Ֆոսֆորը կարևոր հանքանյութ է, որի բնական պաշարը արագորեն նվազում է: Հետևաբար, Գերմանիայի կառավարությունը որոշում կայացրեց, որ 2029 թվականից ֆոսֆորը պետք է մեծապես վերականգնվի կեղտաջրերի տիղմից։ Էլեկտրաէներգիայի ուլտրաձայնի իրականացումը տարբեր տարբերակներ է բացում քաղաքային կեղտաջրերի տիղմից ֆոսֆորի վերականգնումն ուժեղացնելու համար:

Կեղտաջրերի նստվածքի մաքրման կայաններ և ֆոսֆորի վերամշակում

Ֆոսֆորը կարևոր տարր է, որը լայնորեն օգտագործվում է որպես պարարտանյութ և հումք նուրբ քիմիական և դեղագործական արդյունաբերության մեջ: Իր մատչելի ռեսուրսների արագ կրճատման պատճառով Գերմանիայի կառավարությունը օրենք է կիրառել, որով քաղաքային կեղտաջրերի մաքրման բոլոր կայանները պետք է չափումներ սահմանեն քաղաքային կեղտաջրերի տիղմից ֆոսֆորի վերականգնման համար: Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնի իրականացումը առաջարկում է բուժման տարբեր տարբերակներ, որոնք զգալիորեն բարձրացնում են ֆոսֆորի վերականգնման արդյունավետությունը:

Կեղտաջրերի բույսերը օգտագործում են ուլտրաձայնային տիղմի մարսողության բարելավման և սննդանյութերի վերականգնման համար, ինչպիսիք են ֆոսֆորը:

Ուլտրաձայնային կեղտաջրերի նստվածքի քայքայումը բարելավված ֆորֆորի վերականգնման համար

Հզոր ուլտրաձայնային ալիքներով կեղտաջրերի տիղմը ճառագայթելը հստակորեն բարելավում է կեղտաջրերի տիղմում կենսազանգվածի քայքայումը: Բազմաթիվ հետազոտական ուսումնասիրություններ ցույց են տվել ուլտրաձայնային թափոնների ակտիվացված տիղմի մաքրման և արդյունաբերական տարբեր ուլտրաձայնային համակարգերի առավելությունները Գերմանիայի քաղաքային կեղտաջրերի մաքրման կայաններում:
Կեղտաջրերի տիղմում ենթաշերտերի ուլտրաձայնային նախնական մշակումը մի քանի օգտակար ազդեցություն ունի անաէրոբ մարսողության գործընթացների համար: Այս առավելությունները ներառում են մասնիկների չափի կրճատում, հիդրոլիզի արագության բարձրացում և հիդրավլիկ պահպանման ժամանակի կրճատում:
Բարձր ինտենսիվության/ցածր հաճախականության ուլտրաձայնային ալիքների արդյունքում առաջացած կավիտացիոն ճեղքման ուժերը հանգեցնում են տիղմի կուտակման մորֆոլոգիայի և տիղմի մանրէաբանական կառուցվածքի խզմանը:
Նգուենի հետազոտական թիմն իր ուսումնասիրություններում ցույց է տվել, որ «ուլտրաձայնի կիրառումը շատ արդյունավետ է կենսազանգվածի մասնիկների չափը նվազեցնելու համար՝ հասնելով մինչև 78,78% մասնիկների միջին չափի կրճատում՝ ուլտրաձայնային ճառագայթման ազդեցության ժամանակի և ինտենսիվության համեմատ։ . Սա ցույց է տալիս, որ տիղմի մասնիկները քայքայվել են, և տիղմի մասնիկների չափը նվազել է՝ հիմնվելով հակադարձ կապի վրա՝ ազդարարման ժամանակի և ծլարձակման մասնիկների չափի միջև: Հավելվածը շատ արդյունավետ էր, չնայած այն հանգամանքին, որ տիղմի բլոկների դիտարկումները նախքան բուժումը ցույց տվեցին, որ տիղմի կուտակումները խիտ էին և շատ կոմպակտ՝ կազմված կոմպակտ միջուկներով, բջիջների կլաստերներով, բակտերիաների գաղութներով, նախակենդանիներով և թելիկ բակտերիաներով, ի թիվս այլոց: գործոններ. Կեղտաջրերի վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ուլտրաձայնային գործընթացը զգալիորեն քայքայել է բոլոր չափերի տիղմի կուտակումների կառուցվածքային ամբողջականությունը: Ֆլոկ կտորները կրճատվել են մինչև ≤6,5 մկմ՝ օպտիմալ բուժման պայմաններում և լուծարվել են տիղմի ցեխի մեջ 5–10 րոպե ուլտրաձայնային մշակումից հետո՝ 20 կՀց ցածր ուլտրաձայնային հաճախականությամբ։ (Nguyen et al., 2015)
Արդյունավետորեն քայքայված կեղտաջրերի տիղմը, այսինքն՝ ձայնային տիղմը, ցույց է տալիս զգալիորեն բարելավված տարանջատման հատկությունները, որոնք թույլ են տալիս հեռացնել ֆոսֆորով հարուստ ֆրակցիաները կենսազանգվածից և գելանման ֆրակցիաներից, ինչպես նաև ջրից: Ուլտրաձայնային կավիտացիան խաթարում է կեղտաջրերի տիղմի մեջ կենսազանգվածի բջջային կառուցվածքները և հեշտացնում հետագա մասնատումը երեք ֆրակցիայի մեջ (i) ցելյուլոզով հարուստ մանրաթելեր, (ii) սննդանյութերով հարուստ գել և (iii) հեղուկ, որը հեշտությամբ խմորվում է: Տիղմի այս երեք ֆրակցիաները կարող են հետագա մշակվել, օրինակ՝ ֆոսֆորի վերականգնում, ծանր մետաղների հեռացում և այլն:

Ֆոսֆորի ուլտրաձայնային ուժեղացված խոնավ-քիմիական տեղումներ

Ultrasonication-ը հայտնի տեխնիկա է, որն օգտագործվում է երկար ժամանակ քիմիայում՝ հանքանյութերի, մասնիկների և բյուրեղների արդյունավետ և արդյունավետ տեղումների համար: Կեղտաջրերի տիղմից ֆոսֆորի վերականգնման համար կիրառվում է սոնիկացիա՝ ստրուվիտի տեղումները խթանելու և արագացնելու նպատակով: Ստրուվիտը (մագնեզիումի ամոնիումի ֆոսֆատ) ֆոսֆատ հանքանյութ է՝ NH բանաձևով₄MgPO₄· 6H₂ O, որն առաջարկում է պարզ լուծում՝ կապված թափոնների տիղմից ֆոսֆորը հեռացնելու համար:
Ստրուվիտի բյուրեղացման/տեղումների գործընթացում իոնները PO₄^3-, ՆՀ₄⁺, և Mg²⁺ Ստրուվիտի տեղումների պատճառով հեռացվում են հեղուկ փուլից, մինչև ռեակցիան հասնի հավասարակշռության:

Խոզի կեղտաջրերից առաջացած ստրուվիտի բյուրեղները:
(նկար և ուսումնասիրություն՝ ©Kim et al. 2017)

Երբ ուլտրաձայնային ախտահանումը կիրառվում է որպես տիղմի նախնական մշակում նախքան ստրուվիտի տեղումների գործընթացը, ուլտրաձայնային ձևով առաջացած կավիտացիան ապահովում է մանրակրկիտ խառնում մոլեկուլային մակարդակում՝ ապահովելով ակտիվ մակերևույթի տարածքը բյուրեղների աճի համար: Արտաբջջային և ներբջջային նյութերի լուծարման արագության աճը նպաստում է ստրուվիտի տեղումների ավելացմանը՝ ավելացնելով NH-ի կենսամատչելիությունը:₄⁺ և PO₄^3- իոններ. The sonication բուժումը հանգեցնում է հեշտացված զանգվածի փոխանցմանը ցեխի միջով, որն առաջանում է ուլտրաձայնային կավիտացիայի հետևանքով:
Sonication-ը կարող է կիրառվել նաև հիդրոթերմալ կարբոնացման լիկյորի վրա, որտեղ ֆոսֆորը վերամշակվում է որպես ստրուվիտ հիդրոթերմալ կարբոնացման լիկյորից՝ ուլտրաձայնային օգնությամբ արդյունահանման և տեղումների միջոցով:
Կարդացեք ավելին կոյուղաջրերի տիղմից ֆոսֆորի վերականգնման համար լայնածավալ ստրուվիտի տեղումների մասին:

Sono-Fenton կեղտաջրերի նստվածքից ֆոսֆորի արտանետման համար

Գոնգի և այլքների ուսումնասիրությունը։ (2015 թ.) ցույց է տվել համակցված ուլտրաձայնային-Ֆենտոն (նաև հայտնի է որպես sono-Fenton) նախնական մշակման արդյունավետությունը կեղտաջրերի տիղմի քայքայման համար: Ուլտրաձայնային-Fenton բուժման կիրառումը զգալիորեն ավելացրել է ածխածնի, ազոտի և ֆոսֆորի արտազատումը: Sono-Fenton բուժումը մեծացրել է ընդհանուր ազոտը (N) և ֆոսֆորը (P) համապատասխանաբար 1,7 և 2,2 անգամ, երբ համեմատվում է միայն Fenton բուժման հետ: Sono-Fenton մշակումից հետո տիղմը ցույց տվեց զգալիորեն ավելի նուրբ մասնիկների չափ և ավելի թուլացած միկրոկառուցվածք՝ հիմնված սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակի վրա: Օգտագործելով էլեկտրոնային սպին ռեզոնանսը, OH• ազդանշանի ամենաբարձր ինտենսիվությունը Fenton մշակմամբ աճել է 568.7-ից մինչև 1106.3՝ sono-Fenton մշակումից հետո: Սա ցույց տվեց, որ sono-Fenton բուժումը առաջացնում է տիղմի քայքայումը և զգալիորեն բարելավում է օրգանական ածխածնի, ազոտի և ֆոսֆորի արտազատումը:

Ուլտրաձայնային ուժեղացված մանրէային վառելիքի բջիջներ

Կեղտաջրերի տիղմի ուլտրաձայնային նախնական մշակումը նպաստում է տիղմի մատրիցից տարբեր օրգանական միացությունների լուծարմանը, ինչը հետագայում արագացնում է մանրէաբանական էլեկտրահիդրոգենեզը:
More-ը և Ghangrekar-ը (2010) նպաստում են մանրէաբանական վառելիքի բջիջների վրա ազդեցությամբ նախնական մշակման օգտակար ազդեցություններին՝ ուժեղացված ֆերմենտային գործունեության և արտաբջջային սպիտակուցների, պոլիսախարիդների և ֆերմենտների առկայության համար, որոնք ազատվում են տիղմի միջուկների ներքին շերտերից դեպի արտաքին շերտեր ուլտրաձայնային սոնոփորացիայի և բջիջների խանգարում, ինչը հանգեցնում է ենթաշերտի օգտագործման արդյունավետության բարելավմանը: Մանրէաբանական վառելիքի բջիջներից էլեկտրաէներգիայի հավաքումը բարելավելու համար անհրաժեշտ է բարելավել բակտերիաների էլեկտրոնների փոխանցման կարողությունը դեպի արտաբջջային պինդ նյութ: Այս արտաբջջային էլեկտրոնի փոխանցումը կարող է տեղի ունենալ կա՛մ բջջի մակերեսի և պինդ մակերեսի միջև անմիջական շփման մեջ, կա՛մ անուղղակիորեն, այսպես կոչված, էկզոգեն և էնդոգեն միջնորդների միջոցով: Բակտերիաների և էլեկտրոդի մակերևույթի միջև էլեկտրոնների ուղղակի փոխանցման համար էլեկտրոնը պետք է հասնի բջջի արտաքին թաղանթին: Այս երևույթը կարող էր առաջանալ պատվաստանյութին տրված ուլտրաձայնային նախնական մշակման պատճառով, երբ հատուկ մատակարարվող էներգիան բավարար էր: հետևաբար, նպաստելով ավելի բարձր Coulombic արդյունավետությանը:
Ուլտրաձայնային ուժեղացված մանրէային էլեկտրոլիզի գործընթացը կարող է զուգակցվել տիղմի մշակման համար հետագա խմորման գործընթացների հետ:

Sono-Electrochemical Կեղտաջրերի Sludge մաքրում

Էլեկտրակոագուլյացիան պարզ գործընթաց է, որը կարելի է հեշտությամբ կիրառել կեղտաջրերի վրա և թույլ է տալիս արդյունավետ և ծախսարդյունավետ մշակել մեծ ծավալները: Ultrasonication-ը օգնում է հաղթահարել էլեկտրակոագուլյացիայի պրոցեսների հիմնական թերությունը՝ կանխելով էլեկտրոդներից պասիվացնող շերտերի առաջացումը: Ժամանակի ընթացքում էլեկտրոդի մակերևույթի վրա ձևավորվող պասիվ թաղանթները կտրուկ նվազեցնում են էլեկտրակոագուլյացիոն համակարգերի արդյունավետությունը, իսկ ուլտրաձայնը հեշտ մեթոդ է այս պասիվացնող շերտերը շահագործման ընթացքում շարունակաբար հեռացնելու համար, մինչդեռ միևնույն ժամանակ ձայնային ազդեցությունը մեծացնում է էլեկտրակոագուլյացիոն համակարգերի շրջանառությունը: Ուլտրաձայնային ալիքները քայքայում են էլեկտրոդի մակերևույթի վրա ձևավորված նստվածքները և առաջացնում մեծ քանակությամբ ռադիկալ տեսակներ՝ աղտոտիչները հեռացնելու համար՝ լուծույթի ներսում ստեղծելով բարձր ճնշման կետեր՝ կավիտացիայի երևույթի ժամանակ: Համակցելով էլեկտրակոագուլյացիան ուլտրաձայնի հետ, էլեկտրոդի վրա նոր մակերեսների ստեղծման շնորհիվ կավիտացիայի կամ միկրո հոսքի միջոցով, բաշխման շերտի հաստության նվազումը սրվում է զանգվածի փոխանցման արագության ավելացմամբ: Sono-electrocoagulation-ը մեծացնում է կոագուլանտների ձևավորման քանակը՝ համեմատած էլեկտրակոագուլյացիայի հետ, և ֆլոկուլյացիան ուժեղանում է ծայրահեղ խառնման և օքսիդացման արդյունքում՝ ազատ ռադիկալների ձևավորման միջոցով; հետևաբար ամենակարճ ժամանակում հնարավոր է հասնել ցանկալի արդյունավետության:
(Մորադի և այլք, 2021)

Sonoelectrochemistry-ի և Sonoelectrocoagulation-ի առավելությունները

«Սոնոէլեկտրոքիմիան էլեկտրաքիմիական համակարգում ուլտրաձայնային էներգիայի համակցությունն է, որն առաջարկում է մի քանի առավելություններ, այդ թվում՝ գազի պղպջակների հեռացում էլեկտրոդի մակերևույթից, լուծույթի գազազերծում, Ներնստի դիֆուզիոն շերտի խախտում, էլեկտրաակտիվ տեսակների զանգվածային փոխադրման ուժեղացում կրկնակի շերտով և էլեկտրոդի մակերեսի ակտիվացում և մաքրում. Էլեկտրաքիմիայի այս առավելությունները հանգեցնում են գործընթացի արդյունավետության (էլեկտրոդի և հոսանքի արդյունավետության) բարելավմանը, էլեկտրաքիմիական արագության և ելքի ավելացման, բջջային լարումների և էլեկտրոդների գերպոտենցիալների նվազմանը, էլեկտրոդային նյութերի բարելավմանը` կարծրության, որակի, ծակոտկենության և հաստության առումով, ինչպես նաև էլեկտրոդների աղտոտման և ճնշելու: էլեկտրոդի մակերեսի գազազերծում»։ (Ֆորուգի և այլք, 2021)
Կարդացեք ավելին sono-էլեկտրաքիմիական սարքավորումների և դրա կիրառությունների մասին:

Արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր կեղտաջրերի տիղմի մաքրման համար

Hielscher Ultrasonics-ի բարձր արդյունավետության համակարգերը հուսալի աշխատանք են կեղտաջրերի և կեղտաջրերի տիղմի մաքրման կայաններում: Hielscher ուլտրաձայնային համակարգերը ապահովում են բարձր հզորության ուլտրաձայնային 20 կՀց հաճախականությամբ, որը ստեղծում է ինտենսիվ ակուստիկ կավիտացիա: Մեր բարձր հզորության ուլտրաձայնային բուժման հետևանքները ներառում են բջիջների խզումը և քայքայումը, զանգվածի բարձր փոխանցումը, ախտահանումը, պոլիմերների տարրալուծումը, ֆերմենտների ազատումը և տիղմի համասեռացումը: Բարձր ինտենսիվության արտանետումը բարելավում է բուժման արդյունավետությունը օքսիդատիվ ռադիկալների առաջացման և միջուկային տեղամասերի ավելացման միջոցով՝ ապահովելով ավելի լավ կոագուլյացիա և ֆլոկուլյացիա: Այս ինտենսիվ ուլտրաձայնային կավիտացիայի ուժերի հուսալի և շարունակական սերունդը և դրա հետևանքները թույլ են տալիս ինտեգրել մեր հզոր ուլտրաձայնային պրոցեսորները տարբեր կիրառությունների համար՝ բարելավելու էներգիայի և սննդանյութերի բերքը կեղտաջրերի տիղմից:

• Կեղտաջրերի տիղմի ուլտրաձայնային քայքայումը
• Ուլտրաձայնային ուժեղացված անաէրոբ մարսողություն
• Արժեքավոր սննդանյութերի վերականգնում (ֆոսֆոր, ազոտ, մագնեզիում, կալցիում, կալիում և այլն)
• Աղտոտիչների հեռացում, ինչպիսիք են ծանր մետաղները

Առաջարկելով ուլտրաձայնային պրոցեսորներ տարբեր չափերի հոսքային ռեակտորներով՝ Hielscher Ultrasonics-ն ունի ուլտրաձայնային թափոնների թափոնների և տիղմի մաքրման իդեալական համակարգեր ձեր կեղտաջրերի տիղմի հաստատության համար:
Մոդուլային դիզայնը թույլ է տալիս զուգահեռաբար մի քանի ուլտրաձայնային բլոկների պարզ տեղադրում, ինչը հնարավոր է դարձնում ցանկացած ծավալի հուսալի և արդյունավետ բուժում:
Hielscher բարձր հզորության / բարձր թողունակության ուլտրաձայնային համակարգերը բարձրացնում են արդյունավետությունը և բերքատվությունը կեղտաջրերի տիղմում կենսազանգվածի բուժման մեջ:
Մեր բոլոր ուլտրաձայնային սարքերն ունեն մաքրում տեղում (CIP):
Հարմար է պահանջկոտ մաքրման համար. Կեղտաջրերի տիղմը հաճախ պարունակում է մանրաթելային նյութեր՝ ցելյուլոզայի բարձր պարունակությամբ, որոնք դժվար է քայքայվել: Hielscher ուլտրաձայնային’ Արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ: Մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 աշխատանքի ընթացքում: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար մատչելի են հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ: Նման բարձր ամպլիտուդները արդյունավետ միջոց են ցելյուլոզների, լիգնինի և այլ նյութերի ամուր բջջային պատերի խախտման համար: Մեր հոսքային բջիջների ռեակտորների օպտիմիզացված դիզայնը ապահովում է հոսքի իդեալական ձևեր և սնվող տիղմի միասնական, արդյունավետ ուլտրաձայնային բուժում:

Մենք աշխատում ենք կոյուղու տիղմային կայանների համակարգային ինտեգրատորների և ինժեներների հետ

Որպես բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային մոդուլային ագրեգատների արտադրող և համակարգ ստեղծող, Hielscher Ultrasonics-ը աշխատում է համակարգի ինտեգրատորների հետ միասին: Կեղտաջրերի և կեղտաջրերի տիղմի մաքրման կայանների օպերատորների մեծ մասը աշխատում է համակարգային ինտեգրատորների հետ, որոնք մեծ փորձ ունեն նման մաքրման կայանների նախագծման և ավտոմատացման գործում: Դիզայներների և տեխնիկական ինժեներների մեր թիմը խորհուրդ է տալիս օպտիմալ ուլտրաձայնային կոնֆիգուրացիա նպատակային տիղմի ծավալի համար, տրամադրում է մանրամասն համակարգի տեղեկատվություն, CAD գծագրեր, ինչպես նաև տեղադրման ծառայություն և գործառնական ուսուցում: Սա թույլ է տալիս կառուցողական և նպատակաուղղված իրականացնել կոյուղու մաքրման կայաններում բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային հետազոտության ինտեգրումը: Խնդրում ենք կապնվել մեզ հետ, եթե դուք հետաքրքրված եք մեր ուլտրաձայնային պրոցեսորների ինտեգրմամբ՝ տիղմի մաքրման բարելավման համար:

Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:

Կապվեք մեզ հետ հիմա Hielscher ուլտրաձայնային կեղտաջրերի տիղմի մաքրման համակարգերի, տեղադրման տարբերակների և տեխնիկական տեղեկատվության մասին ավելի շատ մանրամասներ ստանալու համար: