Աերոբային թափոնային ակտիվ մարմնի սլաջի աուլտրաձայնային մշակումը
Բարձր հզորությամբ աուլտրաձայնային գործընթացը խզում է թափոնային ակտիվ նստվածքը (WAS) նախքան կամ ախոռային դիգեստիայի ընթացքում: Ակուստիկ կավիտացիան կոտրում է սլաջի ֆլոկերները, քայքայում է երկարակեցություն ունեցող պոլիմերային նյութերը և բացում միկրոբային բջիջները: Սա նախկինում պաշտպանված օրգանական նյութը դարձնում է ավելի հասանելի ախոռային դիգեստերի համար.
Աերոբիկ գործընթացի համար նպատակը կենսագազի արտադրության ավելացումը չէ: Մեթանի ավելացումը կապված է անաէրոբ մարսողության հետ: Աերոբիկ մարսիչում համապատասխան կատարողական ցուցանիշներն են՝ ցնդող պինդ նյութերի ոչնչացումը, թթվածնի սպառումը, մարսման ժամանակը, մնացորդային չոր պինդ նյութերը, ջրազրկելը և ընդհանուր գործառնական արժեքը:
Hielscher արդյունաբերական sonicators-ը ինտեգրվում է պոմպային WAS գծի կամ մարսիչի վերաշրջանառության օղակի մեջ: Ուլտրաձայնային հոսքի բջջային ռեակտորները բուժումը կենտրոնացնում են սահմանված տիղմի հոսքի վրա և թույլ են տալիս վերահսկել գործընթացը՝ ըստ հզորության, հոսքի, պինդ նյութերի կոնցենտրացիայի, ճնշման և ջերմաստիճանի: Արդյունքը կոմպակտ վերազինումն է, որը կարող է ավելացնել ուլտրաձայնային տիղմի քայքայումը՝ առանց փոխարինելու առկա աերոբիկ մարսիչը:
Hielscher արդյունաբերական ուլտրաձայնային inline հոսք-սահող մշակման համար հաստացած WAS
Ինչու թափոնների ակտիվացված ցեխը դժվար է մարսել
Թափոնների ակտիվացված ցեխը ավելորդ կենսաբանական պինդ հեռացվում է ակտիվացված կեղտաջրերի մաքրման գործընթացից: Այն պարունակում է միկրոօրգանիզմներ, արտաբջջային պոլիմերային նյութեր (EPS), գրավված օրգանական նյութեր եւ իներտ պինդ.
Երկրորդական պարզաբանիչում, հաստատված ակտիվացված ցեխը բաժանվում է երկու հոսքերի:
- Հետադարձ ակտիվացված նստվածքը (RAS) վերադարձվում է օդափոխման ավազան՝ կենսազանգվածի պահանջվող կոնցենտրացիան պահպանելու համար:
- Թափոնների ակտիվացված նստվածքը (WAS) հեռացվում է հեղուկի մշակման գործընթացից և ուղարկվում խտացման, կայունացման, մարսման կամ ջրազրկման:
WAS-ը պարունակում է մանրէաբանական բջիջների մեծ քանակություն: Դրա կենսաքայքայվող օրգանական պարունակության մեծ մասը պարփակված է բջջային պատերով կամ կապված է կոմպակտ տիղմի կուտակումների ներսում: Այս ֆիզիկական պաշտպանությունը դանդաղեցնում է բջիջների բնական լիզը և հիդրոլիզը:
Աերոբիկ մարսողության ընթացքում թթվածին է մատակարարվում, մինչդեռ նոր սնունդը քիչ է: Միկրոօրգանիզմները մտնում են էնդոգեն շնչառություն և սպառում են պահեստավորված նյութը, մեռած բջիջները և կենսաքայքայվող տիղմի այլ բաղադրիչներ: Նպատակն է կայունացնել տիղմը, նվազեցնել հոտի ներուժը և նվազեցնել ցնդող պինդ նյութերի քանակը, որոնք պետք է ջրազրկվեն և հեռացվեն:
Մարսողության արագությունը հաճախ սահմանափակվում է սուբստրատի հասանելիությամբ: Մարսող սարքը կարող է ունենալ ակտիվ միկրոօրգանիզմներ և բնակության բավարար ժամանակ, սակայն օրգանական նյութերը անձեռնմխելի բջիջների և խիտ բլոկների ներսում մնում են դժվար հասանելի:
Չմշակված բլոկների համեմատությունը ձայնային տիղմի հետ. Sonication-ը զգալիորեն նվազեցնում է բլոկները:
Ուսումնասիրություն եւ պատկերներ: ©Chu et al. 2001
How Ultrasonic Cavitation Opens WAS for Aerobic Digestion
Hielscher industrial sonicators operate at 20kHz and generate intense acoustic cavitation in liquid and slurry հոսքերում: Cavitation փուչիկները ձեւավորվում, աճում եւ փլուզվում են ցեխի ներսում: Նրանց փլուզումը ստեղծում է հզոր տեղական կտրող ուժեր, որոնք գործում են ուղղակիորեն flocs, EPS եւ մանրէաբանական բջիջների վրա:
Ուլտրաձայնային բուժումը արտադրում է երեք կարեւոր փոփոխություններ WAS:
Floc քայքայում
Cavitation- ը կոտրում է ցեխի ագրեգատները եւ բացահայտում մակերեսները, որոնք նախկինում պարփակված էին արտաբջջային պոլիմերային նյութերով (EPS): Բուժված ցեխը պարունակում է ավելի փոքր մասնիկներ եւ ավելի մեծ մատչելի մակերես:
EPS եւ բջջային խափանում
Ուլտրաձայնային աջակցությամբ դիսինտեգրացումը բարձրացնում է քաղաքային կոյուղաջրերի ակտիվ շերտի աէրոբ կենսաքայքայելիությունը՝ կոտրելով դժվարաշարժ կոյուղաջրի ֆլոկները և ազատ արձակելով փակված օրգանական նյութերը։ Ուլտրաձայնային կավիտացիան խախտում է բջջային թաղանթներն ու բջջային պատերը։ Բ پروտեինները և ածխաջրերը ինչպես նաև այլ ինտրասելյուլար միացություններ տեղափոխվում են հեղուկային փուլ։
Բարձրացրած կենսաբացթողունակություն
Աէրոբ միկրոէջրերը կարող են հեշտությամբ սպառել լուծելի և մանրացված օրգանական նյութերը, քան ամբողջական միկրոբային բջիջներն ու կոմպակտ ֆլոկները։ Ուլտրաձայնայնացումը, հետևաբար, կատարում է լիզիսի և հիդրոլիզի որոշ աշխատանքները մեխանիկորեն՝ կենսաբանական օքսիդացման քայլից առաջ.
Sonication targets the thick protective matrix of sewage sludge to make microbial digestion much faster and more efficient. This is commonly observed as an increase in soluble chemical oxygen demand (SCOD).
Industrial ultrasonic flow reactor for improved WAS digestion
Benefits of Sonication in Aerobic Digestion Plants
The response depends on the sludge and the ultrasonic dose. When sonication increases aerobic biodegradability, a wastewater treatment plant may obtain:
- More volatile-solids destruction at the existing digestion time
- Comparable sludge stabilization at a shorter residence time
- Lower residual dry-solids production
- Հավելյալ արդյունավետ ծավալ գոյություն ունեցող աէրոբիկ մեկտայի համար
- Նվազեցված կենսաքիմիական թափոնների տեղափոխում և հեռացում
- Լավացած գործընթացի կայունություն բարձր պինդ նյութերի լիցքերի ժամանակաշրջաններում
- Լավացված ֆիլամենտային օրգանիզմների վերահսկում ֆլոկերի և բջջային խզման միջոցով
Հիշել Հիելշեր Սոնիկատորներ հեշտ փոխարինման համար
Գոյություն ունեցող չափի դեպքում, սովորաբար ավելի արդյունավետ է սոնիկացնել խտացված ցեխային հոսքը, քան ողջ աէրոբիկ մեկտայի ծավալը: Հիելշեր ուլտրաձայնային հոսքային բջջային ռեակտորները աջակցում են երկու պրակտիկ կոնֆիգուրացիաների։
WAS սնուցման գծի նախնական մշակումը
Ուլտրաձայնային համակարգը տեղադրվում է WAS խտացումից հետո և աէրոբիկ մեկտայի առաջ՝
Խտացված WAS -> սնուցման պոմպ -> Հիելշեր ուլտրաձայնային հոսքային բջիջ -> աէրոբիկ մեկտա
Այս պայմանավորվածությունը վերաբերվում է սահմանված չոր պինդ զանգվածի հոսքին և հստակ հիմք է տալիս ուլտրաձայնային էներգիայի հատուկ մուտքը վերահսկելու համար:
Հոսքի գծապատկեր. Thickened WAS -> feed pump -> Hielscher արդյունաբերական inline sonicator UIP6000hdT -> aerobic digester
Մարսողական շրջանառություն կամ կողմնակի բուժում
Տիղմի վերահսկվող մասնաբաժինը մարսողից կամ տիղմի գծից մղվում է ձայնային սարքի միջով և վերադառնում գործընթացին: Այս կոնֆիգուրացիան օգտակար է, երբ գոյություն ունեցող սնուցման գիծը դժվար է փոփոխել կամ երբ պետք է մշակվի տիղմի միայն ընտրված հատվածը:
Երկու կազմաձևերն էլ կարող են տեղակայվել որպես խիտ սքիդ՝ կազմված պոմպից, ուլտրաձայնային հոսքի բջիջից, մեկուսացման խողովակաշարերից, սպասարկման շրջանցումից, ճնշում և ջերմաստիճան չափող սարքերից, նմուշառման կետերից և գործընթացի կառավարման համակարգերից։ Գոյություն ունեցող դիգեստորի ամպուլը չի փոխվում.
Սա ուլտրաձայնային բուժումը հատկապես հարմար է արդեն գործող կեղտաջրերի մաքրման կայանների համար։ Ուլտրաձայնային սքիդը կարող է տեղակայվել պոմպային գծում, աշխատել անկախ և շրջանցվել ստուգման կամ սպասարկման ժամանակ։
բարելավեք օդային ցողունի թացավամքի տարափումը համակարգի բարձր հզորության ուլտրաձայնով!
Հիելշերի արդյունաբերական սոնիկանտները ապահովում են կոմպակտ և մասշտաբավորելի մեթոդ՝ բարձր հզորության ուլտրաձայնը գոյություն ունեցող WAS բուժման գծին ինտեգրելու համար։ Երկրորդային հոսքի բջջային մշակումը կենտրոնացնում է ուլտրաձայնային էներգիան ջրաճիճակի հոսքի վրա, աջակցում է կրկնելի դոզավորման վերահսկմանը և կարող է նախագծվել հուսալի 24/7 ծանրաբեռնված աշխատանքի համար։
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:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով կիրառական կիրառությունների խառնուրդի, ցրման, էմուլսացման և արդյունահանման համար:
Հաճախակի տրվող հարցեր
Ուլտրաձայնային բուժումը ավելի շատ բիոգազ էproducing անում օքսիգենային հարստացնողում?
Ոչ: Մեթանի կամ կենսագազի արդյունահանման ավելացումը անաէրոբ մարսողության օգուտ է: Աերոբիկ մարսողության համար ուլտրաձայնային բուժումը պետք է գնահատվի VS-ի ոչնչացման, թթվածնի սպառման, մարսողության ժամանակի, մնացորդային չոր պինդ նյութերի, ջրազրկման և ընդհանուր արժեքի միջոցով:
Որտեղ է տեղադրված ուլտրաձայնային համակարգը:
Համակարգը, ընդհանուր առմամբ, տեղադրվում է ներդիրում WAS խտացումից հետո և աերոբիկ մարսիչից առաջ: Այն կարող է նաև գործել վերահսկվող կողային հոսքի կամ մարսողության վերաշրջանառության օղակում: Ծառայության շրջանցումը թույլ է տալիս շարունակել տիղմի տեղափոխումը սպասարկման ընթացքում:
Ինչու՞ օգտագործել 20kHz արդյունաբերական sonicator:
Ցածր հաճախականության, բարձր հզորության ուլտրաձայնը առաջացնում է ինտենսիվ կավիտացիա և մեխանիկական կտրվածք: Սա արդյունավետ է տիղմի կուտակումները կոտրելու, EPS-ի խանգարման և հեղուկ-պինդ հոսքերում մանրէաբանական բջիջները բացելու համար:
Հյելշերի սոնիկատորը կարո՞ղ է շարունակական աշխատել։
Այո։ Հյելշերի արդյունաբերական hdT սոնիկատորների գիծը նախագծված է շարունակական ծանրաբեռնված աշխատանքի համար և հայտնի է իր ամրությամբ։ Արտահոսքի բջիջ-ռեակտորները թույլ են տալիս վերահսկվող ուղիղ կամ ռեցրկուլյացիոն մշակումներ, իսկ ավտոմատ տվյալների գրանցումը աջակցում է գործընթացի հսկողությանը և վերարտադրելիությանը։
Որ տվյալներն են անհրաժեշտ ուլտրաձայնային շլեզների համակարգի չափը որոշելու համար։
Գլխավոր մուտքերը են WAS-ի հոսքը, TS և VS կոնցենտրացիան, շլեզի սոսնձելիությունը, նպատակային հատուկ էներգիան, անհրաժեշտ բուժման ազդեցությունը, աշխատաժամերը և հասանելի ճնշումը։ Նմուշային փորձարկումը խորհուրդ է տրվում լիամակարդակ չափման նախնական արդյունավետ դոզան պարզելու համար։
Սոնիկացիան բարելավում է շլեզի ջրազրկումը՞
Արդյունքը կախված է ջրաղանթի բնութագրերից և չափաբաժնից։ Միջին բուժումը կարող է բարելավել կազմված նյութերի գործընթացը, մինչդեռ չափից դուրս քայքայումն կարող է առաջացնել մանր հատիկներ և լուծվող պոլիմերներ, որոնք խանգարում են կարողանալուն կամ սոդիքի հանդերձանքը։ Հետևաբար, ջրազրկման փորձերը գործընթացի օպտիմալացման կարևոր մասն են։
Ի՞նչ են ասում գիտական ուսումնասիրությունները ուլտրաձայնային WAS֊ի դաջման վերաբերյալ։
Լաբորատոր ուսումնասիրությունները աջակցում են ուլտրաձայնի օգտագործմանը՝ WAS֊ի մուտքադարձելիությունն ու աէրոբ կենսաքայքայելիությունը բարձրացնելու համար։
Աերոբիկ մարսողությունից առաջ համակցված ալկալային եւ ուլտրաձայնային նախնական բուժման ուսումնասիրության ժամանակ օրգանական նյութերի քայքայումը նույն մարսողության ժամանակ հաղորդվել է որպես 38.0% չմշակված ցեխի եւ 42.5% ուլտրաձայնային նախապես մշակված ցեխի համար: Համակցված ալկալային եւ ուլտրաձայնային նախնական բուժումը մեծացրել է քայքայումը մինչեւ 50.7%: Արդյունքը ցույց է տալիս, որ ուլտրաձայնը միայնակ կարող է բարելավել աերոբ քայքայումը, միաժամանակ ցույց տալով, որ հասանելի բարելավումը կախված է նախնական բուժման ռազմավարությունից եւ ցեխի բնութագրերից: (տես Jin et al., 2009)
Մեկ այլ հետազոտություն մունիցիպալ WAS հաղորդել է ավելացրել ցեխի լուծումը եւ աերոբիկ կենսաքայքայելիությունը ուլտրաձայնային օժանդակությամբ բակտերիալ քայքայումից հետո: Նախապես մշակված ցեխը ցույց է տվել ավելի բարձր կենսաքայքայման կամ տրոհման արագություն, քան չբուժված վերահսկողությունը: (տես Kavitha et al. 2016)
Արդյո՞ք sonication- ը աջակցում է ցեխի այլ գործընթացներին?
Այո: Sonication- ն աջակցում է մի քանի ցեխի բուժման գործընթացներ՝ խափանելով ֆլոկները, EPS եւ մանրէաբանական բջիջները:
Անաէրոբ մարսողություն / Կենսագազի արտադրություն: արագացնում է հիդրոլիզը, մեծացնում է լուծվող COD եւ կարող է բարելավել VS ոչնչացումը եւ մեթանի եկամտաբերությունը:
Ֆոսֆորի վերականգնումը: Ազատում է բջիջների հետ կապված եւ օրգանական ֆոսֆոր հեղուկ փուլում, բարելավելով մատչելիությունը հետագա struvite կամ vivianite տեղումների. ուլտրաձայնային կարող է նաեւ ուժեղացնել ֆոսֆորի լվացումը ցեխի մոխիրից:
Գրականություն / Հղումներ
- Jin Y., Li H., Mahar R.B., Wang Z., Nie Y. (2009): Combined alkaline and ultrasonic pretreatment of sludge before aerobic digestion. Journal of Environmental Science 2009;21(3):279-284.
- Kavitha S., Jessin Brindha G.M., Sally Gloriana A., Rajashankar K., Yeom I.T., Rajesh Banu J. (2016): Enhancement of aerobic biodegradability potential of municipal waste activated sludge by ultrasonic aided bacterial disintegration. Bioresource Technology 2016 Jan;200:161-169.
- C. M. Braguglia, G. Mininni, A. Gianico (2008): Is sonication effective to improve biogas production and solids reduction in excess sludge digestion? Water Science Technology 1 March 2008; 57 (4): 479–483.
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.