Trattamento dei rifiuti e dei fanghi a ultrasuoni
Il biogas è generato da fonti come i rifiuti organici urbani, i fanghi di depurazione, il letame o i rifiuti di origine animale. concime. L'ultrasuonoterapia migliora la digeribilità di questo materiale organico, producendo più biogas e meno fanghi residui.
Il biogas è un sottoprodotto della decomposizione di materia organica da parte di batteri anaerobi o aerobi. È costituito principalmente da metano, anidride carbonica e idrogeno solforato. Ciò rende il biogas un'alternativa rinnovabile ai combustibili fossili, come il gas naturale.
I prezzi dell'energia e i costi di smaltimento dei prodotti chimici e dei fanghi, la legislazione ambientale e altri interessi, come la riduzione delle emissioni odorigene, impongono agli impianti di trattamento dei rifiuti di migliorare la loro efficienza di lavorazione. La disintegrazione a ultrasuoni del materiale organico prima della digestione migliora notevolmente la produzione di biogas. Inoltre, la sonicazione migliora la disidratazione dei fanghi e riduce la quantità di fanghi residui da smaltire.
Le materie prime per la produzione di biogas sono miscele di varie sostanze aggregate e flocculate, fibre, virus e batteri, cellulosa e altre sostanze inorganiche. I rifiuti alimentari, i rifiuti organici industriali e commerciali, come i grassi o la vinaccia, sono materie prime supplementari per i digestori mesofili e termofili. La cavitazione ultrasonica distrugge gli aggregati e le strutture cellulari. Grazie all'effetto sulla struttura dei materiali costituenti, il fango può essere disidratato più facilmente. Inoltre, la distruzione degli aggregati e delle pareti cellulari migliora la biodisponibilità del materiale intracellulare alla decomposizione batterica.
4 ultrasuoni di potenza da 4 kW per la disintegrazione dei fanghi
La gisintegrazione a ultrasuoni di letame animale prima della digestione anaerobica migliora la resa in biogas.
La tabella seguente mostra i requisiti di potenza tipici per vari flussi di volume. Il sistema a ultrasuoni è generalmente integrato in linea prima dell'alimentazione del digestore. In alternativa, il materiale organico può essere reimmesso nel digestore attraverso il sistema a ultrasuoni. Pertanto, la fase di ultrasuoni può essere facilmente integrata negli impianti esistenti.
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Potente processore a ultrasuoni da 48 kW per la disintegrazione dei fanghi
- Aumento del rendimento del biogas
- Miglioramento della decomposizione anaerobica
- Miglioramento del comportamento di sedimentazione grazie al degassamento e alla disintegrazione delle scaglie
- Miglioramento del rapporto C/N per la denitrificazione
- Miglioramento dell'ispessimento dei fanghi in eccesso
- Migliore digestione e disidratazione
- Riduzione della quantità di flocculante
- Minori costi di smaltimento grazie alla riduzione dei fanghi residui dopo la digestione
- Riduzione del polimero richiesto
- Distruzione di batteri filamentosi
Si consiglia di condurre prove su scala pilota, ad esempio utilizzando sistemi da 1 a 4 kW. Questo mostrerà gli effetti generali e i miglioramenti per il vostro particolare flusso di processo. Saremo lieti di discutere con voi il vostro processo e di consigliarvi ulteriori passi.
Il UIP6000hdT, un potente sonicatore da 6000 watt, con reattore a celle di flusso a ultrasuoni.
Letteratura / Riferimenti
- Antonio-Abdu Sami M. Magomnang and Sergio C. Capareda (2018): Effects of Sequential Sodium Hydroxide Ultrasonication and Hot Water Treatment of Rice Straw and Coconut Shell on Biogas Production. Indian Journal of Science and Technology Vol. 11 (18), 2018. 1-12.
- Yasuo Tanaka (2002): A dual purpose packed-bed reactor for biogas scrubbing and methane-dependent water quality improvement applying to a wastewater treatment system consisting of UASB reactor and trickling filter. Bioresource Technology, Volume 84, Issue 1, 2002. 21-28.
- Pérez-Elvira S, Fdz-Polanco M, Plaza FI, Garralón G, Fdz-Polanco F. (2009): Ultrasound pre-treatment for anaerobic digestion improvement. Water Science Technology 60(6), 2009. 525-32.
- Lisa A. Davies, Andrew Dargue, John R. Dean, Michael E. Deary (2015): Use of 24kHz ultrasound to improve sulfate precipitation from wastewater. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 23, 2015.
Domande frequenti
Che cos'è il trattamento dei rifiuti e dei fanghi per la produzione di biogas?
Il trattamento dei rifiuti e dei fanghi per la produzione di biogas prevede la digestione anaerobica di materiali organici, come rifiuti agricoli, fanghi di depurazione e rifiuti alimentari, in ambienti controllati. Durante questo processo, i microrganismi decompongono la materia organica in assenza di ossigeno, producendo biogas, una miscela composta principalmente da metano e anidride carbonica. Questo biogas può essere utilizzato come fonte di energia rinnovabile. Il processo di trattamento produce anche un sottoprodotto ricco di sostanze nutritive, noto come digestato, che può essere utilizzato come fertilizzante, migliorando la sostenibilità delle pratiche di gestione dei rifiuti.
Che cos'è il riciclo del fosforo dai fanghi?
Il riciclaggio del fosforo dai fanghi prevede il recupero del fosforo, un nutriente essenziale, dai fanghi di depurazione, spesso trattati negli impianti di trattamento delle acque reflue. In questo processo si utilizza la sonicazione, applicando onde sonore ad alta frequenza ai fanghi, che interrompono le pareti cellulari dei microrganismi e aumentano il rilascio di fosforo dal materiale organico. Ciò migliora l'efficienza del recupero del fosforo, rendendolo più accessibile per la successiva estrazione e purificazione, contribuendo in ultima analisi al riutilizzo sostenibile del fosforo in agricoltura.