მუნიციპალური კანალიზაციის შლამიდან ფოსფორის აღდგენის სხვადასხვა ხსნარი

ფოსფორი არის კრიტიკული რესურსი მინერალი, რომლის ბუნებრივი მარაგი სწრაფად მცირდება. შესაბამისად, გერმანიის მთავრობამ მიიღო დადგენილებით, რომ 2029 წლიდან ფოსფორი დიდწილად უნდა იყოს აღებული საკანალიზაციო შლამიდან. ელექტროენერგიის ულტრაბგერის განხორციელება ხსნის სხვადასხვა ვარიანტს მუნიციპალური კანალიზაციის ტალახიდან ფოსფორის აღდგენის გასაძლიერებლად.

კანალიზაციის შლამის გამწმენდი ნაგებობები და ფოსფორის გადამუშავება

ფოსფორი არის კრიტიკული ელემენტი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება როგორც სასუქი და ნედლეული წვრილ ქიმიურ და ფარმაცევტულ ინდუსტრიაში. მისი ხელმისაწვდომი რესურსების სწრაფად შემცირების გამო, გერმანიის მთავრობამ განახორციელა კანონი, რომლის მიხედვითაც ყველა მუნიციპალური ჩამდინარე წყლების გამწმენდი სადგური უნდა დაადგინოს გაზომვები მუნიციპალური საკანალიზაციო ტალახიდან ფოსფორის მოსაპოვებლად. მაღალი ხარისხის ულტრაბგერის განხორციელება გთავაზობთ მკურნალობის სხვადასხვა ვარიანტს, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის ფოსფორის აღდგენის ეფექტურობას.

ჩამდინარე წყლების მცენარეები იყენებენ ულტრაბგერას ლამის მონელების გასაუმჯობესებლად და ისეთი საკვები ნივთიერებების აღდგენისთვის, როგორიცაა ფოსფორი.

ულტრაბგერითი საკანალიზაციო შლამის დაშლა ფორფორის გაუმჯობესებული აღდგენისთვის

საკანალიზაციო ტალახის დასხივება მძლავრი ულტრაბგერითი ტალღებით აშკარად აუმჯობესებს ბიომასის დაშლას საკანალიზაციო ტალახში. მრავალრიცხოვანმა კვლევებმა აჩვენა ულტრაბგერითი ნარჩენების გააქტიურებული ლამის დამუშავების სარგებელი და სხვადასხვა სამრეწველო ულტრაბგერითი სისტემები მუშაობს მუნიციპალური ჩამდინარე წყლების გამწმენდ ქარხნებში გერმანიაში.
კანალიზაციის შლამში სუბსტრატების ულტრაბგერითი წინასწარ დამუშავებას აქვს რამდენიმე სასარგებლო ეფექტი ანაერობული მონელების პროცესებისთვის. ეს უპირატესობები მოიცავს ნაწილაკების ზომის შემცირებას, ჰიდროლიზის სიჩქარის გაზრდას და ჰიდრავლიკური შეკავების დროის შემცირებას.
მაღალი ინტენსივობის/დაბალი სიხშირის ულტრაბგერითი ტალღებით წარმოქმნილი კავიტაციური ათვლის ძალები იწვევს ლამის ნალექის მორფოლოგიის დაშლას და ლამის მიკრობული სტრუქტურის დაშლას.
The research team of Nguyen demonstrated in their studies “that the application of ultrasound is very effective in reducing the particle size of biomass, achieving a reduction to an average particle size of >78.78% proportional to the length of time and intensity of ultrasonic irradiation exposure. This indicated that the sludge particles disintegrated and sludge particle size decreased, based on an inverse relationship between the sonication time and floc particle size. The application was highly effective, despite the fact that sludge floc observations before treatment revealed that the sludge flocs were dense and highly compact, composed of many sub-compartments with compact cores, cell clusters, bacterial colonies, protozoa, and filamentous bacteria, among other factors. Analysis of the effluent shows that the ultrasonic process significantly disintegrated the structural integrity of sludge flocs of all sizes. Floc pieces were reduced to as little as ≤6.5 μm under optimal treatment conditions, and were dissolved in the sludge slurry after 5–10 min of ultrasonic treatment with a low ultrasound frequency of 20 kHz.” (Nguyen et al., 2015)
ეფექტურად დაშლილი საკანალიზაციო ტალახი, ე.ი. გაჟღენთილი ტალახი, აჩვენებს მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულ გამოყოფის თვისებებს, რაც საშუალებას იძლევა ამოიღონ ფოსფორით მდიდარი ფრაქციები ბიომასიდან და გელისმაგვარი ფრაქციებიდან, ისევე როგორც წყალი. ულტრაბგერითი კავიტაცია არღვევს ბიომასის უჯრედულ სტრუქტურებს საკანალიზაციო შლამში და ხელს უწყობს შემდგომ დანაწილებას სამ ფრაქციად (i) ცელულოზით მდიდარი ბოჭკოების, (ii) საკვები ნივთიერებებით მდიდარი გელი და (iii) ადვილად დუღილი სითხე. ლამის ამ სამი ფრაქციის შემდგომი დამუშავება შესაძლებელია, მაგ., ფოსფორის აღდგენა, მძიმე ლითონის მოცილება და ა.შ.

ფოსფორის ულტრაბგერითი გაძლიერებული სველ-ქიმიური ნალექი

ულტრაბგერითი არის კარგად ცნობილი ტექნიკა, რომელიც დიდი ხანია გამოიყენება ქიმიაში მინერალების, ნაწილაკების და კრისტალების ეფექტური და ეფექტური დალექვისთვის. კანალიზაციის ტალახიდან ფოსფორის აღდგენისთვის გამოიყენება სონიკაცია, რათა ხელი შეუწყოს და დააჩქაროს სტრუვიტის ნალექი. სტრუვიტი (მაგნიუმის ამონიუმის ფოსფატი) არის ფოსფატის მინერალი NH ფორმულით.₄MgPO₄· 6სთ₂ O, რომელიც გვთავაზობს მარტივ გადაწყვეტას ნარჩენების შლამიდან შეკრული ფოსფორის მოსაშორებლად.
სტრუვიტის კრისტალიზაციის/ნალექის პროცესის დროს იონები PO₄^3-, NH₄⁺და Mg²⁺ ამოღებულია თხევადი ფაზიდან სტრუვიტის ნალექის გამო, სანამ რეაქცია არ მიაღწევს წონასწორობას.

სტრუვიტის კრისტალები დალექილია ღორის ჩამდინარე წყლებისგან.
(სურათი და შესწავლა: ©Kim et al. 2017)

როდესაც ულტრაბგერითი დამუშავება გამოიყენება როგორც ლამის წინასწარი დამუშავება სტრუვიტის დალექვის პროცესამდე, ულტრაბგერითი გამოწვეული კავიტაცია უზრუნველყოფს მოლეკულურ დონეზე საფუძვლიან შერევას, რაც უზრუნველყოფს კრისტალების ზრდის აქტიურ ზედაპირს. უჯრედშორისი და უჯრედშორისი ნივთიერებების ხსნადობის სიჩქარის ზრდა, კიდევ უფრო აუმჯობესებს სტრუვიტის ნალექს NH-ის ბიოშეღწევადობის გაზრდით.₄⁺ და PO₄^3- იონები. ხმოვანი დამუშავების შედეგად ხდება მასის გაადვილებული გადატანა ნალექის მეშვეობით, რაც გამოწვეულია ულტრაბგერითი კავიტაციის შედეგად.
Sonication ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰიდროთერმული კარბონიზაციის ლიქიორზე, სადაც ფოსფორი გადამუშავდება როგორც სტრუვიტი ჰიდროთერმული კარბონიზაციის ლიქიორიდან ულტრაბგერითი დახმარებით მოპოვებისა და ნალექების საშუალებით.
წაიკითხეთ მეტი ფართომასშტაბიანი სტრუვიტის ნალექის შესახებ კანალიზაციის ტალახიდან ფოსფორის აღდგენისთვის!

სონო-ფენტონი კანალიზაციის შლამიდან ფოსფორის გამოყოფისთვის

გონგის და სხვების შესწავლა. (2015) აჩვენა კომბინირებული ულტრაბგერითი-ფენტონის (ასევე ცნობილი როგორც სონო-ფენტონის) წინასწარი დამუშავების ეფექტურობა კანალიზაციის ლამის დაშლისთვის. ულტრაბგერითი-ფენტონის მკურნალობის გამოყენებით მნიშვნელოვნად გაიზარდა ნახშირბადის, აზოტის და ფოსფორის გამოყოფა. სონო-ფენტონის მკურნალობამ გაზარდა მთლიანი აზოტი (N) და ფოსფორი (P) 1.7- და 2.2-ჯერ, შესაბამისად, მხოლოდ ფენტონის მკურნალობასთან შედარებით. სონო-ფენტონის დამუშავების შემდეგ, ლალამ აჩვენა ნაწილაკების საგრძნობლად უფრო თხელი ზომა და უფრო ფხვიერი მიკროსტრუქტურა სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპის საფუძველზე. ელექტრონის სპინის რეზონანსის გამოყენებით, უმაღლესი OH• სიგნალის ინტენსივობა გაიზარდა 568.7-დან ფენტონის დამუშავებით 1106.3-მდე სონო-ფენტონის დამუშავების შემდეგ. ამან აჩვენა, რომ სონო-ფენტონის მკურნალობა იწვევს ლამის დაშლას და მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ორგანული ნახშირბადის, აზოტის და ფოსფორის გამოყოფას.

ულტრაბგერითი გაძლიერებული მიკრობული საწვავის უჯრედები

საკანალიზაციო ტალახის ულტრაბგერითი წინასწარი დამუშავება ხელს უწყობს სხვადასხვა ორგანული ნაერთების ხსნარს ლამის მატრიციდან, რაც შემდგომში აჩქარებს მიკრობული ელექტროჰიდროგენეზს.
More და Ghangrekar (2010) წვლილი შეაქვთ მიკრობული საწვავის უჯრედებზე სონიკაციის წინასწარი დამუშავების სასარგებლო ეფექტებს ფერმენტული აქტივობის გაძლიერებაზე და უჯრედგარე ცილების, პოლისაქარიდების და ფერმენტების ხელმისაწვდომობაზე, რომლებიც გამოიყოფა ულტრაბგერითი სონოპორაციით და ლამის ფენების შიდა ფენებიდან გარე ფენებში. უჯრედების დაშლა, რის შედეგადაც გაუმჯობესებულია სუბსტრატის გამოყენების ეფექტურობა. მიკრობული საწვავის უჯრედებიდან ელექტროენერგიის აღების გასაუმჯობესებლად საჭიროა ბაქტერიების ელექტრონების გადაცემის უნარის გაუმჯობესება უჯრედგარე მყარ ნივთიერებაზე. ეს უჯრედშორისი ელექტრონის გადაცემა შეიძლება მოხდეს როგორც უჯრედის ზედაპირსა და მყარ ზედაპირს შორის პირდაპირ კონტაქტში, ან არაპირდაპირი გზით ეგზოგენური და ენდოგენური შუამავლების მეშვეობით. ბაქტერიებსა და ელექტროდის ზედაპირს შორის ელექტრონის პირდაპირი გადაცემისთვის, ელექტრონი უნდა მიაღწიოს უჯრედის გარე მემბრანას. ეს ფენომენი შესაძლოა მომხდარიყო ინოკულუმისთვის მიცემული ულტრაბგერითი წინასწარი დამუშავების გამო, როდესაც კონკრეტული მიწოდებული ენერგია იყო ადეკვატური; მაშასადამე, ხელს უწყობს უფრო მაღალ კულუმბიურ ეფექტურობას.
ულტრაბგერითი გაძლიერებული მიკრობული ელექტროლიზის პროცესი შეიძლება გაერთიანდეს შემდგომი დუღილის პროცესებთან ლამის დასამუშავებლად.

სონო-ელექტროქიმიური საკანალიზაციო შლამის დამუშავება

ელექტროკოაგულაცია მარტივი პროცესია, რომელიც ადვილად გამოიყენება ჩამდინარე წყლებზე და იძლევა დიდი მოცულობების ეფექტურად და ეკონომიურად დამუშავების საშუალებას. ულტრაბგერა ხელს უწყობს ელექტროკოაგულაციის პროცესების მთავარი ნაკლის გადალახვას ელექტროდებიდან პასიური ფენების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად. დროთა განმავლობაში ელექტროდის ზედაპირზე წარმოქმნილი პასიური ფილმები მკვეთრად ამცირებს ელექტროკოაგულაციის სისტემების ეფექტურობას და ულტრაბგერითი არის მარტივი მეთოდი ამ პასიური ფენების უწყვეტად მოსაშორებლად ექსპლუატაციის დროს, იმავდროულად, სონიკა ზრდის ელექტროკოაგულაციის სისტემების ბრუნვას. ულტრაბგერითი ტალღები არღვევს ელექტროდის ზედაპირზე წარმოქმნილ ნალექებს და წარმოქმნის დიდი რაოდენობით რადიკალების სახეობებს დამაბინძურებლების მოსაშორებლად ხსნარის შიგნით მაღალი წნევის წერტილების შექმნით კავიტაციის ფენომენის დროს. ელექტროკოაგულაციის ულტრაბგერითი კომბინაციით, კავიტაციის ან მიკრონაკადის საშუალებით ელექტროდზე ახალი ზედაპირების შექმნის გამო, განაწილების ფენის სისქის შემცირება მწვავდება მასის გადაცემის სიჩქარის გაზრდით. სონო-ელექტროკოაგულაცია ზრდის კოაგულანტის წარმოქმნის რაოდენობას ელექტროკოაგულაციასთან შედარებით, ხოლო ფლოკულაცია ძლიერდება ექსტრემალური შერევით და დაჟანგვით თავისუფალი რადიკალების წარმოქმნით; ამიტომ სასურველი ეფექტურობის მიღწევა შესაძლებელია უმოკლეს დროში.
(მორადი და სხვები, 2021)

სონოელექტროქიმიისა და სონოელექტროკოაგულაციის უპირატესობები

სონოელექტროქიმია არის ულტრაბგერითი ენერგიის ერთობლიობა ელექტროქიმიურ სისტემაში, რომელიც გთავაზობთ რამდენიმე უპირატესობას, მათ შორის გაზის ბუშტების მოცილებას ელექტროდის ზედაპირზე, ხსნარის გაჟონვა, ნერნსტის დიფუზიური ფენის დარღვევა, ელექტროაქტიური სახეობების მასობრივი ტრანსპორტირების გაძლიერება ორმაგი ფენით და ელექტროდის ზედაპირის გააქტიურება და გაწმენდა. ელექტროქიმიაში ეს სარგებელი იწვევს პროცესის ეფექტურობის გაუმჯობესებას (ელექტროდისა და დენის ეფექტურობა), ელექტროქიმიური სიჩქარის და გამომუშავების გაზრდას, უჯრედის ძაბვისა და ელექტროდების ჭარბი პოტენციალის შემცირებას, ელექტროდეპონირებული მასალების გაუმჯობესებას სიხისტის, ხარისხის, ფორიანობისა და სისქის თვალსაზრისით, და ელექტროდის დაბინძურების დათრგუნვას. ელექტროდის ზედაპირზე დეგაზირება“. (ფოროგი და სხვ., 2021)
წაიკითხეთ მეტი სონო-ელექტროქიმიური აღჭურვილობისა და მისი აპლიკაციების შესახებ!

სამრეწველო ულტრაბგერითი სისტემები კანალიზაციის შლამის დამუშავებისთვის

Hielscher Ultrasonics-ის მაღალი ხარისხის სისტემები საიმედო სამუშაოა ჩამდინარე წყლებისა და კანალიზაციის ლამის გამწმენდ ნაგებობებში. Hielscher ულტრაბგერითი სისტემები აწვდიან მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერას 20 kHz-ზე, რაც ქმნის ინტენსიურ აკუსტიკური კავიტაციას. ჩვენი მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი მკურნალობის ეფექტები მოიცავს უჯრედების დაშლას და დაშლას, მაღალი მასის გადატანას, დეზინფექციას, პოლიმერების დაშლას, ფერმენტების გათავისუფლებას და ლამის ჰომოგენიზაციას. მაღალი ინტენსივობის სონიკა აუმჯობესებს მკურნალობის ეფექტურობას ჟანგვითი რადიკალების წარმოქმნით და ნუკლეაციის ადგილების გაზრდით, რაც უზრუნველყოფს უკეთეს კოაგულაციას და ფლოკულაციას. ამ ინტენსიური ულტრაბგერითი კავიტაციის ძალების საიმედო და უწყვეტი გენერაცია და მისი ეფექტები საშუალებას გვაძლევს გავაერთიანოთ ჩვენი მძლავრი ულტრაბგერითი პროცესორები სხვადასხვა აპლიკაციებისთვის, რათა გავაუმჯობესოთ ენერგიისა და საკვები ნივთიერებების მოსავალი საკანალიზაციო შლამიდან.

• კანალიზაციის ლამის ულტრაბგერითი დაშლა
• ულტრაბგერითი გაძლიერებული ანაერობული მონელება
• ღირებული საკვები ნივთიერებების (ფოსფორი, აზოტი, მაგნიუმი, კალციუმი, კალიუმი და ა.შ.) აღდგენა.
• დამაბინძურებლების მოცილება, როგორიცაა მძიმე ლითონები

გვთავაზობს ულტრაბგერითი პროცესორებს ნაკადის რეაქტორებით სხვადასხვა ზომის, Hielscher Ultrasonics-ს აქვს იდეალური ულტრაბგერითი ნარჩენების და ნარჩენების დამუშავების სისტემები თქვენი საკანალიზაციო ტალახის ნაგებობისთვის.
მოდულური დიზაინი იძლევა რამდენიმე ულტრაბგერითი ერთეულის პარალელურად მარტივი დაყენების საშუალებას, რაც შესაძლებელს ხდის ნებისმიერი მოცულობის საიმედო და ეფექტურ მკურნალობას.
Hielscher მაღალი სიმძლავრის / მაღალი გამტარიანობის ულტრაბგერითი სისტემები აძლიერებს ეფექტურობას და მოსავლიანობას საკანალიზაციო ტალახში ბიომასის დამუშავებისას.
ყველა ჩვენი ულტრაბგერითი აღჭურვილია დასუფთავების ადგილზე (CIP).
შესაფერისია მომთხოვნი დამუშავებისთვის: საკანალიზაციო ტალახი ხშირად შეიცავს ბოჭკოვან მასალებს მაღალი ცელულოზის შემცველობით, რომლებიც ძნელად იშლება. Hielscher ულტრაბგერითი’ სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორებს შეუძლიათ ძალიან მაღალი ამპლიტუდის მიწოდება. 200 μm-მდე ამპლიტუდა შეიძლება ადვილად იყოს გაშვებული 24/7 მუშაობისას. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდებისთვის ხელმისაწვდომია მორგებული ულტრაბგერითი სონოტროდები. ასეთი მაღალი ამპლიტუდები ეფექტური გზაა ცელულოზის, ლიგნინის და სხვა მასალების მტკიცე უჯრედის კედლების დარღვევისთვის. ჩვენი ნაკადის უჯრედის რეაქტორების ოპტიმიზებული დიზაინი უზრუნველყოფს ნაკადის იდეალურ შაბლონებს და კვებითი ლამის ერთგვაროვან, ეფექტურ ულტრაბგერით მკურნალობას.

ჩვენ ვმუშაობთ სისტემის ინტეგრატორებთან და საკანალიზაციო შლამის ქარხნების ინჟინრებთან

როგორც მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი მოდულარული ერთეულების მწარმოებელი და სისტემის შემქმნელი, Hielscher Ultrasonics მუშაობს სისტემის ინტეგრატორებთან ერთად. ჩამდინარე წყლებისა და კანალიზაციის ლამის გამწმენდი ნაგებობების ოპერატორების უმეტესობა მუშაობს სისტემის ინტეგრატორებთან, რომლებსაც აქვთ დიდი გამოცდილება ასეთი გამწმენდი ნაგებობების დიზაინსა და ავტომატიზაციაში. ჩვენი დიზაინის ინჟინრებისა და ტექნიკური ინჟინრების გუნდი რეკომენდაციას უწევს ოპტიმალურ ულტრაბგერით კონფიგურაციას მიზნობრივი ლამის მოცულობისთვის, უზრუნველყოფს დეტალურ ინფორმაციას სისტემის შესახებ, CAD ნახაზებს, ასევე სამონტაჟო მომსახურებას და ოპერაციულ ტრენინგს. ეს საშუალებას იძლევა კონსტრუქციული და მიზანმიმართული განხორციელება მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი კანალიზაციის გამწმენდ ნაგებობებში. გთხოვთ დაგვიკავშირდეთ, თუ გაინტერესებთ ჩვენი ულტრაბგერითი პროცესორების ინტეგრირება ლამის გაუმჯობესებული მკურნალობისთვის!

ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:

დაგვიკავშირდით ახლა, რომ მიიღოთ მეტი ინფორმაცია Hielscher-ის ულტრაბგერითი კანალიზაციის ლამის გამწმენდი სისტემების, ინსტალაციის ვარიანტებისა და ტექნიკური ინფორმაციის შესახებ!