Trajtimi me Ultratinguj për Tretjen Aerobe të Llumit të Aktivizuar të Mbeturave
Ultrasonikimi me fuqi të lartë shpërbën llumin e aktivizuar të mbeturave (WAS) para ose gjatë tretjes aerobike. Kaviteti akustik shkatërron flokët e llumit, çrregullon substancat polimerike jashtëqelizore dhe hap qelizat mikrobiologjike. Kjo e bën materien organike që më parë ishte e mbrojtur më të aksesueshme për digjesterin aerobik.
Për një proces aerobik, objektivi nuk është rritja e prodhimit të biogazit. Përmirësimi i metanit është i rëndësishëm për tretjen anaerobe. Në një tretës aerobik, treguesit përkatës të performancës janë shkatërrimi i lëndëve të ngurta të paqëndrueshme, konsumi i oksigjenit, koha e tretjes, lëndët e ngurta të thata të mbetura, dewaterability dhe kostoja totale e funksionimit.
Sonicers industriale Hielscher integrohen në një linjë të pompuar WAS ose një qark riciklimi tretës. Reaktorët tejzanor të rrjedhës së qelizave përqendrojnë trajtimin në një rrjedhë të caktuar llumi dhe lejojnë që procesi të monitorohet nga fuqia, rrjedha, përqendrimi i lëndëve të ngurta, presioni dhe temperatura. Rezultati është një rikonstruksion kompakt që mund të shtojë shpërbërjen e llumit tejzanor pa zëvendësuar tretësin ekzistues aerobik.
Hielscher industrial ultrasonic inline flow-skid për përpunimin e WAS të trashur
Pse llumi i aktivizuar nga mbetjet është i vështirë për t'u tretur
Llumi i aktivizuar nga mbetjet është ngurtësia biologjike e tepërt e hequr nga procesi i trajtimit të ujërave të zeza me llum të aktivizuar. Ai përmban mikroorganizma, substanca polimerike jashtëqelizore (EPS), material organik të kapur dhe lëndë të ngurta.
Në klarifikuesin dytësor, llumi i aktivizuar i vendosur ndahet në dy rrjedha:
- Llunga e aktivizuar e kthyer (RAS) kthehet në basenin e ajrosjes për të mbajtur koncentrimin e kërkuar të biomasës.
- Llunga e aktivizuar e mbeturinave (WAS) hiqet nga procesi i trajtimit të lëngut dhe dërgohet për trashje, stabilizim, tretje ose tharje.
WAS përmban një përqindje të lartë të materialit qelizor mikrobik. Shumë nga përmbajtja e saj organike e biodegradueshme është e mbyllur nga muret qelizore ose e lidhur brenda flokëve të përqëndruar të llungës. Kjo mbrojtje fizike ngadalëson lizën natyrale të qelizave dhe hidrolizën.
Gjatë tretjes aerobike, oksigjeni furnizohet ndërsa pak ushqim i ri është i disponueshëm. Mikroorganizmat hyjnë në frymëmarrjen endogjene dhe konsumojnë material të ruajtur, qeliza të vdekura dhe komponentë të tjerë të llumit biodegradues. Qëllimi është të stabilizohet llumi, të reduktohet potenciali i erës dhe të ulet sasia e lëndëve të ngurta të paqëndrueshme që duhet të thahen dhe të asgjësohen.
Shkalla e tretjes shpesh kufizohet nga qasja në substrat. Një tretës mund të ketë mikroorganizma aktivë dhe kohë të mjaftueshme qëndrimi, por lënda organike brenda qelizave të paprekura dhe flokëve të dendur mbetet e vështirë për t'u arritur.
Krahasimi i flokëve të patrajtuar me llumin sonikant: Sonikimi redukton ndjeshëm flokët.
Studimi dhe imazhet: ©Chu et al. 2001
Si u hap Kavitacioni tejzanor për tretjen aerobike
Sonicers industriale Hielscher funksionojnë në 20 kHz dhe gjenerojnë kavitacion akustik intensiv në rrjedhat e lëngshme dhe të llumit. Flluskat e kavitacionit formohen, rriten dhe shemben brenda llumit. Kolapsi i tyre krijon forca të fuqishme prerëse lokale që veprojnë drejtpërdrejt në flok, EPS dhe qeliza mikrobike.
Trajtimi me ultratinguj prodhon tre ndryshime të rëndësishme në WAS:
Shpërbërja e Flokut
Kavitacioni thyen agregatet e llumit dhe ekspozon sipërfaqet që më parë ishin të mbyllura nga substanca polimerike jashtëqelizore (EPS). Llumi i trajtuar përmban grimca më të vogla dhe një sipërfaqe më të madhe të aksesueshme.
EPS dhe ndërprerja e qelizave
Dezintegrimi i ndihmuar nga ultrasonik rrit biodegradueshmërinë aerobike të llumit të aktivizuar nga mbetjet komunale duke thyer flokët e fortë të llumit dhe duke liruar materien organike të bllokuar. Kavitacioni ultrasonik prish membranat dhe muret qelizore. Proteinat dhe karbohidratet si dhe komponime të tjera brendaqelizore kalojnë në fazën e lëngshme.
Rritja e Biodisponueshmërisë
Mikroorganizmat aerobë mund të konsumojnë më lehtë material organik të tretshëm dhe të ndarë hollë sesa qelizat mikrobiale të paprekura dhe flocët kompaktë. Prandaj, ultrasonikimi kryen pjesërisht punën e lizës dhe hidrolizës mekanikisht para hapit biologjik të oksidimit.
Soniaktimi synon matricën mbrojtëse të trashë të llumit të ujërave të zeza për të bërë tretjen mikrobiologjike shumë më të shpejtë dhe më eficiente. Kjo zakonisht vërehet si një rritje e kërkesës kimike të oksigjenit të tretshëm (SCOD).
Reaktor industrial i rrjedhjes me ultratinguj për tretje të përmirësuar të llumit të aktivizuar të mbeturinave
Përfitimet e sonikimit në impiantet e tretjes aerobike
Përgjigja varet nga lloji i llumit dhe doza e ultratingujve. Kur sonikimi rrit biodegradueshmërinë aerobike, një impiant trajtimi i ujërave të zeza mund të arrijë:
- Shkatërrim më i madh i ngurtësive të avullueshme në kohën ekzistuese të tretjes
- Stabilizim i krahasueshëm i llumit në një kohë më të shkurtër qëndrimi
- Prodhim më i ulët i ngurtësive të thata reziduale
- Kapacitet shtesë efektiv nga një tretës ekzistues aerobik
- Transporti dhe asgjësimi i reduktuar i biosolideve
- Stabilitet i përmirësuar i procesit gjatë periudhave të ngarkimit të lartë të lëndëve të ngurta
- Kontroll më i mirë i organizmave filamentoz përmes përçarjes së flokut dhe qelizave
Inline Hielscher Sonicators për një rinovim të lehtë
Në shkallë të plotë, përgjithësisht është më efikase të sonikohet një rrjedhë e përqendruar e llumit sesa i gjithë vëllimi i tretësit aerobik. Reaktorët Hielscher tejzanor të rrjedhës së qelizave mbështesin dy konfigurime praktike.
ISHTE Pretrajtimi i linjës së furnizimit
Sistemi tejzanor instalohet pas trashjes WAS dhe para tretjes aerobike:
I trashur ISHTE -> pompë ushqimi -> qelizë rrjedhëse tejzanor Hielscher -> tretës aerobik
Ky rregullim trajton një rrjedhje të përcaktuar të masës së ngurtësive të thata dhe ofron një bazë të qartë për kontrollin e energjisë ultrasonike specifike të hyrjes.
Diagrami i rrjedhës: Pompë ushqyese WAS e trashur -> -> Hielscher industrial inline sonicator UIP6000hdT -> digjester aerobik
Recirkulim digjesteri ose trajtim anësor
Një fraksion i kontrolluar i llumit pompohet nga digjesteri ose linja e llumit përmes sonikatorit dhe kthehet në proces. Kjo konfigurim është i dobishëm kur linja ekzistuese e ushqimit është e vështirë për t'u modifikuar ose kur duhet trajtuar vetëm një pjesë e zgjedhur e llumit.
Të dy konfigurimet mund të instalohen si platforma kompakte me një pompë, qelizë rrjedhjeje ultrasonike, valvula izolimi, bypass shërbimi, matje presioni dhe temperaturë, pika marrjeje mostrash dhe kontrollin e procesit. Enë digjestuese ekzistuese mbetet e pandryshuar.
Kjo e bën trajtimin ultrasonik veçanërisht të përshtatshëm për modernizimin e impianteve ekzistuese të trajtimit të ujërave të zeza. Platforma ultrasonike mund të instalohet në një linjë të pompës, të operohet në mënyrë të pavarur dhe të anashkalohet gjatë inspektimit ose mirëmbajtjes.
Përmirësoni disintegrimin aerob të llumit me ultratingull me fuqi!
Sonicers industriale Hielscher ofrojnë një metodë kompakte dhe të shkallëzueshme për integrimin e ultrazërit me fuqi të lartë në një linjë ekzistuese trajtimi WAS. Përpunimi i qelizave të rrjedhës së linjës përqendron energjinë tejzanor në rrjedhën e llumit, mbështet kontrollin e dozës së riprodhueshme dhe mund të projektohet për funksionim të besueshëm 24/7 në detyrë të rëndë.
Dizajn, Prodhim dhe Konsulencë – Cilësi e prodhuar në Gjermani
Ultrasonikët Hielscher janë të njohur për cilësinë e tyre më të lartë dhe standardet e dizajnit. Qëndrueshmëria dhe funksionimi i lehtë lejojnë integrimin e qetë të ultrasonikëve tanë në objektet industriale. Kushtet e vështira dhe mjediset kërkuese trajtohen lehtësisht nga ultrasonikët Hielscher.
Hielscher Ultrasonics është një kompani e certifikuar ISO dhe i kushton theks të veçantë ultratingujve me performancë të lartë që paraqesin teknologjinë më të fundit dhe lehtësinë ndaj përdorimit. Sigurisht, ultrasonikët Hielscher janë në përputhje me CE dhe plotësojnë kërkesat e UL, CSA dhe RoHs.
Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë për përzierjen e aplikimeve, shpërndarjen, emulsifikimin dhe nxjerrjen në shkallë laboratorike, pilot dhe industriale.
pyetjet e bëra shpesh
A prodhon trajtimi me ultratinguj më shumë biogaz në një tretës aerobik?
Jo. Shtimi i metanit ose prodhimi i biogazit është një përfitim i tretjes anaerobe. Për tretjen aerobike, trajtimi me ultratinguj duhet të vlerësohet sipas shkatërrimit të VS-së, konsumit të oksigjenit, kohës së tretjes, mbetjeve të ngurta të thata, mundësisë së tharjes dhe kostos totale.
Ku është instaluar sistemi me ultratinguj?
Sistemi zakonisht instalohet në vijë pas trashjes së WAS dhe para tretësit aerobik. Mund të funksionojë gjithashtu në një rrjedhë të kontrolluar anësore ose në një unazë recirkulimi të tretësit. Një kalim i shërbimit lejon transferimin e llumit gjatë mirëmbajtjes.
Pse përdoret një sonikator industrial 20 kHz?
Ultratingulli me frekuencë të ulët dhe fuqi të lartë gjeneron kavitet të intensifikuar dhe presion mekanik. Kjo është efektive për thyerjen e flokëve të llumit, shpërbërjen e EPS-së dhe hapjen e qelizave mikrobiologjike në rrjedhat lëng-ngurtë.
A mund një sonikator Hielscher të operojë pa ndërprerje?
Po. Linja industriale hdT e sonikatorëve Hielscher janë projektuar për operim të vazhdueshëm dhe të qëndrueshëm dhe njihen për durueshmërinë e tyre. Reaktorët me qeliza rrjedhëse mundësojnë përpunim të kontrolluar në linjë ose në recirkulim, ndërsa regjistrimi automatik i të dhënave mbështet monitorimin e procesit dhe ripërsëritshmërinë.
Çfarë të dhënash nevojiten për të dimensionuar një sistem ultrasonik të llumit?
Të dhënat kryesore hyrëse janë rrjedha e WAS, përqendrimi i TS dhe VS, viskoziteti i llumit, energjia specifike e synuar, efekti i kërkuar i trajtimit, orët e operimit dhe presioni i disponueshëm. Testimi pilot rekomandohet për të përcaktuar dozën e dobishme para dimensionimit në shkallë të plotë.
A përmirëson sonikimi tharjen e llumit?
Rezultati varet nga karakteristikat e llumit dhe doza. Trajtimi i moderuar mund të përmirësojë procesin e ngurtësive, ndërsa shpërbërja e tepërt mund të prodhojë grimca të imëta dhe polimere të tretshme që dëmtojnë kapjen ose ngurtësinë. Provat e tharjes janë prandaj një pjesë thelbësore e optimizimit të procesit.
Çfarë thonë studimet shkencore për tretjen ultrasonike të WAS?
Studimet laboratorike mbështesin përdorimin e ultrazërit për të rritur aksesueshmërinë dhe biodegradueshmërinë aerobike të WAS.
Në një studim mbi përgatitjen paraprake të kombinuar alkalike dhe ultrasonike para tretjes aerobe, degradimi i materies organike në të njëjtën kohë tretjeje raportohej si 38.0% për llumin e patrajtuar dhe 42.5% për llumin e përgatitur paraprakisht me ultratinguj. Përgatitja paraprake e kombinuar alkalike dhe ultrasonike rriti degradimin në 50.7%. Rezultati tregon se ultratingulli vetëm mund të përmirësojë degradimin aerob, ndërsa gjithashtu tregon se përmirësimi i arritshëm varet nga strategjia e përgatitjes paraprake dhe karakteristikat e llumit. (krahaso me Jin et al., 2009)
Një hetim tjetër mbi WAS municipal raportoi rritje të tretshmërisë së llumit dhe biodegradueshmërisë aerobike pas shkatërrimit bakterial të ndihmuar nga ultratingulli. Llumi i përgatitur paraprakisht tregoi një shkallë më të lartë biodegradimi ose dekompozimi sesa kontrolli i patrajtuar. (krahaso me Kavitha et al. 2016)
A e mbështet sonikimi proceset e tjera të llumit?
Po. Sonikimi mbështet disa procese të trajtimit të llumit duke shpërndarë floket, EPS dhe qelizat mikrobiale:
Përthithja anaerobe/Prodhimi i biogazit: shpejton hidrolizën, rrit COD-in e tretshëm dhe mund të përmirësojë shkatërrimin e VS-së dhe prodhimin e metanit.
Rimëkëmbja e fosforit: çliron fosforin që është i lidhur me qelizat dhe fosforin organik në fazën e lëngshme, duke përmirësuar disponueshmërinë për pastrimin e mëvonshëm të struvitit ose vivianitit; ultratingulli gjithashtu mund të intensifikojë nxjerrjen e fosforit nga hiqet e llumit.
Literatura / Referencat
- Jin Y., Li H., Mahar R.B., Wang Z., Nie Y. (2009): Combined alkaline and ultrasonic pretreatment of sludge before aerobic digestion. Journal of Environmental Science 2009;21(3):279-284.
- Kavitha S., Jessin Brindha G.M., Sally Gloriana A., Rajashankar K., Yeom I.T., Rajesh Banu J. (2016): Enhancement of aerobic biodegradability potential of municipal waste activated sludge by ultrasonic aided bacterial disintegration. Bioresource Technology 2016 Jan;200:161-169.
- C. M. Braguglia, G. Mininni, A. Gianico (2008): Is sonication effective to improve biogas production and solids reduction in excess sludge digestion? Water Science Technology 1 March 2008; 57 (4): 479–483.
Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë nga laboratori te madhësia industriale.