Različne rešitve za predelavo fosforja iz komunalnega blata za odvodnjavanje

Fosfor je kritični mineral vira, ki se naravna oskrba hitro zmanjšuje. Zato je nemška vlada z odlokom sprejela, da je treba fosfor od leta 2029 v veliki meri izterjati iz blata za odpadno blato. Izvajanje električnega ultrazvoka odpira različne možnosti za intenzivnejšo oživitev fosforja iz komunalnega blata za odvodnjavanje.

Čistilne naprave za blato in recikliranje fosforja

Blato za odvodnjavanje je bogato s fosforji. Različne ultrazvočne možnosti zdravljenja so na voljo za intenzivne okrevanje fosforja iz blata za odvodnjavanje.Fosfor je kritičen element, ki se pogosto uporablja kot gnojilo in surovina v fini kemični in farmacevtski industriji. Zaradi hitro zniževanja razpoložljivih sredstev je nemška vlada izvedla zakon, s katerim mora vsa občinska čistilna naprava vzpostaviti meritve za izterjavo fosforja iz komunalnega blata za odvodnjavanje. Izvajanje ultrazvoka z visokim delovanjem ponuja različne možnosti zdravljenja, ki znatno povečajo učinkovitost okrevanja fosforja.

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Ultrazvočni sistem visoke moči za inline obdelavo od odpadkov in blata za odvodne vode. Sonication spodbuja razpad biomase za boljšo anaerobno prebavo blata in okrevanje hranil (npr. fosfor, dušik, magnezij, kalij, kalcij itd.)

Obdelava blata v odtokah močno koristi od uporabe ultrazvoka: Sonication izboljša razpad in okrevanje hranil (npr. fosfor)

Čistilne naprave za obdelavo blata in odvodnih voda uporabljajo ultrazvok za izboljšano prebavo blata in predelavo hranil (npr. fosfor)

Čistilne naprave uporabljajo ultrazvok za izboljšano prebavo blata in predelavo hranil, kot je fosfor.

Ultrazvočni blato blata za izboljšanje phorsphorus okrevanje

Jasno je bilo dokazano, da obsevajoče blato iz odvodov z močnimi ultrazvočnimi valovi izboljša razpad biomase v blato za odvodnjavanje. Številne raziskave so pokazale koristi ultrazvočne obdelave blata z aktiviranimi odpadki in v komunalnih čistilnih napravah v Nemčiji tečejo različni industrijski ultrazvočni sistemi.
Ultrazvočno prednahodnjenje substrata v blatu za odvodnjavanje ima več koristnih učinkov za anaerobne procese prebave. Te koristi vključujejo zmanjšanje velikosti delcev, povečanje hitrosti hidrolize in skrajšanje hidravličnega časa zadrževanja.
Kavitacialne omejevalne sile, ki nastanejo z visoko intenzivnostjo / nizko frekvenčnimi ultrazvočnimi valovi, povzročajo razhod mulj flok morfologije in mikrobno strukturo blata.
Raziskovalna skupina Nguyena je v svojih študijah dokazala, "da je uporaba ultrazvoka zelo učinkovita pri zmanjševanju velikosti delcev biomase, kar je doseganje zmanjšanja povprečne velikosti delcev >78,78% sorazmerno dolžini časa in intenzivnosti izpostavljenosti ultrazvočnemu obsevanju. To je kazalo, da so se delci blata razpadli, velikost delcev blata pa se je zmanjšala na podlagi inverznega razmerja med časom sonikacije in velikostjo delcev floka. Uporaba je bila zelo učinkovita, kljub dejstvu, da so opazovanja blata pred zdravljenjem pokazala, da so muljne jate goste in zelo kompaktne, sestavljene iz številnih pododdelkov s kompaktnimi jedri, celičnih grozdov, bakterijskih kolonij, protozojev in filamentnih bakterij, med drugimi dejavniki. Analiza iztoka kaže, da je ultrazvočni proces bistveno razpadla strukturno celovitost blatnih jat vseh velikosti. Kosi floka so bili v optimalnih pogojih zdravljenja zmanjšani na manj kot ≤6,5 μm, v blato pa so se raztopili po 5–10 min ultrazvočnega zdravljenja z nizko ultrazvočno frekvenco 20 kHz." (Nguyen et al., 2015)
Učinkovito razdeljene blato za odvodno blato, to je razkuženega blata, kaže bistveno izboljšane ločitvene lastnosti, ki omogočajo odstranjevanje frakcij, bogatih s fosforjem, iz biomase in gelu podobnih frakcij kot tudi vode. Ultrazvočna kavitacija moti celične strukture biomase v blato za odvodnjavanje in pospešuje nato frakcijo v tri frakcije (i) celulozno bogatih vlaken, (ii) gel, bogat s hranili, in (iii) tekočino, ki je lahko fermentabilna. Te tri frakcije blata je mogoče nadalje predelati, npr.

Prednosti ultrazvočne čistilne obdelave blata

  • Izboljšana anaerobna prebava
  • Manjša velikost delcev flok kosov
  • Izboljšana predelava fosforja, mineralov in (težkih) kovin
  • Alternativa za konvencionalno adsorpcijo brez kemikalij

Ultrazvočno intenzivne wet-chemical padavine fosforna

Ultrasonication je dobro znana tehnika, ki se že od davnega časa uporablja v kemiji za siccessful in izkoščene padavine mineralov, delcev in kristalov. Za izterjavo fosforja iz blata se uporablja sonication za spodbujanje in pospeševanje padavin struvita. Struvit (magnezijev amonijev fosfat) je fosfatni mineral s formulo NH4MgPO4· 6H2 O, ki ponuja preprosto rešitev za odstranjevanje fosforja v vezani obliki iz odstranjenega blata.
Med postopkom kristalizacije /padavin struvite se ioni PO43-NH4+, in Mg2 + odstranjujejo iz tekoče faze zaradi struvitnih padavin, dokler reakcija ne doseže ravnotežja.

Struvitni kristali se lahko oborijo iz blata za odvodno blato. Sonication izboljša proces okrevanja. Sonication spodbuja proces padavin in naredi okrevanje fosforja vezan v struvite bistveno učinkovitejši.

Struvitski kristali so bili iz prašičjega iztoka.
(slika in študija: ©Kim in al. 2017)

Ko se ultrasonication uporablja kot blato pred zdravljenjem pred struvite padavine proces, ultrazvočno induced kavitation zagotavlja jedra mešanje na molekularni ravni, ki zagotavlja aktivno površino za rast kristalov. Povečanje stopnje topnosti zunajcelijskih in znotrajcelijskih snovi, dodatno koristi struvitnim padavinam s povečanjem biološke uporabnosti NH4+ in PO43- Ionov. Zdravljenje sonikacije povzroči lažji prenos mase skozi blato, ki je posledica ultrazvočne kavitacije.
Sonication se lahko uporablja tudi za hidrotermalno karbonizacijo liker, kjer se fosfor reciklira kot struvit iz hidrotermalne karbonizacije pijače z ultrazvočno podprto ekstrakcijo in padavinami.
Preberite več o obsežnih struvitnih padavinah za okrevanje fosforja iz blata iz odtok!

Ultrazvočna pretočna celica s 4x 4kW moč-ultrazvok za obdelavo blata za odvodnjavanje, kot so izboljšana dezitegration in okrevanje fosforja.

Industrijski ultrazvočni sistem za obsežno obdelavo blata za odtoke v neprekinjenem načinu pretoka.

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Sono-Fenton za fosfor sprostitev iz blata iz odtok

Študija zdravila Gong et al. (2015) je pokazala učinkovitost kombiniranega ultrazvoka –Fenton (znan tudi kot sono-Fenton) predobčitve za razpad blata v odtokah. Uporaba ultrazvoka-Fenton zdravljenje znatno povečala sproščanje ogljika, dušika in fosforja. Zdravljenje s sono-Fentonom je v primerjavi s samo zdravljenjem z zdravilom Fenton povečalo skupni dušik (N) in fosfor (P) za 1,7- oziroma 2,2-krat. Po sono-Fentonovem zdravljenju je blato na osnovi skeniranja elektronske mikroskopizacije pokazal precej finejšo velikost delcev in mikrostrukturo, ki je lahka. Z uporabo elektron spin rezonance, najvišja OH• intenzivnost signala povečala s 568,7 z zdravljenjem Fenton na 1106,3 po sono-Fenton zdravljenje. To je pokazalo, da zdravljenje s sono-Fentonom povzroči razpad blata in znatno izboljša sproščanje organskega ogljika, dušika in fosforja.

Ultrazvočno intenzivne mikrobne gorivne celice

Ultrazvočno prednahodnjenje blata iz blata iz blata spodbuja topitev različnih organskih spojin, ki nato pospešuje mikrobno elektrohidrogenezo.
Več in Ghangrekar (2010) prispevata blagodejne učinke sonikacijskega predobdelovanja na mikrobne gorivne celice k okrepljenim encimskim dejavnostim in razpoložljivosti zunajceličnih beljakovin, Polisaharidi i encimi, ki se puštaju iz nutarnjeg sloja mulja jata do zunanjih sloja ultrazvočnom sonoporacijom i omejevanjem celica, rezultat je izboljšane učinkovitosti izrabe substrata. Za izboljšanje nabiranja električne energije iz mikrobnih gorivnih celic je treba izboljšati sposobnost prenosa elektronov bakterij na zunajcelično trdno snov. Do tega ekstracelularnega prenosa elektronov lahko pride bodisi v neposrednem stiku med celično površino in trdno površino bodisi posredno preko tako imenovanih eksogenih in endogenih mediatorjev. Pri neposrednem prenosu elektronov med bakterijami in elektrodno površino mora elektron doseči izhodno membrano celice. Ta pojav bi se lahko pojavil zaradi ultrasonication pred zdravljenjem, danega inokulumu, ko je bila določena dobavljena energija ustrezna; s tem dajajo večjo coulombicno učinkovitost.
Ultrazvočno intenzivni proces mikrobne elektrolize bi lahko združili z naslednjimi fermentacijskih procesov za obdelavo blata.

Sono-elektrokemična čistilna obdelava blata

Sonoelektrokemična oprema za obsežno predelavo fosforja iz blata za odvodnjavanjeElektrokoagulacija je preprost proces, ki ga lahko enostavno nanesemo na odstavno vodo in omogoča učinkovito in stroškovno učinkovito obdelavo velikih količin. Ultrasonication pomaga premagati glavno pomanjkljivosti elektrokoagulacijskih procesov s preprečevanjem nastajanja pasivnih plasti iz elektrod. Pasivni filmi, ki se skozi čas oblikujejo na površini elektrode, drastično zmanjšujejo učinkovitost elektrokoagulacijskih sistemov in ultrazvok je facilna metoda za neprekinjeno odstranjevanje teh pasivnih plasti med delovanjem, hkrati pa sonication povečuje promet elektrokoagulacijskih sistemov. Ultrazvočni valovi, ki razčlenjujejo sedimente, ki nastanejo na površini elektrode in ustvarjajo visoke količine radikalnih vrst za odstranjevanje onesnaževal z ustvarjanjem visokotlačne točke znotraj raztopine med pojavom kavitacije. Z združevanjem elektrokoagulacije z ultrazvočno, zaradi ustvarjanja novih površin na elektrodi s kavitacijo ali mikrotokom, se zmanjšanje debeline porazdelitvenega sloja zaostane s povečanjem stopenj množičnega prenosa. Sono-elektrokoagulacija poveča količino tvorbe koagulanta v primerjavi z elektrokoagulacijo, flokulacija pa se poveča s skrajnim mešanjem in oksidacijo s prostim radikalnim nastanek; zato doseči želeno učinkovitost je mogoče v najkrajšem času.
(Moradi et al., 2021)

Prednosti sonoelektrokemije in sonoelektrokoagulacije

"Sonoelektrokemija je kombinacija ultrazvočne energije v elektrokemičnem sistemu, ki ponuja več prednosti, vključno z odstranjevanjem plinskih mehurčkov na površini elektrode, raztopinskim odpiranjem, motnjami Nernst difuzijske plasti, povečanjem množičnega transporta elektroaktivnih vrst skozi dvojno plast, ter aktivacijo in čiščenje elektrodne površine. Te koristi v elektrokemiji vodijo k izboljšanju učinkovitosti procesov (elektroda in sedanja učinkovitost), povečanih elektrokemičnih stopenj in donosov, Snizeni celični naponi i elektrode overpotentials, unapličeni elektrodepositirani materiali u smislu hardnessa, kvalitete, poroznosti i debeline, te supresije foliranja elektroda i degasiranja na površini elektrode." (Foroughi et al., 2021)
Preberite več o sono-elektrokemični opremi in njenih aplikacijah!

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Industrijski ultrazvočni sistemi za obdelavo blata v odtokah

Hielscher Ultrasonics visokozmogljivi sistemi so zanesljiv delovni konj v čistilnih napravah in čistilnih napravah za blato. Hielscher ultrazvočni sistemi prinašajo ultrazvok visoke moči pri 20kHz, ki ustvarja intenzivno akustično kavitacijo. Učinki našega ultrazvočnega zdravljenja visoke moči vključujejo motnje in razpad celic, prenos visoke mase, razkuževanje, razgradnja polimerov, sproščanje encimov in homogenizacijo blata. Visoko intenzivnost sonication izboljšuje učinkovitost zdravljenja z ustvarjanjem oksidativnih radikalov in s povečanjem jedrnih mest, kar zagotavlja boljšo koagulacijo in flokulacijo. Zanesljiva in neprekinjena generacija teh intenzivnih ultrazvočnih kavitacijnih sil in njeni učinki omogočajo integracijo naših močnih ultrazvočnih procesorjev za različne aplikacije, da bi izboljšali energijo- in hranilno-žetev iz blata za odvodnjavanje.

  • Ultrazvočni razpad blata za odvodnjavanje
  • Ultrazvočno intenzivna anaerobna prebava
  • Predelava dragocenih hranil (fosfor, dušik, magnezij, kalcij, kalij itd.)
  • Odstranjevanje kontaminantov, kot so težke kovine

Hielscher Ultrasonics ponuja ultrazvočne procesorje z pretočni reaktorji v različnih velikostih, Hielscher Ultrasonics ima idealen ultrazvočni odpadki in sistemi za obdelavo blata za vaše čistilno blato.
Modularna zasnova omogoča vzporedno preprosto instalacijo več ultrazvočnih enot, kar omogoča zanesljivo in učinkovito obdelavo vseh količin.
Hielscher high-power / high-throughput ultrazvočni sistemi povečati učinkovitost in donos pri zdravljenju biomase v blatu za odvodnjavanje.
Ultrazvočna sonda visoke intenzivnosti Cascatrode™️ v reaktorju - optimizirana za vrhunske učinke sonicationVsi naši ultrasonicatorji se ponašajo s čiščenjem na mestu (CIP).
Primeren za zahtevne tretmaje: Blato za odvodno blato pogosto vsebuje vlaknate materiale z visoko vsebnostjo celuloze, ki jih je težko razpadati. Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvočni predelovalci lahko dostavijo zelo visoke amplitude. Amplitude do 200μm je mogoče brez težav neprekinjeno izvajati v 24/7 operaciji. Za še višje amplitude so na voljo prilagojeni ultrazvočni sonotrodi. Tako visoke amplitude so učinkovit način za motnje celične strukture celuloz, lignina in robustnih celičnih sten drugih materialov. Optimizirana zasnova naših reaktorjev pretoknih celic zagotavlja idealne vzorce pretoka in enotno, učinkovito ultrazvočno obdelavo krmnega blata.

Delamo s sistemskimi integratorji in inženirji blatnih naprav za odvodnjavanje

Kot proizvajalec in sistem graditelj visokozmogovalnih ultrazvočnih modularnih enot, Hielscher Ultrasonics deluje skupaj s sistemskih integratorjev. Večina upravljavcev čistilnih naprav in čistilnih naprav za odvodno blato deluje s sistemskimi integratorji, ki so dobro izkušeni pri načrtovanju in avtomatiziranju takšnih čistilnih naprav. Naša ekipa oblikovalskih inženirjev in tehničnih inženirjev priporoča optimalno ultrazvočno konfiguracijo za ciljno prostornino blata, zagotoviti podrobne sistemske informacije, CAD risbe, inštalacijo storitev in operativno usposabljanje. To omogoča konstruktivno in ciljno usmerjeno izvajanje integracije ultrazvoka visokih zmogljivosti v odvodnih napravah. Kontaktirajte nas, če vas zanima integracija naših ultrazvočnih procesorjev za izboljšano obdelavo blata!

Prednosti Hielscher Ultrasonics Čistilni sistemi blata

  • Visoka učinkovitost zaradi intenzivne ultrazvočne kavitacije
  • Enotna sonication zaradi vrhunske zasnove pretoka celic
  • Lineano merilo do katerega koli volumna / pretoka
  • Visoka energetska učinkovitost / nizek strošek energije
  • Visoka varnost delovanja
  • Izpolnjevanje skupnih industrijskih standardov
  • 7/24 operacija pod polno obremenitvijo
  • Ni zahteve po osuhih kemikalijah
  • Nizko vzdrževanje / brez motenj v delu
  • hitro RoI
  • Enostavna integracija in naknadno opremljanje
  • okolju prijazna
Kakovost, zanesljivost & varnost

  • Vrhunska kakovost: Zasnovana in zgrajena v Nemčiji
  • Tehnična služba, usposabljanje in podpora našega izkušenega osebja
  • Uporabniku prijazno in varno delovanje
  • 24/7 delovanje
  • Izjemna robustnost
  • Vnaprej nastavljene možnosti delovanja
  • Preprosto programiranje nastavitev
  • Brskalnik Daljinski upravljalnik
  • Samodejno protokoliranje podatkov
  • Nizek čas vzdrževanja / nizek čas za vzdrževanje
  • CIP (čiščenje na mestu)

V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:

serija Volume Pretok Priporočena naprave
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

Kontaktirajte nas zdaj, da bi dobili več podrobnosti o Hielscher ultrazvočnih sistemov za obdelavo blata od čistilnih naprav, možnosti namestitve in tehničnih informacij!

Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!

Vprašajte za več informacij

Prosimo, uporabite spodnji obrazec, da zahteva dodatne informacije o ultrazvočni procesorji, aplikacije in ceno. Mi bo z veseljem razpravljali vaš proces z vami in vam ponudimo ultrazvočni sistem, ki izpolnjuje vaše zahteve!









Prosimo, upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Ultrazvočni visoko striže homogenizatorji se uporabljajo v laboratorij, klop-top, pilot in industrijske predelave.

Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev za mešanje aplikacij, disperzijo, emulgiranje in ekstrakcijo na lab, pilot in industrijske lestvice.



Literatura/reference

Dejstva je treba vedeti

Dodatne prednosti ultrazvočne blata za odvodnjavanje

Poleg zgoraj predstavljenih prednosti ultrazvočne obdelave komunalnega blata za odvodnjavanje, uporaba ultrazvočnih valov visoke moči kaže dodatne pozitivne učinke, kot je metanogeneza.
Izkazalo se je, da ultrasonication obeta v smislu metanogene inhibicije, saj zagotavlja dosleden rezultat. Ultrasonication zdravljenje lahko okrepi encimske dejavnosti eksoelektrogenov, ter prepustnost in selektivnost celične membrane, ki pospešeno beljakovine, polisaharide in encime transport iz notranjih plasti blata jat v zunanjih plasti, kar ima za posledico izboljšano izkoriščenost substrata in proizvodnjo električne energije. (prim. Raychaudhuri in Behera, 2020)

Koulombna učinkovitost

Učinkovitost coulomb ali Coulombic učinkovitost se običajno uporablja za opis izpuščene kapacitete baterije. Nanaša se na razmerje med zmogljivostjo praznjenja po polnem polnjenju in zmogljivostjo polnjenja istega cikla. Običajno je delček manjši od 1.
Coulombic Efficiency (CE %) je razmerje zmogljivosti praznjenja (mAh/g) in polnilne zmogljivosti (mAh/g), pomnoženega s 100.


Ultrazvočne visoke zmogljivosti! Hielscherjeva paleta izdelkov zajema celoten spekter od kompaktnega laboratorijskega ultrazvočnikatorja nad enotami na vrhu klopi do polnoindustrijskih ultrazvočnih sistemov.

Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev iz laboratorij do industrijske velikosti.