Hielscher Ultrazvočna tehnologija

Ultrazvočni fosfor okrevanje iz blata iz čistilnih naprav

  • Svetovno povpraševanje po fosforju narašča, medtem ko je oskrba z naravnimi fosfornimi viri čedalje redkejši.
  • Blato iz čistilnih naprav in pepel blata iz čistilnih naprav sta bogata s fosforjem in se lahko zato uporabljata kot vir za vračilo fosforja.
  • Ultrazvočna mokra kemična predelava in padavine izboljšujejo okrevanje fosfata iz blata iz čistilnih naprav ter pepel sežganih blata in zaradi česar je okrevanje bistveno bolj gospodarno.

Fosfor

Blato iz čistilnih naprav je bogato s fosforjem. Ultrazvočni ekstrakcija in padavine stopnjuje okrevanje proces fosfor.Fosfor (fosfor, P) je neobnovljivi vir, ki se močno uporablja v kmetijstvu kot gnojilo in v številnih industrijah, kjer je fosfor dragocen dodatek (npr. barve, detergenti za pranje perila, zaviralci gorenja, živalska krma). Blato iz čistilnih naprav, sežigajo pepel blata iz čistilnih naprav (ISSA), gnoj in mlečni odplaki so bogati s fosforjem, zaradi česar so vir za predelavo fosforja glede na končni vir fosforja in okoljski pomisleki.
Stopnje predelave fosforja iz tokov tekočega odpadnega voda lahko dosežejo 40 do 50%, medtem ko lahko stopnje predelave iz blata iz čistilnih naprav in pepela blata iz čistilnih naprav dosežejo do 90%. Fosfor se lahko oborijo v mnogih oblikah, eden od njih pa struverjev (vrednotijo kot kakovostno, počasi sproščanjem gnojilo). Da bi ponovno pridobivanje fosforja ekonomično, je treba izboljšati postopek predelave. Ultrasonication je proces intenfying metoda, ki pospešuje proces in povečuje donos predelanih mineralov.

Ultrazvočni fosfor okrevanje

Ultrazvočno razbijanje krepi mokro kemično predelavo in padavine med predelavo fosforja iz blata iz čistilnih naprav.Pod ultrazvočno razbijanje, dragocene materiale, kot so struverjev (magnezijev amonijev fosfat (map)), kalcijev fosfat, hidroksiapatit (Hap)/kalcijev hidroksiapatit, oktackalcijev fosfat, trikalcijev fosfat, in dikalcijev fosfat dihidrat se lahko izterja iz tokov odpadkov. Ultrazvočni zdravljenje izboljšuje mokro-kemično ekstrakcijo, kot tudi padavine in kristalizacijo (Sono-kristalizacija) dragocenih materialov iz blata iz čistilnih naprav in iz pepela sežganega blata.
Medtem ko je vsebnost fosforja (8-10%), železa (10-15%) in aluminija (5-10%) v pepelu z mono sežganimi blata iz čistilnih naprav je precej visoka, vsebuje tudi strupene težke kovine, kot so svinec, kadmij, baker in cink.

Bioplin anaerobni Digester

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Phopshorus okrevanje – Postopek v dveh korakih

  1. Ekstrakcija kisline
  2. Prvi korak okrevanja fosfor je ekstrakcija ali izpiranje fosforja iz blata iz čistilnih naprav ali sežiganje blata iz čistilnih naprav (ISSA) z uporabo kisline, kot je žveplove kisline ali klorovodikove kisline. Ultrazvočni mešanje spodbuja mokro-kemijske izpiranje s povečanjem masovnega prenosa med kislino in ISSA, tako da je popolna izpiranje fosforja hitro doseči. Za izboljšanje postopka ekstrakcije se lahko uporabi faza predobdelave, ki uporablja etilenetaminsko tetraacetatsko kislino (EDTA).

  3. Padavine fosforja
  4. Ultrazvočni kristalizacija povečuje obarjanje fosfatov bistveno s povečanjem sejanje točk in pospeševanje adsorpcijo in združevanje molekul, da se tvori kristal. Ultrazvočni obarjanje fosforja iz kanalizacijskih Sluge in ISSA je mogoče doseči na primer z uporabo magnezijevega hidroksida in amonijevega hidroksida. Nastala oborino je struvite, spojina, sestavljena iz magnezija, amonijevega, fosforja in kisika.

Sonocrystallization od Struvite

Ultrazvočni disperzijo spodbuja množični prenos med fazami in sproži nukleacijo in kristalno rast za fosfate (npr. struverjev/map).
Ultrazvočni inline obarjanje in kristalizacija struverjev omogoča zdravljenje velikih količin bruhajočim na industrijski lestvici. Vprašanje predelave velik tok blata iz čistilnih naprav je mogoče rešiti z neprekinjenim ultrazvočnim procesom, ki pospešuje kristalizacijo struverjev in izboljšuje kristalno velikost, ki proizvaja manjše, enotnejše fosfatne delce. Porazdelitev velikosti oborjene delce določimo z nukleacijo in posledično stopnjo rasti kristalov. Pospešeno nukleacijo in zaviral rast sta ključna dejavnika za obarjanje delcev cristalline fosfata, to je struvite, v vodni raztopini. Ultrasonication je proces intenfying metoda, ki izboljšuje mešanje, da bi dobili homogeno porazdelitev reaktivnega ionov.
Ultrazvočne padavine je znano, da se ožji velikost delcev porazdelitev, manjša velikost kristalov, kontrolirano morfologijo in kot tudi hitro nukleacijo stopnjo.

Struvite kristali se lahko oborili iz blata iz čistilnih naprav. Ultrazvoka izboljšuje proces predelave.

Struvite kristali oborjeni iz prašičjih odplak (vir: Kim et al. 2017)

Dobre rezultate padavin je mogoče doseči na primer z OP3-4 : NH+4 : Mg2 + v razmerju 1:3: 4. PH razpon od 8 do 10 vodi do največjega sproščanja fosfata P

Ultrasonication je zelo učinkovit proces intenfying tehniko za spodbujanje obarjanje dragocenih materialov, kot so kalcijev fosfat, magnezijev amonijev fosfat (MAP) in hidroksiapatita (HAP), kalcijev hidroksiapatit, oktacalcium fosfat, natrijev trikalcijev fosfat in dikalcijevega fosfata iz odpadne vode. Blato iz čistilnih naprav, gnoj in mlečni odplaki so znane kot odpadne vode, bogate s hranili, ki je primerna za proizvodnjo dragocenih materialov preko ultrazvočno podprto obarjanje.

Struvite kristalno oblikovanje:
mg2 + + NH+4 + HPO2-4 + H2O –> MgNH4PO4 ∙ 6H2O + H+

Hielscher Ultrazvočna izdeluje visoko zmogljivih ultrasonicators za sonokemijske aplikacije.

Visoke moči ultrazvočni procesorji iz laboratorija v pilotno in industrijsko lestvico.

Industrijska Ultrazvočna oprema za Leaching in padavine

UIP4000hdT pretočna celica za inline ultrazvočno razbijanje na industrijski lestviciVisoko zmogljivih ultrazvočnih sistemov in reaktorjev so potrebni za zdravljenje sežganih blata iz čistilnih naprav (ISSA) in blata iz čistilnih naprav na industrijski ravni. Hielscher Ultrazvočna je specializirana za oblikovanje in proizvodnjo visoke moči ultrazvočne opreme – od laboratorija in klopi-top do popolnoma industrijskih enot. Hielscher ultrasonicators so Robustna in zgrajena za 24/7 delovanje pod polno obremenitvijo v zahtevnih okoljih. Pribor, kot so reaktorji tok celic z različnimi geometrijami, sonotrodes (ultrazvočne sonde) in Booster rogovi omogočajo optimalno prilagoditev ultrazvočni sistem za zahteve procesa. Da bi obdelali velike tokove toka, Hielscher ponuja 4kW, 10kW in 16kW ultrazvočne enote, ki jih je mogoče enostavno kombinirati vzporedno z ultrazvočnimi grozdov.
Hielscher je sofisticirane ultrasonicators funkcija digitalni zaslon na dotik za enostavno delovanje in natančen nadzor procesnih parametrov.
Prijaznost do uporabnika in enostavno, varno delovanje so ključne značilnosti Hielscher ultrasonicators. Daljinsko upravljanje brskalnika omogoča delovanje in nadzor ultrazvočni sistem preko PC, pametni telefon ali tablični računalnik.
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:

serija Volume Pretok Priporočena naprave
10 do 2000 ml 20 do 400ml / min UP200Ht, UP400St
00,1 do 20L 00,2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10L / min UIP4000hdT
ni podatkov 10 do 100L / min UIP16000
ni podatkov večja gruča UIP16000

Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!

Vprašajte za več informacij

Prosimo, uporabite spodnji obrazec, če želite zahtevati dodatne informacije o ultrazvočni homogenizaciji. Z veseljem vam bomo ponudili ultrazvočni sistem, ki bo ustrezal vašim zahtevam.









Prosimo, upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Literatura / Reference

  • Dodds, John A.; Espitalier, Fabienne; Louisnard, Olivier; Grossier, Romain; David, Rene; Hassoun, Myriam; Baillon, Fabien; Gatumel, Cendrin; Lyczko, Nathalie (2007): učinek ultrazvoka na kristalizaciji-padavine procesi: Nekateri primeri in nov model ločevanja. Karakterizacija delcev in delcev Systems, Wiley-VCH Verlag, 2007, 24 (1), PP. 18-28
  • Kharbanda, A.; Prasanna, K. (2016): ekstrakcija hranil iz mlečne odpadne vode v obliki zemljevida (magnezijev amonijev fosfat) in HAP (hidroksiapatit). Rasayan list kemije vol. 9, št 2; 2016.215-221.
  • Kim, D.; Jin min, K.; Lee, K.; Yu, M. S:; Park, K.Y. (2017): Učinki pH, molarnih razmerij in predobdelave na obnovo fosforja skozi struverjev kristalizacijo iz odplak anaerobno prebavi prašičje odpadne vode. Okoljski inženiring Research 22 (1), 2017. 12-18,
  • Rahman, m., salleh, m., ahsan, A., hossain, M., ra, C. (2014): proizvodnja kristalnega gnojila s počasnim sproščanjem iz odpadne vode s kristalizacijo struverjev. Arabski. J. chem. 7, 139 – 155.


Dejstva je treba vedeti

Kako ultrazvočni padavine delo?

Ultrasonication vpliva na nukleacijo in kristalno rast, proces, znan kot sonocrystallization.
Prvič, uporaba ultrazvoka omogoča, da vplivajo na stopnjo nukleacije, kjer so trdni kristali obliki iz tekoče raztopine. Visokonapetostni ultrasond ustvarja kavitacijo, ki je rast in Implozija vakuumskih mehurčkov v tekočem mediju. Implozija vakuumskih mehurčkov uvaja energijo v sistem in zmanjšuje kritično presežek proste energije. S tem, sejanje točk in nukleacije se začnejo z visoko hitrostjo in v najkrajšem možnem času. Na vmesniku med kavitacijo mehurček in rešitev, polovica topljenca molekule je solvated z vehiklom, medtem ko je druga polovica molekule površine, ki jih je kavitacija mehurček, tako da je stopnja Solvatacijska zmanjšala. Ponovno raztapljanje molekule topljenca je preprečeno, medtem ko se Koagulacija molekul v raztopini poveča.
Drugič, ultrazvoka spodbuja rast kristalov. Ultrazvočni mešanje spodbuja rast kristalov, ki jih incresing množični prenos in združevanje molekul.
Rezultati, doseženi s sonikacijo lahko nadzoruje način ultrazvoka:
Stalno ultrazvočnega razbijanja:
Kontinuirano ultrazvočno zdravljenje raztopine proizvaja veliko nukleacije mest, tako da se ustvari veliko število majhnih kristalov
Impulzni ultrazvočno razbijanje:
Uporaba impulzni/preklapljajo ultrazvoka omogoča natančen nadzor nad kristalno velikostjo
Ultrazvoka za začetek nukleacije:
Ko se ultrazvok uporablja le med začetkom procesa kristalizacije, se oblikuje končna številka jedra, ki se nato goji do večje velikosti.

Uporaba ultrasonication med kristalizacijo, stopnja rasti, velikost, in oblika kristalov struktur lahko vpliva in nadzoruje. Različne možnosti ultrazvočno razbijanje, da Sono-kristalizacijo procesi natančno nadzorovati in ponovljive.

Ultrasonic kavitacija

Ko visoke intenzivnosti ultrazvok navzkrižno tekoči medij, Visokotlačni (stiskanje) in Nizkotlačni (rarefaction) valovi so izmenično skozi tekočino. Ko je negativen pritisk povzročil ultrazvočni val prehodu tekočina je dovolj velika, razdalja med molekule tekočine presega minimalno molekulsko razdaljo, potrebno, da imajo tekočino nedotaknjen, in nato tekočina pokvari, tako da vakuum mehurčki ali praznin. Ti vakuumski mehurčki so znani tudi kot kavitacija Mehurčki.
Kavitacija mehurčki uporabljajo za moč ultrazvočne aplikacije, kot so mešanje, razprševanje, rezkanje, Pridobivanje itd pojavijo pod ultrazvočne intenzivnosti višje od 10 WCM2. Kavitacijski mehurčki rastejo več kot akustični Nizkotlačni/Visokotlačni cikli, dokler ne dosežejo dimenzije, kjer ne morejo absorbirati več energije. Ko kavitacija mehurček je dosegel svojo največjo velikost, da implodes nasilno med kompresijski cikel. Nasilni collaps prehodni kavitacijski mehurček ustvarja ekstremne pogoje, kot so zelo visoke temperature in pritiski, zelo visok pritisk in temperaturne razlike in tekoči curki. Te sile so vir kemičnih in mehanskih učinkov, ki se uporabljajo v ultrazvočnih aplikacijah. Vsak zrušiti mehurček se lahko šteje kot mikroreaktor, v katerem so temperature več tisoč stopinj in pritiskov, višjih od 1000 atmosfere ustvarjena v trenutku [suslick et al 1986].

Ultrasonic/akustična kavitacija ustvarja visoko intenzivne sile, ki odpira celične stene znan kot Liza (klikni za povečavo!)

Ultrazvočni ekstrakcija temelji na akustično kavitacijo in njene hidrodinamične strižne sile

Fosfor

Fosfor je bistven, neregenerabilni vir in strokovnjaki že napovedujejo, da bo svet hit “fosforjevega vrha”, to je čas, ko dobava ne more več zadostniti večjemu povpraševanju v približno 20 letih. Evropska Komisija je fosfor že opredelila kot kritično surovino.
Blato iz čistilnih naprav se pogosto uporablja kot gnojilo, ki se širi na poljih. Ker pa blato iz čistilnih naprav ne vsebuje le dragocenih fosfatov, ampak tudi škodljivih težkih kovin in organskih onesnaževal, številne države, kot je Nemčija, z zakonodajo omejujejo, koliko blata iz čistilnih naprav se lahko uporablja kot gnojilo. Številne države, kot so Nemčija imajo stroge predpise gnojil, ki omejujejo kontaminacijo s težkimi kovinami strogo. Ker je fosfor končni vir, nemška Uredba o čistilnih sredstvih za odpadne vode od 2017 zahteva, da upravljavci odplak reciklirajo fosfate.
Fosfor je mogoče izterjati iz odpadne vode, blata iz čistilnih naprav, kakor tudi iz pepela sežganih blata iz čistilnih naprav.

Fosfat

Fosfat, anorganska kemikalija, je sol fosforjeve kisline. Anorganski fosfate se izkopljejo za pridobitev fosforja za uporabo v kmetijstvu in industriji. V organski kemiji, fosfat, ali organofosfate, je ester fosforjeve kisline.
Ne mešajte ime fosfor z elementom fosfor (kemični simbol P). Sta dve različni stvari. Večvalentni nonmetal skupine dušika, fosfor je pogosto najdemo v anorganskih fosfatnih skalah.
Organski fosfate so pomembni v biokemiji in biogeokemija.
Fosfat je ime ionskega PO43-. Fosforna kislina, na drugi strani, je ime triprotične kisline H3PO3. To je kombinacija 3 H+ ionov in en fosfatit (PO33-ion.
Fosfor je kemični element, ki ima simbol P in atomsko število 15. Fosforjeve spojine se tudi pogosto uporabljajo v eksplozivi, živčnih agentov, trenje tekem, ognjemete, pesticidi, zobne paste in detergenti.

Struverjev

Struvite, imenovan tudi magnezijev amonijev fosfat (MAP), je fosfat mineral s kemijsko formulo NH4MgPO4· 6H2O. Struvite kristalizira v orthorhombični sistem kot bel do rumenkast ali rjavkasto-beli piramidni kristali ali v platlet podobnih oblikah. Biti mehko mineral, struverjev je Mohs trdota od 1,5 do 2 in nizko specifično težo 1,7. V nevtralnih in alkalnih pogojih struverjev je komaj topen, vendar se lahko zlahka raztopi v kislini. Struvite kristali obliki, ko je mol, da mol na mol razmerje (1:1:1) magnezija, amoniaka in fosfata v odpadne vode. Vsi trije elementi – magnezij, amoniak in fosfat – so običajno prisotne v odpadni vodi: magnezij, ki prihaja pretežno iz tal, morske vode in pitne vode, amonijak je razčlenjeno od sečnine v odpadne vode, in fosfata, ki prihajajo iz hrane, mila in detergentov v odpadne vode. S temi tremi elementi prisotni, struverjev je bolj verjetno, da tvorijo pri višjih pH vrednosti, večjo prevodnost, nižje temperature, in višje koncentracije magnezija, amoniaka in fosfata. Okrevanje fosforja iz odpadnih vodnih tokov kot struverjev in recikliranje teh hranil, kot gnojilo za kmetijstvo, je obetaven.
Struvite je dragoceno počasno sproščanje mineralnih gnojil, ki se uporabljajo v kmetijstvu, ki ima prednosti, da so zrnat, enostaven za uporabo, in vonja brez.