտահանում։

 

Այս տեսանյութը ցույց է տալիս ուղիղ էլեկտրոդների ուլտրաձայնային ազդեցության դրական ազդեցությունը էլեկտրական հոսանքի վրա: Այն օգտագործում է Hielscher UP100H (100 Watts, 30kHz) ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր՝ էլեկտրաքիմիական արդիականացմամբ և տիտանի էլեկտրոդով/սոնոտրոդով: Նոսրած ծծմբաթթվի էլեկտրոլիզից առաջանում են ջրածնային գազ և թթվածին գազ: Ultrasonication-ը նվազեցնում է դիֆուզիոն շերտի հաստությունը էլեկտրոդի մակերեսին և բարելավում է զանգվածի փոխանցումը էլեկտրոլիզի ընթացքում:

Sono-Electro-Chemistry - Ուլտրաձայների ազդեցության նկարազարդումը խմբաքանակային էլեկտրոլիզի վրա



 

Սոնոէլեկտրոդներ և ռեակտորներ. Hielscher սոնոէլեկտրաքիմիական հոսքային բջիջներ

Hielscher-ը առաջարկում է բարձր հզորության զոնդային տիպի փոխակերպիչներ և գծային հոսքի ռեակտորներ, որոնք ինտեգրում են ուլտրաձայնը էլեկտրաքիմիական բջիջների հետ: Զոնդերը կարող են կարգավորվել որպես էլեկտրոդներ կամ միացված լինել նվիրված EC էլեկտրոդներին, ինչը հնարավորություն է տալիս ամուր, անընդհատ աշխատել արդյունաբերական հոսքի արագություններով: Մոդուլային հոսքի բջիջները պարզեցնում են մասշտաբավորումը՝ համարակալելով և կարգավորելով նստեցման ժամանակը, ուլտրաձայնային ամպլիտուդը և հոսանքի խտությունը:

Hielscher սոնո-էլեկտրո-զոնդերը հաջողությամբ օգտագործվում են տարբեր կիրառությունների համար, այդ թվում՝

• Արդյունաբերական կեղտաջրերի մաքրում
• Լողավազանի ջրի մաքրում
• Ոռոգման համար կեղտաջրերի մաքրում
• Ձկնաբուծություն (ակվակուլտուրա)
• Ստորգետնյա ջրերի լիցքավորում

Մատրիցների միջև կատարողականի ապացույց

• Սպանդանոցի/կոյուղու/օրգանական նյութերով հարուստ կեղտաջրեր՝ Ուլտրաձայնային օժանդակությամբ էլեկտրոլիտիկան (EC) մեծացրել է COD-ի և գույնի հեռացումը միայն էլեկտրոլիտիկայի համեմատ. լողացման սիներգիան բարելավում է ճարպի հեռացումը մսագործատան հոսքերում։
• Ներկանյութերի/տեքստիլի արտահոսքեր՝ SEC-ը մշտապես հաղորդում է ավելի բարձր գունաթափման և COD-ի նվազեցման մասին, քան ուլտրաձայնային կամ միայն էլեկտրոկարդիոգրաֆիայի միջոցով, ինչը արտացոլում է միկրոխառնման և ռադիկալների օժանդակ ուղիների բարելավումը։
• Ծանր մետաղների և կոմպոստի արտահոսքեր. Ուլտրաձայնային մշակումը բարձրացնում է մետաղի հեռացման կինետիկան և ընդհանուր արդյունավետությունը, իսկ զեոլիտներով հիբրիդային SEC-ը ավելի է բարելավում ամոնիումի և գույնի հղկումը։

էլեկտրոդի պասիվացում – Ինչու է այն անհետանում ուլտրաձայնային հետազոտության ժամանակ

Պասիվ շերտերը (օրինակ՝ FeOOH/Al2O3, պոլիմերային թաղանթներ, յուղեր) խոչընդոտում են հոսանքի բաշխումը և ժամանակի ընթացքում բարձրացնում բջջային լարումը: Սոնոէլեկտրակոագուլյացիայի (SEC) դեպքում կավիտացիոն միկրոշիթերը ֆիզիկապես մաշում են թաղանթները տեղում. ակուստիկ հոսքը անընդհատ թարմացնում է էլեկտրոդային մոտ լուծույթը՝ կանխելով տեղային ալկալիզացիայի/նստվածքների գոտիների առաջացումը, որոնք սերմանում են պասիվացումը: SEC-ի և հիբրիդային սոնոէլեկտրաքիմիայի ակնարկները հստակորեն նույնականացնում են պասիվացման խանգարումը որպես կայուն աշխատանքի հիմնական մեխանիզմ:

Hielscher սոնո-էլեկտրաքիմիական հոսքային բջիջների ռեակտորներ

Hielscher-ի պորտֆոլիոն ներառում է բարձր հզորության զոնդերի սոնիկատորներ, սոնոէլեկտրոդներ և ուլտրաձայնային հոսքային ռեակտորներ, որոնք հարմար են սոնոէլեկտրակոագուլյացիայի համար: Կոնֆիգուրացիաները ներառում են զոնդեր, որոնք գործում են որպես էլեկտրոդներ կամ ինտեգրված են նվիրված EC էլեկտրոդների հետ, որոնք նախատեսված են գծային, անընդհատ աշխատանքի համար: Այս սարքավորումների ընտրությունը ուղղակիորեն աջակցում է քիմիական նյութերից զերծ էթոսին: – արտաքին կոագուլյանտի դեղաչափ չկա – միաժամանակ ապահովելով պասիվացումից զերծ ծառայության համար անհրաժեշտ հիդրոդինամիկ և ակուստիկ դաշտերը։

Կիրառման նշումներ տիղմային ջրերի, կոյուղու, ստորգետնյա ջրերի և արդյունաբերական կեղտաջրերի համար

• Բարձր պինդ պարունակությամբ տիղմաջուր՝ Օգտագործեք ավելի լայն հոսքի ուղիներ և ուժեղ խառնում. ուլտրաձայնը օգնում է պահպանել կախված պինդ մարմինները և էլեկտրոդները մաքուր՝ ապահովելով շարունակական աշխատանք։
• Կոյուղի/քաղաքային: SEC-ը արդյունավետ է պղտորության, TSS-ի, յուղերի/ճարպի և գույնի համար. վերևից ավազի հեռացումը պաշտպանում է հիդրավլիկ համակարգը: Փայլեցնող ֆիլտրացիան տալիս է արտանետման կամ վերօգտագործման համար պատրաստ ջուր:
• Ստորգետնյա ջրեր (մետաղներ, մկնդեղ, կոլոիդներ): SEC-ը գերազանց է բազմարժեք մետաղների և մետաղոիդների որսման գործում, իսկ ուլտրաձայնը կայունացնում է երկարատև աշխատանքը՝ նվազագույն մասշտաբավորման միջոցով։
• Արդյունաբերական (ներկանյութեր, սնունդ/խմիչքներ, նավթաքիմիական): SEC-ը անդրադառնում է էմուլսիաներին և դիմացկուն գույնին. Hielscher հոսքային բջիջներում ռեակտորի համարակալումը պարզեցնում է մասշտաբավորումը փոփոխական բեռների տակ։

Դիզայն, արտադրություն և խորհրդատվություն – Որակյալ Արտադրված է Գերմանիայում

Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են իրենց բարձր որակի և դիզայնի չափանիշներով: Հզորությունը և հեշտ շահագործումը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի սահուն ինտեգրումը արդյունաբերական օբյեկտներում: Կոպիտ պայմանները և պահանջկոտ միջավայրերը հեշտությամբ կառավարվում են Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի կողմից:

Hielscher Ultrasonics-ը ISO սերտիֆիկացված ընկերություն է և հատուկ շեշտադրում է կատարում բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքերի վրա, որոնք բնութագրվում են ժամանակակից տեխնոլոգիաներով և օգտագործողների համար հարմարավետությամբ: Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են ԵԽ-ին և համապատասխանում են UL, CSA և RoH-ների պահանջներին: