Hielscher Ultrazvukové technológie

Ultrazvukový fosfor zotavenie z splaškových kalov

  • Celosvetový dopyt po fosfor sa zvyšuje, zatiaľ čo zásobovanie prírodnými zdrojmi fosforu je čoraz vzácnejšie.
  • Splaškové kaly a splaškové kaly sú bohaté na fosfor a môžu sa preto použiť ako zdroj na znovuuplatnenie fosforu.
  • Ultrazvukové spracovanie mokrého chemického spracovania a zrážok zlepšuje regeneráciu fosfátu z splaškových kalov, ako aj z popola spaľovaného kalu a robí oživenie výrazne úspornejšie.

 

Fosforu

Splaškový kal je bohatý na fosfor. Ultrazvuková extrakcia a zrážanie zosilňuje proces zotavovania fosfor.Fosfor (fosfor, P) je neobnoviteľné zdroje, ktoré sa vo veľkej miere používajú v poľnohospodárstve ako hnojivo, ako aj v mnohých odvetviach, kde je fosfor cenným prídavným prostriedkom (napr. farby, čistiace prostriedky na pranie, spomaľovače horenia, krmivo pre zvieratá). Splaškové kaly, spaľovaný čistička odpadových vôd (ISSA), hnoj a mliečne odpadové vody sú bohaté na fosfor, čo je zdrojom na zhodnotenie fosforu, pokiaľ ide o konečný zdroj fosforu, ako aj environmentálne otázky.
Miera zhodnocovania fosforu z prúdov kvapalných odpadových vôd môže dosiahnuť 40 až 50%, zatiaľ čo miery zotavenia z splaškových kalov a čističky splaškových kalov môžu dosiahnuť až 90%. Fosfor môže byť vyzrážaný v mnohých formách, jeden z nich je struvit (oceňujú ako vysoko kvalitné, pomalé-Release hnojivo). Aby sa rekultivácia fosforu hospodárne, proces obnovy sa musí zlepšiť. Ultrazvukom je proces zintenzívnenia metóda, ktorá urýchľuje proces a zvyšuje výnos z regenerované minerály.

Ultrazvukové využitie fosforu

Sonikácia zintenzívňuje mokré chemické spracovanie a zrážanie počas obnovy fosforu z splaškových kalov.Podľa ultrazvukom, cenné materiály, ako je struvit (horečnatý amónny fosfát (mapa)), fosforečnan vápenatý, hydroxyapatit (HAP)/hydroxyapatit vápenatý, octacalcium fosfát, trifosforečnan fosfát, a dihydrát difosforečnan vápenatý môže byť vrátená z tokov odpadov. Ultrazvuková liečba zlepšuje mokrú chemickú extrakciu, ako aj zrážanie a kryštalizáciu (sono-Kryštalizácia) cenných materiálov z splaškových kalov a z popola spaľovaného kalu.
Zatiaľ čo obsah fosforu (8-10%), železo (10-15%) a hliník (5-10%) v popol z mono-spálenej splaškových kalov je pomerne vysoká, ale tiež obsahuje toxické ťažké kovy, ako je olovo, kadmium, meď, a zinok.

Bioplyn anaeróbny digester

Žiadosť o informácie





Phopshorus zotavenie – Dvojfázový proces

    1. Extrakcia kyseliny

Prvým krokom obnovy fosfor je extrakcia alebo Vylúhovanie fosforu z splaškových kalov alebo spálený popol z odpadovej vody (ISSA) s použitím kyseliny, ako je kyselina sírová alebo kyselina chlorovodíková. Ultrazvukový miešanie podporuje mokré-chemické lúhovanie zvýšením hromadný prenos medzi kyselinou a ISSA tak, že kompletné Vylúhovanie fosforu je dosiahnutá rýchlo. Na zlepšenie extrakčného postupu sa môže použiť krok predbežnej úpravy s použitím etyléndiamaminetetraacetatickej kyseliny (EDTA).

    1. Zrážanie fosforu

Ultrazvukový kryštalizácie zvyšuje zrážanie fosfátov výrazne zvýšením siatie bodov a urýchlenie adsorpcie a agregácie molekúl, aby sa tvoriť kryštál. Ultrazvukový zrážanie fosforu z odpadových vôd sluge a ISSA možno dosiahnuť napríklad pomocou hydroxidu horečnatého a hydroxidu amónneho. Výsledná zrazenina je struvite, zlúčenina zložená z horčíka, amónneho, fosforu a kyslíka.

Sonocrystallization Struvite

Ultrazvukový rozptyľuje podporuje prenos hmoty medzi fázami a iniciuje nukleáciu a kryštálu rast fosfátov (napr., struvit/MAP).
Ultrazvukové inline zrážky a kryštalizácia struvit umožňuje liečbu veľkých objemových stramy na priemyselnej stupnici. Otázka spracovania veľkého prúdu splaškových kalov môže byť vyriešená kontinuálnou ultrazvukovou procesom, ktorý urýchľuje kryštalizáciu struvit a zlepšuje veľkosť kryštálov vyrábajúcich menšie, jednotnejšie fosfátové častice. Veľkosť distribúcie vyzrážané častice je stanovená nukleácia rýchlosť a následné kryštálu tempo rastu. Zrýchlené nukleácie a inhibovaný rast sú kľúčovými faktormi pre zrážanie Kristových fosfátové častice, t.j. struvite, vo vodnom roztoku. Ultrazvukom je proces zintenzívnenia metóda, ktorá zlepšuje miešanie s cieľom získať homogénnej distribúcie reaktívnych iónov.
Ultrazvukové zrážky je známe, že dávajú užšie rozdelenie veľkosti častíc, menšia veľkosť kryštálu, kontrolovateľné morfológia a rovnako ako rýchle nukleácia rýchlosť.

Struvite kryštály môžu byť vyzrážané z splaškových kalov. Sonikácia zlepšuje proces obnovy.

Struvite kryštály vyzrážané z ošípaných odpadových vôd (Zdroj: Kim et al. 2017)

Dobré výsledky zrážok možno dosiahnuť napríklad PO3-4 : NH+4 : Mg2 + v pomere 1:3: 4. Rozsah pH 8 až 10 vedie k maximálnemu uvoľneniu fosfátu P

Ultrazvukom je vysoko efektívny proces zintenzívnenia techniky na podporu zrážok cenných materiálov, ako je fosforečnan vápenatý, horčík amónny fosfát (mapa) a hydroxyapatit (HAP), hydroxyapatit vápenatý, octacalcium fosfát, trifosforečnan vápenatý a dihydrát difosforečnan vápenatý z odpadovej vody. Splaškové kaly, hnoj a mliečne odpadové vody sú známe ako odpadová voda bohatá na živiny, ktorá je vhodná na výrobu hodnotných materiálov pomocou rozpúšťadle asistovaného zrážok.

Tvorba kryštálov struvite:
Mg2 + + NH+4 + HPO2-4 + H2O –> MgNH4PO4 ∙ 6H2O + H+

Hielscher ultrazvukom vyrába high-výkon ultrasonicators pre sonochemical aplikácie.

Vysoko výkonové ultrazvukové procesory z laboratória do pilotného a priemyselného rozsahu.

Priemyselné ultrazvukové zariadenia na lúhovanie a zrážanie

UIP4000hdT prietoková bunka pre inline ultrazvukom v priemyselnom meradleVysokovýkonné ultrazvukové systémy a reaktory sú potrebné na ošetrenie spaľovaných odpadových kalov (ISSA) a splaškových kalov na priemyselnej úrovni. Hielscher Ultrasonics sa špecializuje na navrhovanie a výrobu vysoko výkonné ultrazvukové zariadenia – z laboratória a lavice-top na plne priemyselné jednotky. Hielscher ultrasonicators sú robustné a postavené pre operáciu 24/7 pri plnom zaťažení v náročných prostrediach. Príslušenstvo, ako sú prietokové bunky reaktory s rôznymi geometrie, sonotród (ultrazvukové sondy) a posilňovacie rohy umožňujú optimálne prispôsobenie ultrazvukového systému požiadavkám procesu. Aby bolo možné spracovať veľké množstvo prúdov, Hielscher ponúka 4kW, 10kW a 16kW ultrazvukové jednotky, ktoré možno ľahko kombinovať paralelne s ultrazvukovými klastre.
Sofistikované ultrasonicators Hielscher majú digitálny dotykový displej pre jednoduchú obsluhu a presnú kontrolu parametrov procesu.
Užívateľsky prívetivosť a jednoduché, bezpečné ovládanie sú kľúčovými prvkami Hielscher ultrasonicators. Diaľkové ovládanie prehliadača umožňuje prevádzku a kontrolu Ultrazvukový systém cez PC, chytrý telefón alebo tablet.
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Objem šarže prietok Odporúčané Devices
10 až 2000mL 20 až 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 02 až 4 l / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
neuv 10 až 100 l / min UIP16000
neuv väčšia strapec UIP16000

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Ak chcete požiadať o dodatočné informácie o homogenizácii ultrazvukom, použite nižšie uvedený formulár. Radi Vám ponúkame ultrazvukový systém spĺňajúci Vaše požiadavky.









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Literatúra / Referencie

  • Dodds, John A.; Espitalier, Fabienne; Louisnard, Olivier; Grossier, Romain; David, Rene; Hassoun, Myriam; Baillon, Fabien; Gatumel, Cendrine; Lyczko, Nathalie (2007): účinok ultrazvuku na kryštalizáciu-zrážky procesy: niektoré príklady a nový model segregácie. Charakteristika častíc a častíc systémov, Wiley-VCH Verlag, 2007, 24 (1), PP. 18-28
  • Kharbanda, A.; Prasanna, K. (2016): extrakcia živín z mliečnych odpadových vôd vo forme máp (horečnatý fosforečnan amónny) a HAP (hydroxyapatit). Rasayan vestník chémie Vol. 9, no. 2; 2016.215-221.
  • Kim, D.; Jin min, K.; Lee, K.; Yu, M. S:; Park, K.Y. (2017): Účinky pH, molárnych pomerov a predbežnej úpravy na zhodnotenie fosforu prostredníctvom svíň kryštalizácie z odpadových vôd z anaeróbne strávenej odpadovej vody z ošípaných. Výskum environmentálneho inžinierstva 22 (1), 2017. 12-18.
  • Rahman, m., salleh, m., Ahsan, A., hossain, m., RA, C. (2014): výroba kryštálového hnojiva s pomalým uvoľňovaním z odpadných vôd prostredníctvom kryštalizácie struvit. Arabské. J. chem. 7, 139 – 155.


Fakty stojí za to vedieť

Ako ultrazvukové zrážky fungujú?

Ultrazvukom ovplyvňuje nukleáciu a kryštál rast, proces známy ako Sonocrystallization,
Po prvé, použitie ultrazvuku umožňuje ovplyvňovať rýchlosť jadra, kde sú pevné kryštály forme z kvapalného roztoku. High-Power ultrasond vytvára kavitácie, čo je rast a imploze vákuových bublín v kvapalnom médiu. Imploze vákuových bublín zavádza energiu do systému a znižuje kritický prebytok voľnej energie. Tým, siatie body a nukleácie sa začnú s vysokou mierou a v najbližšej dobe. Na rozhraní medzi kavitácie bublina a riešenie, polovica spájky molekula je riešená rozpúšťadlom, zatiaľ čo druhá polovica molekuly povrchu je pokrytá kavitácie bublina, tak, že miera riešiteľnosť je znížená. Opätovné rozpustenie molekuly spájky sa zabráni, zatiaľ čo koagulácia molekúl v roztoku sa zvyšuje.
Po druhé, ultrazvukom podporuje Crystal rast. Ultrazvukové miešanie podporuje rast kryštálov tým, že incresing hromadný prenos a agregáciu molekúl.
Výsledky dosiahnuté ultrazvukom možno ovládať režim sonikácie:
Kontinuálne ultrazvukom:
Kontinuálna ultrazvuková liečba roztoku produkuje mnoho jadier, takže sa vytvoria veľké množstvo malých kryštálov
Impulzovaná sonikácia:
Použitie pulzného/cyklované ultrazvukom umožňuje presnú kontrolu nad kryštálom veľkosti
Sonikácia na začatie nukleácie:
Keď sa ultrazvuk aplikuje len počas začiatku procesu kryštalizácie, vytvorí sa konečný počet jadier, ktoré sa potom pestujú do väčšej veľkosti.

Použitie ultrazvukom počas kryštalizácie, rýchlosť rastu, veľkosť, a tvar kryštálov štruktúry môžu byť ovplyvnené a kontrolované. Rôzne možnosti ultrazvukom, aby sono-Kryštalizácia procesy presne kontrolovateľné a opakovateľné.

ultrazvukové kavitácie

Keď High-intenzita ultrazvuk cross tekuté médium, vysoký tlak (kompresia) a nízkotlakové (rarefaction) vlny sa striedajú cez kvapaliny. Keď je negatívny tlak spôsobený ultrazvukovou vlnou prekračujúcou kvapalinu dostatočne veľká, vzdialenosť medzi molekulami kvapaliny presahuje minimálnu molekulárnu vzdialenosť potrebnú na držanie kvapaliny neporušenú a potom kvapalina sa pokazí tak, že vákuum vytvárajú sa bubliny alebo dutín. Tieto vákuové bubliny sú tiež známe ako kavitácia Bubliny.
Kavitácia bubliny používané pre napájanie ultrazvukové aplikácie, ako je miešanie, dispergačné, frézovanie, ťažba atď sa vyskytujú v ultrazvukových intenzít vyšších ako 10 WCM2. Kavitácia bubliny rastú cez niekoľko akustických nízkotlakové/vysokotlakové cykly, kým nedosiahnu rozmer, kde nemôžu absorbovať viac energie. Keď Kavitácia bublina dosiahla svoju maximálnu veľkosť, to implodov násilne počas kompresného cyklu. Násilné kolaps prechodnej kavitácie bublina vytvára extrémne podmienky, ako sú veľmi vysoké teploty a tlaky, veľmi vysoký tlak a teplotné diferenciály a tekuté trysky. Tieto sily sú zdrojom chemických a mechanických efektov používaných v ultrazvukových aplikáciách. Každý rúca bublina môže byť považovaná za microreactor, v ktorom teploty niekoľkých tisíc stupňov a tlaky vyššie ako 1000 atmosfér sú vytvorené okamžite [Suslick et al 1986].

Ultrazvukové/akustické kavitácie vytvára vysoko intenzívne sily, ktoré otvára bunkové steny známe ako lýza (kliknite pre zväčšenie!)

Ultrazvukový extrakcie je založený na akustické kavitácie a jeho hydrodynamické šmykovej sily

Fosforu

Fosfor je zásadný, non-Regenerovateľný zdroj a experti už predpovedajú, že svet bude hit “vrchol fosfor”, t. j. čas, od ktorého dodávka už nemôže uspokojiť zvýšený dopyt, približne o 20 rokov. Európska Komisia už klasifikovala fosfor ako kritickú surovinu.
Splaškové kal sa často používa ako hnojivo šíri na poliach. Avšak, pretože splaškový kal obsahuje nielen cenný fosfát, ale aj škodlivé ťažké kovy a organické znečisťujúce látky, mnohé krajiny ako Nemecko, obmedzujú právne predpisy, koľko splaškových kalov možno použiť ako hnojivo. Mnohé krajiny ako Nemecko majú prísne predpisy o hnojive, ktoré obmedzujú kontamináciu ťažkých kovov striktne. Keďže fosfor je konečný zdroj, nemecké nariadenie o splaškových kaloch z 2017 vyžaduje, aby prevádzkovatelia odpadových elektrární recyklovali fosfáty.
Fosfor sa môže zotývať z odpadovej vody, splaškových kalov, ako aj z popola spaľovaného splaškov odpadových vôd.

Fosfát

Fosfát, anorganická chemikália, je soľ kyseliny fosforečnej. Anorganické fosfáty sa ťažia na získanie fosforu na použitie v poľnohospodárstve a priemysle. V organickej chémii, fosfát, alebo organofosfortu, je ester kyseliny fosforečnej.
Nezamieňajte názov fosfor s prvkom fosforu (chemický symbol P). Sú to dve rôzne veci. Multivalentný nekovový skupiny dusíka, fosfor sa bežne nachádza v anorganických fosfátové skaly.
Organické fosfáty sú dôležité pre biochémiu a biogeochemickú.
Fosfát je názov Ion PO43-. Kyselina fosforečná, na druhej strane, je názov triprotickej kyseliny H3PO3. To je kombinácia 3 H+ iónov a jeden fosfatimu (PO33-Ion.
Fosfor je chemický prvok, ktorý má symbol P a Atómový číslo 15. Zlúčeniny fosforu sú tiež široko používané v výbušninách, nervových činidlami, trenie zápasy, ohňostroje, pesticídy, zubné pasty a detergenty.

Struvit

Struvite, označovaný aj ako horčík amónny fosfát (mapa), je fosfátový minerál s chemickým vzorcom NH4MgPO4· 6H2O. struvite kryštalizuje v Rombická systéme ako biele až žltkasté alebo hnedasté-biele pyramídové kryštály alebo platformami podobné formy. Byť mäkké minerálne, struvit má Mohs tvrdosť 1,5 na 2 a nízku špecifickú závažnosť 1,7. Za neutrálnych a alkalických podmienok struvit je sotva rozpustný, ale môže byť ľahko rozpustí v kyseline. Struvite kryštály tvoria, keď je Krtko na Krtko na Krtko pomer (1:1:1) horčíka, amoniaku a fosfátu v odpadovej vode. Všetky tri prvky – horčík, amoniak a fosfát – sú bežne prítomné v odpadovej vode: horčík pochádzajúci prevažne z pôdy, morskej vody a pitnej vody, amoniak sa rozpadá z močoviny v odpadových vodách a fosfát pochádzajúci z potravy, mydla a detergentov do odpadových vôd. S týmito tromi prvkami prítomné, struvit je pravdepodobnejšie, že tvoria pri vyšších hodnotách pH, vyššia vodivosť, nižšie teploty, a vyššie koncentrácie horčíka, amoniaku a fosfátu. Obnova fosforu z odpadových tokov ako struvit a recyklácia týchto živín ako hnojivo pre poľnohospodárstvo je sľubné.
Struvite je cenný pomalý-Release minerálne hnojivo používané v poľnohospodárstve, ktorá má výhody sú granulované, bezstarostný-až k-použitie, a zápach-Free.