Hielscher ультрадыбыстық технологиясы

Ағынды сулардан ультрадыбыстық фосфорды қалпына келтіру

  • Дүниежүзілік фосфорға деген сұраныс артып келеді, ал табиғи фосфор ресурстарымен қамтамасыз ету тапшы болып отыр.
  • Ағынды сулар мен ағынды сулардың күлі фосфорға бай, сондықтан оны фосфорды қалпына келтіру үшін пайдалануға болады.
  • Ылғалды ультрадыбыстық химиялық өңдеу және жауын-шашын фосфаттың ағынды сулардан, сонымен қатар ерітілген тұнба күлінен алынуын жақсартады және қалпына келтіруді едәуір үнемді етеді.

Фосфор

Ағынды сулардың тұнбасы фосфорға бай. Ультрадыбыстық экстракция және жауын-шашын фосфордың қалпына келу процесін күшейтеді.Фосфор (фосфор, Р) - бұл ауылшаруашылығында тыңайтқыш ретінде, сонымен қатар көптеген салаларда қолданылатын фосфор құнды қоспа болып табылатын (мысалы, бояулар, кір жуғыш заттар, жалын қалдырғыштар, мал азығы) жаңартылмайтын ресурс. Ағынды сулар, тұндырылған ағынды сулардың күлі (ISSA), көң және сүт ағындары фосфорға бай, бұл оларды фосфордың ақырғы ресурсы үшін, сонымен қатар экологиялық мәселелер үшін фосфор алудың қайнар көзі етеді.
Сұйық ағынды сулардағы фосфордың қалпына келу коэффициенті 40-50%, ағынды сулар мен ағынды сулардың күлінен қалпына келу деңгейі 90% дейін жетуі мүмкін. Фосфорды көптеген нысандарда тұндыруға болады, олардың бірі - струвит (жоғары сапалы, баяу шығаратын тыңайтқыш ретінде бағаланады). Фосфордың мелиорациясын үнемді ету үшін қалпына келтіру процесін жақсарту қажет. Ultrasonication - бұл процесті жеделдететін және қалпына келтірілген минералдардың шығымдылығын арттыратын процесті күшейтетін әдіс.

Ультрадыбыстық фосфорды қалпына келтіру

Ультрадыбыспен сулы-химиялық өңдеуді және сарқынды шламнан фосфор алу кезінде жауын-шашынды күшейтеді.Ультрадыбыспен, мысалы, струвит (магний аммоний фосфаты (MAP)), кальций фосфаты, гидроксиапатит (HAP) / кальций гидроксиапатит, октакальций фосфаты, триций фосфаты және дикальций фосфаты дигидраты сияқты қалдықтарды ағынды сулардан алуға болады. Ультрадыбыстық өңдеу ылғалды химиялық экстракцияны, сондай-ақ ағынды сулардан және күйдірілген шламдардан құнды материалдардың жауын-шашын мен кристалдануын (соно-кристалдану) жақсартады.
Монос жанып тұрған кәріз шөгіндісіндегі фосфордың (8-10%), темірдің (10-15%) және алюминийдің (5-10%) мөлшері өте жоғары болғанымен, оның құрамында қорғасын, уытты сияқты ауыр металдар бар. кадмий, мыс және мырыш.

Биогаз Анаэробты Digester

Ақпараттық сұрау




Біздің ескеріңіз құпиялылық саясаты.


Фопшорды қалпына келтіру – Екі сатылы процесс

  1. қышқылды экстракция
  2. Фосфорды қалпына келтірудің алғашқы қадамы - күкірт қышқылы немесе тұз қышқылы сияқты қышқыл көмегімен фосфорды ағынды сулардан немесе күйдірілген сарқынды шламнан (ISSA) алу. Ультрадыбыстық араластыру фосфордың толық сілтісізденуіне тез қол жеткізу үшін қышқыл мен ISSA арасындағы масса алмасуды ұлғайту арқылы ылғалды-химиялық шаймалауға ықпал етеді. Экстракция процедурасын жақсарту үшін этилендиаминететрацетат қышқылы (EDTA) көмегімен емдеуге дейінгі кезең қолданылуы мүмкін.

  3. Фосфордың жауын-шашыны
  4. Ультрадыбыстық кристалдану егу нүктелерін көбейтіп, кристалл қалыптастыру үшін молекулалардың адсорбциясы мен агрегациясын жеделдете отырып, фосфаттардың жауын-шашынын едәуір арттырады. Ағынды сулардан және ISSA-дан фосфордың ультрадыбыстық жауын-шашынына, мысалы, магний гидроксиді және аммоний гидроксиді көмегімен қол жеткізуге болады. Алынған тұнба - бұл струвит, магний, аммоний, фосфор және оттектен тұратын қосылыс.

Струвиттің Sonocrystallization

Ультрадыбыстық диспергирлеу фазалар арасындағы масса алмасуды жоғарылатады және фосфаттар үшін нуклеация мен кристалды өсуді бастайды (мысалы, струвит / MAP).
Ультрадыбыстық кірістірілген жауын-шашын және струвиттің кристалдануы өндірістік масштабта үлкен көлемді жолақтарды өңдеуге мүмкіндік береді. Үлкен ағынды сулардың ағындарын өңдеу мәселесі тұрақты ультрадыбыстық процестің көмегімен шешілуі мүмкін, бұл струвиттің кристалдануын жеделдетеді және аз, біркелкі фосфат бөлшектерін шығаратын кристалл мөлшерін жақсартады. Тұнбаға түскен бөлшектердің мөлшерінің таралуы нуклеация жылдамдығы мен кейінгі кристаллдың өсу қарқынын анықтайды. Жедел нуклеация және ингибирленген өсу кристаллинді фосфат бөлшектерінің, яғни струвиттің сулы ерітіндідегі жауын-шашынының негізгі факторлары болып табылады. Ультрадыбыстық реакция реактивті иондардың біртектес таралуын алу үшін араластыруды жақсартатын процесті күшейтетін әдіс.
Ультрадыбыстық жауын-шашын бөлшектердің мөлшерін неғұрлым таралуын, кристалл мөлшерін кішірейтетінін, бақыланатын морфологияны, сондай-ақ жылдам нуклеация жылдамдығын беретіні белгілі.

Ағынды сулардан струвит кристалдары тұндырылуы мүмкін. Ультрадыбыспен қалпына келтіру процесі жақсарады.

Шошқаның ағынды суларынан тұнған струвит кристалдары (дереккөз: Ким және басқалар 2017)

Жауын-шашынның жақсы нәтижелеріне, мысалы ПО-мен қол жеткізуге болады3-4 : NH+4 : Mg2+ 1: 3 қатынасында: 4. 8-ден 10-ға дейінгі рН диапазоны фосфатты Р-нің максималды бөлінуіне әкеледі

Ультрадыбыспен өңдеу - бұл ағынды сулардан кальций фосфаты, магний аммоний фосфаты (MAP) және гидроксиапатит (HAP), кальций гидроксиапатит, октакальций фосфаты, трикийций фосфаты және дикальций фосфаты дигидраты сияқты құнды материалдардың жауын-шашынын жоғарылататын жоғары тиімді процесс. Ағынды сулар, көң және сүт ағындары ультрадыбыстық көмегімен жауын-шашын арқылы құнды материалдарды өндіруге жарамды, қоректік сулар деп аталады.

Струвитті кристалдану:
Mg2+ + NH+4 + НРО2-4 + H2The –> MgNH4PO4 H 6H2О + Н+

Hielscher Ultrasonics компаниясы соңғы химиялық қосымшаларға арналған жоғары сапалы ультраизаторларды шығарады.

Лабораториядан пилоттық және өнеркәсіптік ауқымдағы жоғары қуатты ультрадыбыстық процессорлар.

Тұндыруға және жауын-шашынға арналған өнеркәсіптік ультрадыбыстық жабдық

UIP4000hdT ағыны ұяшығы өнеркәсіптік масштабта кірістірілген УльтрадыбыспенЖанбайтын ағынды сулардың күлін (ISSA) және өнеркәсіптік масштабтағы ағынды суларды тазарту үшін жоғары өнімді ультрадыбыстық жүйелер мен реакторлар қажет. Hielscher Ultrasonics жоғары қуатты ультрадыбыстық жабдықты жобалауға және өндіруге мамандандырылған – зертханалық және стендтік-жоғарыдан бастап толық өндірістік бөлімшелерге дейін. Hielscher ультрадыбыстық аппараттары берік және талап етілетін ортада толық жүктеме жағдайында тәулік бойы жұмыс істеуге арналған. Мұндай әртүрлі геометриялары бар агрегаттық реакторлар, аксессуарлар (ультрадыбыстық зондтар) және үдеткіш мүйіздер ультрадыбыстық жүйенің процесс талаптарына оңтайлы бейімделуіне мүмкіндік береді. Үлкен көлемді ағындарды өңдеу үшін Hielscher 4 кВт, 10 кВт және 16 кВт ультрадыбыстық қондырғыларды ұсынады, оларды ультрадыбыстық кластерлерге параллель түрде оңай біріктіруге болады.
Hielscher-дің жетілдірілген ультрадыбыстық аппараттарында сандық сенсорлы дисплей бар, ол оңай жұмыс істеуге және процесс параметрлерін дәл басқаруға арналған.
Пайдаланушыға ыңғайлылық және оңай, қауіпсіз жұмыс - Hielscher ультрадыбыстық аппараттарының негізгі белгілері. Қашықтан шолғышты басқару ультрадыбыстық жүйені компьютер, смартфон немесе планшет арқылы басқаруға мүмкіндік береді.
Төменде келтірілген кестеде біздің ультрадыбыстық құрылғыларымыздың шамамен өңдеу қуаттылығы көрсетіледі:

илеудің көлемі Ағынның жылдамдығы Ұсынылған құрылғылар
10-дан 2000мл 20-дан 400мл / мин Uf200 ः T, UP400St
0.1 - 20L 0.2 - 4L / мин UIP2000hdT
10-нан 100 литрге дейін 2-ден 10 л / мин UIP4000hdT
na 10-нан 100 л / мин дейін UIP16000
na үлкенірек кластерлік UIP16000

Бізбен хабарласыңы! / Алам!

Қосымша ақпарат сұраңыз

Сіз ультрадыбыстық гомогенизациясы туралы қосымша ақпаратты сұратуға келсе, төмендегі нысанды пайдаланыңыз. Біз сіздің талаптарға сай ультрадыбыстық жүйесін ұсынамыз қуанышты боламыз.









Біздің ескеріңіз құпиялылық саясаты.


Әдебиеттер / әдебиеттер

  • Доддс, Джон А .; Espitalier, Fabienne; Луиснард, Оливье; Гроссьеер, Роман; Дэвид, Рене; Хассун, Мириам; Байлон, Фабиен; Гатумел, Сендрин; Личко, Натали (2007): ультрадыбыстың кристалдану-жауын-шашын процестеріне әсері: Кейбір мысалдар және жаңа сегрегация моделі. Бөлшектер мен бөлшектерді сипаттау, Wiley-VCH Verlag, 2007, 24 (1), б.18-28
  • Харбанда, А .; Прасанна, К. (2016): MAP (Магний аммоний фосфаты) және HAP (Hydroxyapatite) түрінде сүт суларынан қоректік заттарды шығару. Rasayan Journal of Chemistry Vol. 9, № 2; 2016. 215-221.
  • Ким, Д .; Джин Мин, К .; Сопақ басты пияз.; Ю, МС:; Парк, KY (2017): Анаэробты сіңірілген шошқа ағынды суларының ағынды суларынан струвитті кристалдану арқылы фосфордың қалпына келуіне рН, молярлық коэффициенттер мен алдын-ала өңдеудің әсері. Экологиялық инженерлік зерттеулер 22 (1), 2017. 12-18.
  • Рахман, М., Саллех, М., Ахсан, А., Хоссейн, М., Ра, С (2014): Струвит кристалдануы арқылы ағынды сулардан баяу шығарылатын кристалды тыңайтқыш өндірісі. Араб. J. Chem. 7, 139–155.


Біле Worth фактілері

Ультрадыбыстық жауын-шашын қалай жұмыс істейді?

Ультрадыбыстық әсер нуклеацияға және кристаллдың өсуіне әсер етеді, белгілі процесс sonocrystallization.
Біріншіден, ультрадыбысты қолдану нуклеация жылдамдығына әсер етуге мүмкіндік береді, онда сұйық ерітіндіден қатты кристалдар пайда болады. Жоғары қуатты ультрадыбыстық кавитация жасайды, бұл сұйық ортадағы вакуумдық көпіршіктердің көбеюі және жарылуы. Вакуумдық көпіршіктердің жарылуы жүйеге энергияны енгізеді және критикалық артық бос энергияны азайтады. Осылайша, тұқым себу нүктелері мен нуклеация жоғары жылдамдықта және ертерек басталады. Кавитация көпіршігі мен ерітіндінің өзара әрекеттесу кезінде ерітіндімен бір молекуланың жартысы еріткішпен ерітіледі, ал молекуланың екінші жартысы кавитациялық көпіршікпен жабылады, осылайша сольвация жылдамдығы төмендейді. Ерітінді молекуласының қайта еруіне жол берілмейді, ал ерітіндідегі молекулалардың коагуляциясы жоғарылайды.
Екіншіден, Ультрадыбыспен кристалданудың өсуіне ықпал етеді. Ультрадыбыстық араластыру молекулалардың масса алмасуы мен агрегациясын арттыру арқылы кристалдардың өсуіне ықпал етеді.
Ультрадыбыспен қол жеткізілген нәтижелерді Ультрадыбыспен басқаруға болады:
Үздіксіз Ультрадыбыспен:
Ерітіндіні үздіксіз ультрадыбыстық өңдеу көптеген нуклеация учаскелерін жасайды, осылайша көптеген кішкентай кристалдар пайда болады
Импульсті Ультрадыбыспен:
Импульсті / циклді ультрадыбыспен қолдану кристалл мөлшерін дәл бақылауға мүмкіндік береді
Нуклеацияны бастауға арналған Ультрадыбыспен:
Егер ультрадыбыстық кристалдану процесінің басында ғана қолданылса, онда олардың саны аз болады, олар одан да үлкен мөлшерге жетеді.

Кристалдану кезінде ультрадыбысты қолдану арқылы кристалл құрылымдарының өсу қарқыны, мөлшері және пішіні әсер ете алады және бақыланады. Ультрадыбыспен өңдеудің әртүрлі нұсқалары соно-кристалдану процестерін дәл басқарылатын және қайталанатын етеді.

ультрадыбыстық кавитация

Жоғары қарқынды ультрадыбыстық сұйық ортаны кесіп өткенде, жоғары қысымды (қысу) және төмен қысымды (сирек кездесетін) толқындар сұйықтық арқылы ауысады. Ультрадыбыстық толқынның сұйықтықты кесіп өтуіне әкелетін теріс қысым жеткілікті үлкен болғанда, сұйықтықтың молекулалары арасындағы қашықтық сұйықтықты ұстап тұруға қажетті ең аз молекулалық қашықтықтан асып түседі, содан кейін сұйықтық ыдырайды, осылайша вакуумдық көпіршіктер немесе қуыстар пайда болады. . Бұл вакуумдық көпіршіктер сонымен қатар белгілі кавитация көпіршіктер.
Мұндай араластыру сияқты қуатты ультрадыбыстық қолдану үшін қолданылатын кавитациялық көпіршіктер шашыратуға, ұнтақтау, Сору т.с.с. ультрадыбыстық қарқындылығы 10 Вт-ден жоғары болған жағдайда болады2. Кавитация көпіршіктері бірнеше акустикалық төмен қысымды / жоғары қысымды циклдер бойына олар көп энергия сіңіре алмайтын мөлшерге жеткенше өседі. Кавитация көпіршігі максималды деңгейге жеткенде, ол сығымдау циклі кезінде қатты шығады. Өтпелі кавитациялық көпіршектің күшті құлауы өте жоғары температура мен қысым, өте жоғары қысым мен температураның дифференциациясы және сұйық ағындар сияқты төтенше жағдайларды тудырады. Бұл күштер ультрадыбыстық қосымшаларда қолданылатын химиялық және механикалық әсерлердің көзі болып табылады. Әр құлап жатқан көпіршікті микрореактор деп санауға болады, онда бірнеше мың градус температура мен мың атмосферадан жоғары қысым бірден жасалады [Суслик және басқалар 1986].

Ультрадыбыстық / акустикалық кавитация лизис деп аталатын жасушаның қабырғаларын ашатын жоғары қарқынды күштерді жасайды (ұлғайту үшін басыңыз!)

Ультрадыбыстық экстракция акустикалық кавитация мен оның гидродинамикалық ысырап күштеріне негізделген

Фосфор

Фосфор - бұл өте маңызды, қалпына келмейтін ресурс, сондықтан сарапшылар әлемді соққыға жояды деп болжайды “фосфор шыңы”, яғни ұсыныс бұдан әрі өсетін сұранысты қанағаттандыра алмайтын уақыт, шамамен. 20 жыл. Еуропалық Комиссия қазірдің өзінде фосфорды маңызды шикізат ретінде жіктеді.
Ағынды сулар көбінесе егістіктерге тыңайтқыш ретінде қолданылады. Ағынды шөгінділерде тек фосфат қана емес, сонымен қатар зиянды ауыр металдар мен органикалық ластағыштар болғандықтан, Германия сияқты көптеген елдер сарқынды шламды тыңайтқыш ретінде пайдалануға қаншалықты тыйым салады. Германия сияқты көптеген елдерде тыңайтқыштардың қатаң ережелері бар, олар ауыр металдармен ластануды қатаң шектейді. Фосфор шексіз ресурс болғандықтан, Германияның канализациялық шламы туралы ереже 2017 жылдан бастап кәріз зауыттарының операторларынан фосфаттарды қайта өңдеуді талап етеді.
Фосфорды ағынды сулардан, ағынды сулардан, сондай-ақ жанып жатқан кәріз шламынан тазартуға болады.

фосфат

Фосфат, бейорганикалық химия, бұл фосфор қышқылының тұзы. Фосфор алу үшін бейорганикалық фосфаттар ауылшаруашылығы мен өнеркәсіпте қолданылады. Органикалық химияда фосфат немесе органофосфат фосфор қышқылының эфирі болып табылады.
Фосфор атауын фосфор элементімен шатастырмаңыз (P химиялық белгісі). Олар екі түрлі нәрсе. Азот тобының көп балама бейметалы фосфор, әдетте, бейорганикалық фосфат тау жыныстарында кездеседі.
Органикалық фосфаттар биохимия мен биогеохимияда маңызды.
Фосфат - PO ионының атауы43-. Фосфор қышқылы, керісінше, трипро қышқылы H3PO3. Бұл 3 Н жиынтығы+ иондар мен бір фосфит (PO)33-) ион.
Фосфор - бұл Р белгісі бар және 15 саны бар химиялық элемент. Фосфор қосылыстары сонымен қатар жарылғыш заттар, жүйке агенттері, үйкеліс матчтары, отшашу, пестицидтер, тіс пастасы және жуғыш заттарда кеңінен қолданылады.

струвит

Магний аммоний фосфаты (MAP) деп аталатын струвит - NH химиялық формуласы бар фосфат минералы.4MgPO4· 6H2O. Струвит орторомбикалық жүйеде ақтан сарғышқа немесе қоңырға дейін - ақ пирамидалық кристалдар түрінде немесе тромбо тәрізді түрінде болады. Жұмсақ минерал бола отырып, струвит 1,5-тен 2-ге дейін Могс қаттылығына және төмен ауырлық күші 1,7-ге тең. Бейтарап және сілтілік жағдайларда струвит еритін, бірақ оны қышқылда оңай ерітеді. Ағынды суларда магний, аммиак және фосфаттың мольден мольге қатынасы (1: 1: 1) болған кезде струвит кристалдары түзіледі. Барлық үш элемент – магний, аммиак және фосфат – әдетте ағынды суларда болады: негізінен топырақтан келетін магний, теңіз суы мен ауыз су, ағынды сулардағы несепнәрден аммиак бөлінеді, ал тамақ, сабын мен жуғыш заттар ағынды суларға түседі. Осы үш элементтің қатысуымен струвиттің рН жоғарылығында, өткізгіштіктің жоғарылығында, төменгі температурада және магний, аммиак және фосфаттың жоғары концентрациясында пайда болуы ықтимал. Ағынды сулардан фосфорды струвит ретінде қалпына келтіру және осы қоректік заттарды ауылшаруашылығы үшін тыңайтқыш ретінде қайта өңдеу перспективалы болып табылады.
Струвит - бұл ауыл шаруашылығында қолданылатын баяу босатылатын минералды тыңайтқыш, оның түйіршікті, қолдануға оңай және иіссіз болуының артықшылығы бар.