Verschidde Léisunge fir Phosphor Erhuelung vu kommunale Kläranlag

Phosphor ass eng kritesch Ressource Mineral, déi natierlech Versuergung séier reduzéiert. Dofir huet déi däitsch Regierung per Dekret agestallt, datt ab 2029 de Phosphor gréisstendeels aus Kläranlag erëmfonnt muss ginn. D'Ëmsetzung vum Power Ultraschall mécht verschidde Méiglechkeeten op fir d'Erhuelung vu Phosphor aus kommunale Kläranlag ze verstäerken.

Kläranlag Schlammbehandlungsanlagen a Phosphor Recycling

Phosphor ass e kriteschen Element, wäit benotzt als Dünger a Rohmaterial an der feinchemescher a pharmazeutescher Industrie. Wéinst senge séier schrumpften verfügbare Ressourcen huet déi däitsch Regierung e Gesetz ëmgesat, duerch deen all kommunale Kläranlag Moossunge maache muss fir de Phosphor aus dem kommunale Kläranlag ze recuperéieren. D'Ëmsetze vum High-Performance-Ultraschall bitt verschidde Behandlungsoptiounen, déi d'Effizienz vun der Phosphor Erhuelung wesentlech erhéijen.

Ofwaasserplanzen benotzen Ultraschall fir eng verbessert Schlammverdauung an Erhuelung vun Nährstoffer wéi Phosphor.

Ultrasonic Kläranlag Sludge Desintegratioun fir verbessert Phorsphor Erhuelung

D'Bestrahlung vu Kläranlag mat mächtegen Ultraschallwellen gouf kloer bewisen fir d'Desintegratioun vun der Biomass am Kläranlag ze verbesseren. Vill Fuerschungsstudien hunn d'Virdeeler vun der Ultraschalloffallaktivéierter Schlammbehandlung gewisen a verschidde industriell Ultraschallsystemer lafen a kommunale Ofwaasserbehandlungsanlagen an Däitschland.
Ultraschall Virbehandlung vu Substrate am Kläranlag huet verschidde positiv Effekter fir anaerobe Verdauungsprozesser. Dës Virdeeler enthalen d'Reduktioun vun der Partikelgréisst, d'Erhéijung vun der Hydrolyserate, an d'Verkierzung vun der hydraulescher Retentiounszäit.
Kavitational Schéierkraaft generéiert duerch Héichintensitéit / Low-Frequenz Ultraschallwellen verursaachen d'Ofbriechen vun der Schlammflock Morphologie an der mikrobieller Struktur vum Schlamm.
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)
En effizient desintegréierte Kläranlag, also sonikéiert Schlamm, weist wesentlech verbessert Trennungseigenschaften, wat et erlaabt phosphorreiche Fraktiounen aus Biomass a gelähnleche Fraktiounen souwéi Waasser ze entfernen. Ultraschall Kavitatioun stéiert Zellstrukturen vun der Biomass am Kläranlag an erliichtert déi spéider Fraktioun an dräi Fraktiounen vun (i) cellulose-räiche Faseren, (ii) en nährstoffräiche Gel, an (iii) eng Flëssegkeet déi liicht fermentéierbar ass. Dës dräi Fraktiounen vum Schlamm kënne weider veraarbecht ginn, zB Phosphor Erhuelung, Schwéiermetallentfernung etc.

Ultraschall verstäerkt Naass-chemesch Nidderschlag vu Phosphor

Ultrasonication ass eng bekannt Technik déi zënter laanger Zäit an der Chimie benotzt gëtt fir d'siccessful an effizient Nidderschlag vu Mineralstoffer, Partikelen a Kristalle. Fir d'Phosphor Erhuelung aus Kläranlag, gëtt Sonikatioun applizéiert fir d'Ausfäll vu Struvit ze förderen an ze beschleunegen. Struvit (Magnesiumammoniumphosphat) ass e Phosphatmineral mat der Formel NH₄MgPO₄·6H₂ O, déi eng einfach Léisung bitt fir Phosphor a gebonnener Form aus Offallschlam ze entfernen.
Wärend der Struvitkristalliséierung / Nidderschlagsprozess hunn d'Ionen PO₄^3-, NH₄⁺an Mg²⁺ ginn duerch Struvit-Nidderschlag aus der flësseger Phase ewechgeholl, bis d'Reaktioun de Gläichgewiicht erreecht.

Struvit-Kristalle ginn aus Schweineffluenten ausgeschloss.
(Bild a Studie: ©Kim et al. 2017)

Wann d'Ultraschall als Schlamm-Virbehandlung virum Struvit-Nidderschlagsprozess applizéiert gëtt, bitt déi ultraschall-induzéiert Kavitatioun eng grëndlech Mëschung op molekulare Niveau, déi aktiv Uewerfläch fir de Kristallwachstum ubitt. Eng Erhéijung vun der Solubiliséierungsquote vun extrazellulären an intrazelluläre Substanzen, profitéiert weider de Struvit-Nidderschlag andeems d'Bioverfügbarkeet vun NH erhéicht gëtt.₄⁺ an PO₄^3- ionen. D'Sonicatiounsbehandlung resultéiert an engem erliichtert Massentransfer duerch d'Schläim, déi duerch Ultraschallkavitatioun verursaacht gëtt.
Sonication kann och op hydrothermesch Carboniséierungs Likör applizéiert ginn, wou Phosphor als Struvit aus der hydrothermescher Carboniséierungs Likör duerch ultraschall assistéiert Extraktioun a Nidderschlag recycléiert gëtt.
Liest méi iwwer grouss Struvit-Nidderschlag fir Phosphor Erhuelung aus Kläranlag!

Sono-Fenton fir Phosphor Verëffentlechung aus Kläranlag

D'Etude vu Gong et al. (2015) bewisen d'Effizienz vun enger kombinéierter Ultraschall-Fenton (och bekannt als Sono-Fenton) Virbehandlung fir Kläranlag Schlamm Zerfall. D'Uwendung vun der Ultraschall-Fenton Behandlung bedeitend erhéicht Kuelestoff, Stickstoff a Phosphor Verëffentlechung. D'Sono-Fenton Behandlung erhéicht den Total Stickstoff (N) a Phosphor (P) ëm 1,7- an 2,2-Fach, respektiv, am Verglach mat der Fenton Behandlung eleng. No der Sono-Fenton-Behandlung huet de Schlamm eng däitlech méi fein Partikelgréisst a méi loose Mikrostruktur op Basis vun der Scannenelektronenmikroskopie gewisen.Using electron spin resonance, the most OH• Signal intensity of 568.7 by the Fenton treatment to 1106.3 after the sono-Fenton treatment. Dëst huet bewisen datt d'Sono-Fenton Behandlung d'Desintegratioun vum Schlamm induzéiert an d'Verëffentlechung vun organesche Kuelestoff, Stickstoff a Phosphor wesentlech verbessert.

Ultraschall verstäerkt Mikrobial Brennstoffzellen

Ultraschall Virbehandlung vu Kläranlag fördert d'Solubiliséierung vu verschiddenen organesche Verbindungen aus der Schlammmatrix, déi duerno d'mikrobiell Elektrohydrogenese beschleunegt.
More a Ghangrekar (2010) bäidroe fir déi positiv Auswierkunge vun der Sonikatiounsvirbehandlung op mikrobielle Brennstoffzellen zu verstäerkten enzymateschen Aktivitéiten an d'Disponibilitéit vun extrazelluläre Proteinen, Polysacchariden an Enzymen, déi aus banneschten Schichten vu Schlammflocken op äusseren Schichten duerch Ultraschallsonoporatioun an Zell Stéierungen, wat zu enger verbesserter Substratnutzungseffizienz resultéiert. Fir d'Ernte vun der Elektrizitéit aus de mikrobiellen Brennstoffzellen ze verbesseren, ass d'Verbesserung vun der Elektronentransferfäegkeet vun de Bakterien op eng extrazellulär fest Substanz néideg. Dësen extrazellulären Elektronentransfer kann entweder am direkte Kontakt tëscht der Zelluewerfläch an der fester Uewerfläch oder indirekt iwwer déi sougenannt exogen an endogen Mediatoren geschéien. Fir direkten Elektronentransfer tëscht Bakterien an Elektroden Uewerfläch, soll den Elektron d'äusseren Membran vun der Zell erreechen. Dëst Phänomen kéint geschitt sinn wéinst der Ultraschall-Pre-Behandlung, déi dem Inokulum gëtt, wann déi spezifesch geliwwert Energie adäquat war; dofir, favoriséiert méi héich Coulombic Effizienz.
En ultraschall verstäerkt mikrobiellen Elektrolyseprozess kéint mat spéider Fermentatiounsprozesser fir Schlammbehandlung kombinéiert ginn.

Sono-Electrochemical Kläranlag Schlamm Behandlung

Elektrokoagulatioun ass en einfache Prozess, dee ganz einfach op Ofwaasser applizéiert ka ginn an d'Behandlung vu grousse Volumen effizient a kosteneffizient erlaabt. Ultrasonication hëlleft den Haaptnodeel vun Elektrokoagulatiounsprozesser ze iwwerwannen andeems d'Bildung vu passivéierende Schichten aus den Elektroden verhënnert gëtt. Passiv Filmer, déi sech mat der Zäit op der Elektroden Uewerfläch bilden, reduzéieren d'Effizienz vun Elektrokoagulatiounssystemer drastesch an Ultraschall ass eng einfach Method fir dës passivéierend Schichten kontinuéierlech während der Operatioun ze läschen, wärend gläichzäiteg Sonikatioun den Ëmsaz vun Elektrokoagulatiounssystemer erhéicht. Ultraschallwellen zerbriechen Sedimenter, déi op der Elektrodenoberfläche geformt sinn, a generéiere grouss Quantitéite vu radikale Spezies fir Pollutanten ze entfernen andeems d'Héichdrockpunkte bannent der Léisung wärend dem Kavitatiounsphänomen erstallt ginn. Duerch d'Kombinatioun vun der Elektrokoagulatioun mat Ultraschall, duerch d'Schafung vun neie Flächen op der Elektrode duerch Kavitatioun oder Mikro-Streaming, gëtt d'Ofsenkung vun der Dicke vun der Verdeelungsschicht duerch d'Erhéijung vun der Massentransferraten verschäerft. Sono-Electrocoagulation erhéicht d'Quantitéit vun der Koagulantbildung am Verglach mat der Elektrokoagulatioun, an d'Flockulatioun gëtt duerch extrem Mëschung an Oxidatioun duerch fräi Radikalbildung verstäerkt; Dofir ass déi gewënscht Effizienz an der kuerzer Zäit méiglech.
(Moradi et al., 2021)

D'Virdeeler vun der Sonoelectrochemistry a Sonoelectrocoagulation

"Sonoelectrochemistry ass d'Kombinatioun vun Ultraschallenergie an engem elektrochemesche System, deen e puer Virdeeler bitt, dorënner d'Gasblasenentfernung op der Elektroden Uewerfläch, d'Entgasung vun der Léisung, d'Stéierung vun der Nernst Diffusiounsschicht, d'Verbesserung vum Massentransport vun elektroaktiven Spezies duerch d'duebel Schicht, an d'Aktivatioun an d'Botzen vun der Elektrodenfläch. Dës Virdeeler an der Elektrochemie féieren zu verbesserte Prozesseffizienz (Elektroden a Stroumeffizienz), erhéicht elektrochemesch Tariffer an Ausbezuelen, reduzéiert Zellspannungen an Elektroden Iwwerpotenzial, verbessert elektrodeposéiert Materialien a punkto Härheet, Qualitéit, Porositéit an Dicke, an d'Ënnerdréckung vun der Elektroden Fouling an Entgasung op der Elektrodenfläch." (Foroughi et al., 2021)
Liest méi iwwer sono-elektrochemesch Ausrüstung a seng Uwendungen!

Industriell Ultraschall Systemer fir Kläranlag Schlamm Behandlung

Hielscher Ultrasonics High-Performance Systemer sinn e zouverléissege Aarbechtspäerd an Ofwaasser- a Kläranlagebehandlungsanlagen. Hielscher Ultraschallsystemer liwweren High-Power Ultraschall bei 20kHz, wat eng intensiv akustesch Kavitatioun erstellt. Effekter vun eiser High-Power Ultraschallbehandlung beinhalt d'Zellstéierung an Zerfall, héich Massentransfer, Desinfektioun, Zersetzung vu Polymeren, Verëffentlechung vun Enzymen an Homogeniséierung vum Schlamm. Héich-Intensitéit Sonication verbessert d'Behandlungseffizienz duerch d'Generatioun vun oxidativen Radikalen an duerch d'Erhéijung vun Nukleatiounsplazen, fir besser Koagulatioun a Flokulatioun ze garantéieren. Déi zouverlässeg a kontinuéierlech Generatioun vun dësen intensiven Ultraschallkavitatiounskräften a seng Effekter erméiglechen eis mächteg Ultraschallprozessoren fir verschidden Uwendungen z'integréieren fir d'Energie- an Nährstoff-Ernte aus Kläranlag ze verbesseren.

• Ultraschall Desintegratioun vu Kläranlag
• Ultraschall verstäerkt anaerobe Verdauung
• Erhuelung vu wäertvollen Nährstoffer (Phosphor, Stickstoff, Magnesium, Kalzium, Kalium, asw.)
• Entfernung vu Verschmotzungen wéi Schwéiermetaller

Bitt Ultraschallprozessoren mat Flow-Through-Reaktoren a verschiddene Gréissten, Hielscher Ultrasonics huet déi ideal Ultraschalloffallverschwendung a Schlammbehandlungssystemer fir Är Kläranlag.
De modulare Design erlaabt d'einfach Installatioun vu verschiddene Ultraschall-Eenheeten parallel, wat eng zouverlässeg an effizient Behandlung vun all Volumen méiglech mécht.
Hielscher High-Power / High-Throughput Ultraschallsystemer erhéijen d'Effizienz an d'Ausbezuele bei der Behandlung vu Biomass am Kläranlag.
All eis Ultrasonicatoren hunn Cleaning-in-Place (CIP).
Gëeegent fir exigent Behandlungen: Kläranlag enthält dacks fibrous Materialien mat héijen Zellulosegehalt, déi schwéier ze zerfall sinn. Hielscher Ultrasonics’ industriell Ultraschallprozessoren kënne ganz héich Amplituden liwweren. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschall Sonotroden verfügbar. Esou héich Amplituden sinn en efficace Wee fir d'zellulär Struktur vun Zellulose, Lignin a robust Zellmauer vun anere Materialien ze stéieren. Den optimiséierten Design vun eise Flowzellreaktoren garantéiert ideal Flowmuster an déi eenheetlech, effizient Ultraschallbehandlung vum gefidderte Schlamm.

Mir schaffe mat Systemintegratoren an Ingenieuren vu Kläranlagen

Als Hiersteller a System Builder vun héich performant Ultraschall modulare Eenheeten, schafft Hielscher Ultrasonics zesumme mat Systemintegratoren. Déi meescht Bedreiwer vun Ofwaasser- a Kläranlagebehandlungsanlagen schaffe mat Systemintegratoren, déi gutt erfuerscht sinn am Design an der Automatiséierung vun esou Reinigungsanlagen. Eis Team vun Designingenieuren an techneschen Ingenieuren empfeelen déi optimal Ultraschallkonfiguratioun fir de gezielte Schlammvolumen, liwweren detailléiert Systeminformatiounen, CAD Zeechnungen souwéi Installatiounsservice an Operatiounsausbildung. Dëst erméiglecht eng konstruktiv an zilorientéiert Ëmsetzung vun der Integratioun vun héich performant Ultraschall an Kläranlagen. W.e.g. kontaktéiert eis wann Dir interesséiert sidd fir eis Ultraschallprozessoren fir eng verbessert Schlammbehandlung ze integréieren!

D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:

Kontaktéiert eis elo fir méi Detailer iwwer Hielscher Ultraschall Kläranlag Schlammbehandlungssystemer, Installatiounsoptiounen an technesch Informatioun ze kréien!