Sonication ช่วยเพิ่มปฏิกิริยา Fenton
ปฏิกิริยาโซโน-เฟนตันเป็นการผสมผสานเคมีเฟนตันกับคลื่นเสียงความถี่สูงกำลังสูงเพื่อเพิ่มการสร้างอนุมูลไฮดรอกซิล ปรับปรุงการถ่ายโอนมวล และเร่งกระบวนการย่อยสลายเชิงออกซิเดชัน สำหรับห้องปฏิบัติการ โรงงานนำร่อง และผู้ใช้ในอุตสาหกรรม เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher มอบวิธีการที่ควบคุมได้และปรับขนาดได้เพื่อปรับปรุงกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูง (AOPs) เช่น การบำบัดน้ำเสีย การสลายสีย้อม การฟื้นฟูดิน การเตรียมลิกนินก่อนการบำบัด และการสลายสารเคมี
ปฏิกิริยาโซโน-เฟนตันคืออะไร?
ปฏิกิริยาเฟนตันแบบคลาสสิกใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H₂O₂) และตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กเพื่อสร้างอนุมูลไฮดรอกซิล (•OH) ที่มีปฏิกิริยาสูง อนุมูลเหล่านี้ออกซิไดซ์สารมลพิษอินทรีย์ สีย้อม ตัวทำละลาย ไฮโดรคาร์บอน ลิกนิน และสารประกอบที่ทนทานต่อปฏิกิริยาอื่น ๆ เมื่อเพิ่มคลื่นเสียงความถี่สูงเข้าไป กระบวนการนี้จะเรียกว่าปฏิกิริยาโซโน-เฟนตัน หรือปฏิกิริยาเฟนตันด้วยคลื่นเสียง
การใช้อัลตราโซนิกช่วยปรับปรุงเคมีของเฟนตันในสองวิธีเสริมกัน:
- ผลทางเคมีจากเสียง การเกิดโพรงอากาศอะคูสติกส่งเสริมการสลายตัวของน้ำด้วยเสียงและการเกิดอนุมูลอิสระเพิ่มเติม
- ผลทางกลเสียง การเกิดฟองอากาศขนาดเล็กและการเฉือนช่วยปรับปรุงการผสม การกระจายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา พื้นที่ผิวสัมผัส และการถ่ายโอนมวล
สำหรับนักวิจัยและวิศวกรกระบวนการ ประโยชน์ในทางปฏิบัติคือกระบวนการออกซิเดชันที่เข้มข้นมากขึ้น ซึ่งสามารถลดเวลาในการเกิดปฏิกิริยา ปรับปรุงการสลายตัวของมลพิษ เพิ่มประสิทธิภาพการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา และทำให้การบำบัดแบบเฟนตันง่ายต่อการปรับขนาด
กำลังมองหาเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสำหรับกระบวนการโซโน-เฟนตันอยู่หรือไม่?
Hielscher จัดหาเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิก, โพรบ, เซลล์ไหล, และเครื่องปฏิกรณ์ที่สามารถเพิ่มแรงดันได้สำหรับการประยุกต์ใช้ sono-Fenton แบบแบทช์และแบบอินไลน์ ทีมงานของเราสามารถช่วยคุณเลือกแอมพลิจูด, โซโนโทรด, รูปทรงเรขาคณิตของเครื่องปฏิกรณ์ และระดับพลังงานที่เหมาะสมสำหรับการทดสอบความเป็นไปได้ในห้องปฏิบัติการ, การทดลองนำร่อง, หรือการผลิตเต็มรูปแบบ
การใช้งานทั่วไป
- การบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรม
- การย่อยสลายของน้ำเสียจากสีย้อมและสิ่งทอ
- การบำบัดน้ำเสียจากปิโตรเคมี
- การฟื้นฟูสภาพดินและตะกอน
- การเตรียมลิกนินและชีวมวลเบื้องต้น
- การเสื่อมสภาพเชิงออกซิเดชันของสารอันตราย
- การพัฒนาการกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูง
วิธีการที่อัลตราซาวด์พลังงานสูงช่วยปรับปรุงปฏิกิริยาเฟนตัน
เมื่อคลื่นเสียงความถี่สูงถูกส่งผ่านเข้าไปในของเหลว จะเกิดปรากฏการณ์อะคูสติกคาวิเทชันขึ้น ช่องว่างของไอน้ำขนาดจุลภาคจะขยายตัวขึ้นในระหว่างรอบความดันที่สลับกัน และยุบตัวอย่างรุนแรงในระหว่างรอบความดันที่ลดลง การยุบตัวนี้ก่อให้เกิดจุดร้อนเฉพาะที่ซึ่งมีอุณหภูมิและความดันสูงมากในชั่วขณะหนึ่ง ในระบบที่มีน้ำเป็นสื่อกลาง คาวิเทชันสามารถส่งเสริมการเกิดสารปฏิกิริยาต่าง ๆ เช่น อนุมูลไฮดรอกซิลและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
ในกระบวนการเฟนตันหรือกระบวนการที่คล้ายเฟนตัน เคมีที่ขับเคลื่อนด้วยการเกิดโพรงอากาศนี้จะทำงานร่วมกับปฏิกิริยาการสลายตัวของ H₂O₂ ที่เร่งปฏิกิริยาโดยเหล็ก ในขณะเดียวกัน การสั่นสะเทือนด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงจะช่วยเพิ่มการสัมผัสระหว่างสารออกซิไดซ์ ตัวเร่งปฏิกิริยา สารแขวนลอย และสารปนเปื้อนที่ละลายอยู่ ซึ่งทำให้คลื่นเสียงความถี่สูงมีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับ:
- น้ำเสียที่มีสารปนเปื้อนอินทรีย์ที่ย่อยสลายทางชีวภาพได้ยาก
- ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน เช่น แม่เหล็กธรรมชาติ, เกอไทต์, ไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO₂), หรือออกไซด์ของเหล็ก
- สารแขวนลอย, สารแขวนตะกอนดิน, สารแขวนตะกอนชีวมวล, และของเหลวที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา
- กระบวนการออกซิเดชันขั้นสูงแบบชุดและแบบอินไลน์ที่ต้องการการขยายขนาดที่เชื่อถือได้
ประโยชน์ของเครื่องปฏิกรณ์โซโน-เฟนตันแบบอัลตราโซนิก
- ความเข้มข้นของการออกซิเดชันที่สูงขึ้น: อัลตราซาวด์เพิ่มการเกิดอนุมูลอิสระและปรับปรุงจลนพลศาสตร์ของการเสื่อมสภาพจากการออกซิเดชัน
- การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาได้ดีขึ้น: การเกิดโพรงอากาศกระจายตัวตัวเร่งปฏิกิริยาและปรับปรุงการสัมผัสระหว่างของเหลวกับของแข็ง
- เวลาตอบสนองที่สั้นลง: การเพิ่มการเกิดและการผสมของสารออกซิไดซ์สามารถลดเวลาในการบำบัดได้
- การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ที่สามารถปรับขนาดได้ Hielscher นำเสนอเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสำหรับห้องปฏิบัติการ, โรงงานทดลอง, และอุตสาหกรรม พร้อมการควบคุมความถี่คงที่
- การดำเนินการแบบกลุ่มหรือแบบอินไลน์: กระบวนการสามารถพัฒนาได้ในบีกเกอร์หรือถังแบบแบทช์และถ่ายโอนไปยังเครื่องปฏิกรณ์แบบไหลต่อเนื่อง
- การตรวจสอบกระบวนการ: เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher แบบดิจิทัลให้การควบคุมความถี่, กำลังไฟฟ้า, อุณหภูมิ, ความดัน, และเวลาในการประมวลผล
- การดำเนินงานอุตสาหกรรมตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน เครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกแบบหนักถูกออกแบบมาสำหรับการทำงานต่อเนื่องเต็มกำลัง
เมื่อใดที่คุณควรพิจารณาการรักษาด้วยโซโน-เฟนตัน?
การบำบัดด้วย Sono-Fenton มีความเกี่ยวข้องมากที่สุดเมื่อกระบวนการ Fenton แบบดั้งเดิมมีความช้าเกินไป การสัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยามีจำกัด สารปนเปื้อนยากต่อการออกซิไดซ์ หรือของแข็งแขวนลอยลดประสิทธิภาพของกระบวนการ นอกจากนี้ยังมีประโยชน์เมื่อกระบวนการต้องพัฒนาจากความเป็นไปได้ในห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตในระดับอุตสาหกรรมโดยไม่เปลี่ยนแปลงเคมีพื้นฐานของการออกซิเดชัน
| ความท้าทายด้านกระบวนการ | อัลตราซาวด์ช่วยได้อย่างไร | ข้อกำหนดทั่วไปของผู้ซื้อ |
|---|---|---|
| การย่อยสลายของมลพิษอย่างช้า | การเกิดปฏิกิริยาเพิ่มเติมและการถ่ายเทมวลที่ดีขึ้น | เวลาตอบสนองที่สั้นลงและการแปลงที่สูงขึ้น |
| การสัมผัสระหว่างตัวเร่งปฏิกิริยากับของเหลวไม่ดี | การเกิดโพรงอากาศช่วยกระจายอนุภาคและฟื้นฟูพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา | ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เชื่อถือได้ในระบบสารแขวนลอยหรือระบบที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน |
| ขยายขนาดจากห้องปฏิบัติการสู่ระดับนำร่อง | เครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกที่ควบคุมความกว้างคลื่นให้สภาวะการทำงานที่ซ้ำได้ | ประมวลผลข้อมูลที่สามารถถ่ายโอนไปยังเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ได้ |
| น้ำเสียอุตสาหกรรมความเข้มข้นสูง | อัลตราซาวด์กำลังสูงช่วยสนับสนุนการรักษาแบบก้าวร้าวในสภาวะ AOP | อุปกรณ์ที่ทนทานสำหรับการบำบัดอย่างต่อเนื่อง |
พารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญสำหรับการปรับค่าที่เหมาะสมของโซโน-เฟนตัน
ประสิทธิภาพของปฏิกิริยาโซโน-เฟนตันขึ้นอยู่กับทั้งพารามิเตอร์ทางเคมีและอัลตราโซนิก ในระหว่างการทดสอบความเป็นไปได้ Hielscher ช่วยลูกค้าประเมินช่วงการทำงานที่เหมาะสมสำหรับน้ำเสีย สารแขวนลอย หรือส่วนผสมของปฏิกิริยาเฉพาะ
- แอมพลิจูดอัลตราโซนิก: พารามิเตอร์หลักที่ควบคุมความเข้มของการเกิดโพรงอากาศที่โซโนโทรด
- ความหนาแน่นของกำลังและพลังงานที่ป้อนเข้า กำหนดความเข้มข้นของโซโนเคมีต่อปริมาตรที่ได้รับการบำบัด
- ความเข้มข้นของ H₂O₂: ส่งผลต่อการเกิดอนุมูลอิสระและความต้องการสารออกซิแดนท์ที่เหลืออยู่
- ชนิดและปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก: รวมถึง Fe2+, ฉัน3+, แม่เหล็กเหล็ก, โกเอไทต์, ระบบที่มีไททาเนียมไดออกไซด์เป็นตัวช่วย, หรือตัวเร่งปฏิกิริยาที่ถูกตรึงไว้
- ค่าพีเอชและอุณหภูมิ: มีอิทธิพลต่อจลนศาสตร์ปฏิกิริยาเฟนตัน, ความละลายของตัวเร่งปฏิกิริยา และเส้นทางของอนุมูลอิสระ
- เวลาพํานัก: กำหนดการแปลงในถังแบตช์หรือในเครื่องปฏิกรณ์แบบไหลต่อเนื่อง
- ความดัน: เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกที่สามารถเพิ่มแรงดันได้สามารถเพิ่มความเข้มข้นของสภาวะคาวิเทชันในการทำงานต่อเนื่อง
กรณีศึกษา: ปฏิกิริยาเฟนตันที่ได้รับการเสริมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง
ผลเชิงบวกของอัลตราซาวนด์กำลังสูงต่อปฏิกิริยาเฟนตันและปฏิกิริยาคล้ายเฟนตันได้รับการศึกษาสำหรับการสลายทางเคมี การกำจัดสารปนเปื้อน การเตรียมชีวมวลก่อนการย่อยสลาย และการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม ตัวอย่างด้านล่างแสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์สามารถปรับปรุงการเกิดอนุมูลอิสระ อัตราการสลายตัว และประสิทธิภาพของกระบวนการในระบบต่างๆ ได้อย่างไร
ปฏิกิริยาโซโนคาทาไลติก-เฟนตันสำหรับการเพิ่มการสร้างอนุมูลไฮดรอกซิล
Ninomiya และคณะ (2013) แสดงให้เห็นว่าการรวมอัลตราโซนิเคชัน, TiO₂, H₂O₂ และตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กเข้าด้วยกันช่วยเพิ่มการสร้างอนุมูลไฮดรอกซิลอย่างมีนัยสำคัญ กระบวนการนี้ถูกนำไปใช้ในการย่อยสลายลิกนินเป็นขั้นตอนเตรียมก่อนการย่อยสลายชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ซึ่งช่วยสนับสนุนการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์ในขั้นตอนต่อไป
การตั้งค่าการทดลอง: อนุภาค TiO₂ (2 กรัม/ลิตร), H₂O₂ (100 มิลลิโมลาร์), และ FeSO4·7H₂O (1 มิลลิโมลาร์) ถูกเติมลงในสารแขวนตัวอย่าง สารแขวนถูกทำให้สั่นด้วยคลื่นเสียงเป็นเวลา 180 นาที โดยใช้ Hielscher UP200S / UP200St เครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกระดับคลาส ใช้โพรบโซโนโทรดที่พลังงานอัลตราโซนิก 35 วัตต์ โดยควบคุมอุณหภูมิของภาชนะที่ 25 °C
ผล: ปฏิกิริยาโซโนแคทาลิติก-เฟนตันสามารถให้ความเข้มข้นของ DHBA ถึง 378 μM เมื่อเทียบกับ 115 μM สำหรับปฏิกิริยาเฟนตันที่ไม่มีอัลตราซาวนด์และ TiO₂ การสลายตัวของลิกนินเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วภายใต้การบำบัดด้วยโซโนแคทาลิติก-เฟนตัน ซึ่งบ่งชี้ถึงการทำงานร่วมกันอย่างแข็งแกร่งระหว่างอัลตราซาวด์ ตัวเร่งปฏิกิริยา และเคมีของเฟนตัน
จากความเป็นไปได้สู่การผลิต
เริ่มต้นด้วยเครื่องโซนิเคเตอร์ในห้องปฏิบัติการเพื่อกำหนดช่วงการบำบัด จากนั้นขยายขนาดไปยังเครื่องปฏิกรณ์การไหลแบบอัลตราโซนิกในระดับนำร่องและอุตสาหกรรม โดยใช้การควบคุมความเข้มของคลื่น ความเร็วการไหล ความดัน และอุณหภูมิ
การย่อยสลายแนฟทาลีนโดยวิธีการบำบัดดินแบบโซโน-เฟนตัน
Virkutyte และคณะ (2009) ได้ศึกษาการย่อยสลายแนฟทาลีนในดินโดยใช้การผสมผสานระหว่างอัลตราซาวนด์และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ พบว่าประสิทธิภาพการย่อยสลายสูงสุดเกิดขึ้นเมื่อใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในความเข้มข้นสูงร่วมกับแนฟทาลีนเริ่มต้นในความเข้มข้นต่ำ เมื่อใช้การฉายรังสีอัลตราโซนิกที่ 100, 200 และ 400 วัตต์ มีประสิทธิภาพในการเสื่อมสภาพที่ 78%, 94% และ 97% ตามลำดับ
การศึกษานี้ใช้เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher UP100H, UP200 เซนต์และ UP400STการเสื่อมสภาพที่ดีขึ้นนั้นเกิดจากผลเสริมฤทธิ์ของอัลตราซาวด์และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ซึ่งรวมถึงการสร้างอนุมูลอิสระและการมีปฏิสัมพันธ์ที่ดีขึ้นกับออกไซด์ของเหล็กในเมทริกซ์ของดิน
ภาพจุลทรรศน์ SEM–EDS ของดินก่อนและหลังการฉายรังสีด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง
(ภาพและการศึกษา: ©Virkutyte et al., 2009)
การออกซิเดชันของคาร์บอนไดซัลไฟด์ด้วยวิธีโซโนเคมี
Adewuyi และ Appaw แสดงให้เห็นการออกซิเดชันทางโซโนเคมีของคาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS₂) ในสารละลายน้ำที่ความถี่ 20 kHz และอุณหภูมิ 20°C การกำจัด CS₂ เพิ่มขึ้นตามความเข้มของคลื่นอัลตราซาวนด์ ซึ่งเชื่อมโยงกับการเกิดคาวิเทชันที่รุนแรงขึ้นและการเกิดอนุมูลอิสระที่เพิ่มขึ้น การศึกษาชี้ให้เห็นว่าการออกซิเดชันทางโซโนเคมีสามารถเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดคาร์บอนไดซัลไฟด์ออกจากกระแสน้ำ
การบำบัดน้ำเสียจากสีย้อมและสิ่งทอด้วยวิธีโซโน-เฟนตัน
น้ำเสียที่มีสีย้อมจากอุตสาหกรรมสิ่งทอและอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องมักยากต่อการบำบัด เนื่องจากสีย้อมและผลพลอยได้จากการย้อมหลายชนิดมีความคงตัวสูง มีสี และย่อยสลายทางชีวภาพได้ยาก กระบวนการออกซิเดชันขั้นสูงแบบเฟนตันและแบบคล้ายเฟนตันจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการย่อยสลายสีย้อม อัลตราซาวนด์สามารถปรับปรุงกระบวนการเหล่านี้ได้โดยการเพิ่มการสร้างอนุมูลอิสระ การกระจายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา และการถ่ายโอนมวล
การสลายตัวของสีย้อมรีแอคทีฟเรด 120
Garófalo-Villalta และคณะ (2020) ศึกษาการสลายตัวของสีย้อม Reactive Red 120 (RR-120) ในน้ำสังเคราะห์ การบำบัดด้วยโซโน-เฟนตันแบบเนื้อเดียวกันโดยใช้เหล็ก(II)ซัลเฟต และการบำบัดด้วยโซโน-เฟนตันแบบไม่เนื้อเดียวกันโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีโกเอไทต์เป็นฐาน ถูกนำมาเปรียบเทียบกัน ใน 60 นาที กระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถลดการสีย้อมลงได้ 98.10% ในขณะที่กระบวนการที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันโดยใช้โกเอไทต์สามารถลดการสีย้อมลงได้ 96.07% ที่ค่า pH 3.0
การศึกษาพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ปรับปรุงแล้วช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายเมื่อเทียบกับโกเอไทต์เปล่า การวัดค่า COD, TOC และ BOD/COD แสดงให้เห็นว่าการบำบัดด้วยโซโน-เฟนตันไม่เพียงแต่ลดสีของสารละลายเท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของสารประกอบอินทรีย์ที่เหลืออยู่ด้วย ภาพแสดง ฮิลเชอร์ UP100H ใช้ใน การทดลอง
การย่อยสลาย Sono-Fenton ที่แตกต่างกันของสีย้อม azo RO107
Jaafarzadeh และคณะ (2018) แสดงให้เห็นการกำจัดสีย้อมอะโซ Reactive Orange 107 (RO107) โดยใช้กระบวนการคล้าย Sono-Fenton ร่วมกับแม่เหล็กธรรมชาติ (Fe₃O4) นาโนพาร์ติเคิลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher รุ่น UP400S / UP400St ติดตั้งด้วยโซโนโทรดขนาด 7 มม. ถูกใช้เพื่อสร้างการเกิดโพรงอากาศเชิงอะคูสติก
ผล: การกำจัดสีย้อมอะโซอย่างสมบูรณ์เกิดขึ้นที่ 0.8 กรัม/ลิตร ของอนุภาคนาโนแมกนีไทต์, ค่า pH 5, 10 มิลลิโมลาร์ของ H₂O₂, กำลังอัลตราโซนิก 300 วัตต์/ลิตร, และเวลาปฏิกิริยา 25 นาที ในน้ำเสียจากสิ่งทอจริง ค่า COD ลดลงจาก 2360 mg/L เป็น 489.5 mg/L ภายใน 180 นาที ผู้เขียนระบุว่าพลังงานอัลตราโซนิกเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่ออัตราการสลายตัวของ RO107 ในระบบคล้ายเฟนตันแบบไม่สม่ำเสมอ
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสังเคราะห์แมกนีไทต์ที่มีประสิทธิภาพสูงโดยใช้ sonication!
การย่อยสลาย RO107 ที่ pH 5, MNPs 0.8 กรัม/ลิตร, H₂O₂ 10 มิลลิโมลาร์, RO107 50 มิลลิกรัม/ลิตร, กำลังอัลตราโซนิก 300 วัตต์ และเวลาปฏิกิริยา 30 นาที
การศึกษาและรูปภาพ: ©Jaafarzadeh et al., 2018.
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher สำหรับกระบวนการโซโน-เฟนตันและกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูง
Hielscher Ultrasonics ออกแบบและผลิตเครื่องประมวลผลและเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสำหรับการประยุกต์ใช้ทางโซนิเคมิคอลที่ต้องการกำลังสูง รวมถึงปฏิกิริยาเฟนตัน ปฏิกิริยาโซโน-เฟนตัน ปฏิกิริยาโซโน-โฟโตเคมิคอล และกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูงอื่นๆ ระบบมีให้เลือกตั้งแต่เครื่องมือห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดไปจนถึงเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสำหรับอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตและการบำบัดแบบต่อเนื่อง
ข้อดีของเครื่องปฏิกรณ์โซโนเคมี Hielscher
- การกำหนดค่าของเครื่องปฏิกรณ์แบบชุดและแบบฝังใน
- ห้องปฏิบัติการ, โรงงานทดลอง, และกำลังไฟฟ้าสำหรับอุตสาหกรรม
- การทํางาน 24/7/365 ภายใต้ภาระเต็มที่
- เหมาะสำหรับปริมาณน้อย อัตราการไหลสูง และการติดตั้งแบบขยายขนาด
- เครื่องปฏิกรณ์ที่สามารถควบคุมความดันและอุณหภูมิได้
- โซโนโทรดที่แข็งแรงสำหรับการใช้งานทางเคมีและสารละลาย
- ติดตั้งง่าย ทำความสะอาดง่าย และผสานกระบวนการทำงานได้อย่างราบรื่น
- การควบคุมแบบดิจิทัล การบันทึกข้อมูล และระบบอัตโนมัติแบบเลือกได้
- การขยายขนาดที่เชื่อถือได้จากการทดลองในบีกเกอร์สู่เครื่องปฏิกรณ์แบบไหลในอุตสาหกรรม
การเลือกใช้อุปกรณ์อัลตราโซนิกสำหรับกระบวนการโซโน-เฟนตัน
ตารางด้านล่างแสดงข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ที่เหมาะสมสำหรับปริมาณการผลิตแบบแบทช์และอัตราการไหลทั่วไป การเลือกอุปกรณ์สุดท้ายขึ้นอยู่กับเคมีของกระบวนการ การเปลี่ยนแปลงเป้าหมาย เวลาพัก สารแขวนลอยในของเหลว อุณหภูมิ ความดัน และพลังงานที่ต้องการ
| ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|---|
| 1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล./นาที | UP100H | การทดสอบความเป็นไปได้, การคัดกรองตัวอย่าง, การประเมินตัวเร่งปฏิกิริยา |
| 10 ถึง 2000 มล | 20 ถึง 400 มล./นาที | UP200 ฮิต, UP400ST | การปรับปรุงประสิทธิภาพในห้องปฏิบัติการและการทดลองนำร่องขนาดเล็ก |
| 0.1 ถึง 20 ลิตร | 0.2 ถึง 4 ลิตร / นาที | UIP2000hdt | ขนาดนำร่อง, การตรวจสอบกระบวนการ, การผลิตขนาดเล็ก |
| 10 ถึง 100 ลิตร | 2 ถึง 10 ลิตร / นาที | UIP4000hdT | สายการผลิตอุตสาหกรรมและ AOP ที่มีประสิทธิภาพสูง |
| ไม่ | 10 ถึง 100 ลิตร / นาที | UIP16000 | การประมวลผลแบบต่อเนื่องขนาดใหญ่ |
| ไม่ | อัตราการไหลที่มากขึ้น | กลุ่มของ UIP16000 | การติดตั้งแบบขยายขนาดสำหรับการประมวลผลข้อมูลปริมาณสูงมาก |
วิธีเริ่มต้นการทดสอบความเป็นไปได้ของโซโน-เฟนตัน
สำหรับการแนะนำอุปกรณ์ที่เชื่อถือได้ Hielscher มักจะตรวจสอบด้านเคมี, สารปนเปื้อนเป้าหมาย, ปริมาณการบำบัด, อัตราการไหล, ปริมาณสารออกซิไดซ์, ประเภทของตัวเร่งปฏิกิริยา, ช่วงค่า pH, ขีดจำกัดของอุณหภูมิ, และการเปลี่ยนแปลงที่ต้องการ สำหรับการทดลองในห้องปฏิบัติการ มักใช้เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบในห้องปฏิบัติการหรือแบบตั้งโต๊ะ เช่น รุ่น UP200Ht, UP400St หรือ UIP1000hdT เพื่อกำหนดพลังงานที่ต้องใช้และช่วงที่เหมาะสมในการกระบวนการ
สำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่อง Hielscher สามารถกำหนดค่าเซลล์ไหลอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์แบบอินไลน์ที่มีการควบคุมระยะเวลาการพัก ความดัน อุณหภูมิ และกำลังไฟฟ้าได้ ซึ่งช่วยให้สามารถเปรียบเทียบประสิทธิภาพการบำบัดที่ความเข้มและอัตราการไหลที่แตกต่างกันได้โดยตรง
ให้เราช่วยคุณปรับปรุงปฏิกิริยาเฟนตันของคุณ!
การตั้งค่าการทำงานแบบแบทช์ด้วยโซโนเคมีโดยใช้ UIP1000hdT (1000 วัตต์, 20 กิโลเฮิรตซ์) สําหรับปฏิกิริยาโซโนเฟนตัน
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับปฏิกิริยาโซโน-เฟนตัน
ความแตกต่างระหว่างการบำบัดด้วยเฟนตันและการบำบัดด้วยโซโน-เฟนตันคืออะไร?
การบำบัดแบบเฟนตันใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กเพื่อสร้างอนุมูลไฮดรอกซิล การบำบัดแบบโซโน-เฟนตันเพิ่มการใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิก การเกิดโพรงเสียงอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มการเกิดอนุมูลและปรับปรุงการผสม การสัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยา และการถ่ายโอนมวล
สามารถนำการบำบัดด้วยโซโน-เฟนตันมาใช้กับน้ำเสียอุตสาหกรรมได้หรือไม่?
ใช่ การบำบัดด้วย Sono-Fenton ถูกใช้ในการพัฒนากระบวนการสำหรับน้ำเสียอุตสาหกรรม น้ำเสียจากสีย้อม น้ำเสียจากปิโตรเคมี สารแขวนลอยที่ปนเปื้อน และแหล่งน้ำอื่นๆ ที่มีสารประกอบอินทรีย์ที่ทนทานต่อการย่อยสลาย ความเป็นไปได้ในเชิงอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับปริมาณสารปนเปื้อน ความต้องการสารออกซิไดซ์ ระบบตัวเร่งปฏิกิริยา เป้าหมายการบำบัด และสมดุลพลังงาน
อัลตราซาวด์สามารถลดการใช้สารเคมีได้หรือไม่?
อัลตราซาวด์สามารถปรับปรุงการใช้ประโยชน์ของออกซิแดนท์และตัวเร่งปฏิกิริยาโดยการเพิ่มความเข้มข้นของการเกิดอนุมูลอิสระและการถ่ายโอนมวล อย่างไรก็ตาม การลดการใช้สารเคมีจะต้องได้รับการยืนยันในการทดลองโดยใช้ของเสียจริงหรือส่วนผสมปฏิกิริยา
กระบวนการนี้สามารถปรับขนาดได้หรือไม่?
ใช่ เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ได้รับการออกแบบมาเพื่อการพัฒนาขั้นตอนการผลิตที่สามารถปรับขนาดได้ ผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการสามารถถ่ายโอนไปยังระบบทดลองและระบบอุตสาหกรรมได้โดยการควบคุมความถี่, ปริมาณพลังงานที่ป้อน, ระยะเวลาการอยู่ในระบบ, อุณหภูมิ, ความดัน, และรูปทรงของตัวทำปฏิกิริยา
เครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกตัวใดที่เหมาะสำหรับกระบวนการของฉัน?
ตัวประมวลผลที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับปริมาณตัวอย่าง, อัตราการไหล, การแปลงเป้าหมาย, ปริมาณของแข็ง, ความหนืด, อุณหภูมิในการทำงาน, และความดัน Hielscher นำเสนอเครื่องอัลตราโซนิกสำหรับห้องปฏิบัติการ, ระบบนำร่อง, และเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสำหรับอุตสาหกรรมสำหรับการประมวลผลอย่างต่อเนื่อง
กระบวนการโซโน-โอโซเนชั่นคืออะไร?
โซโน-โอโซเนชันเป็นกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูงที่ผสมผสานการบำบัดด้วยโอโซนกับอัลตราซาวนด์กำลังสูงเพื่อสร้างอนุมูลอิสระที่มีความว่องไวมากขึ้นและปรับปรุงการถ่ายโอนมวลในของเหลว การทำงานร่วมกันนี้เร่งการย่อยสลายของมลพิษอินทรีย์ สีย้อม จุลินทรีย์ และสารประกอบที่ทนทานในน้ำหรือน้ำเสียเมื่อเทียบกับการใช้โอโซนเพียงอย่างเดียว
สำรวจข้อดีของการใช้โซโน-โอโซเนชั่น!
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Kazuaki Ninomiya, Hiromi Takamatsu, Ayaka Onishi, Kenji Takahashi, Nobuaki Shimizu (2013): Sonocatalytic–Fenton reaction for enhanced OH radical generation and its application to lignin degradation. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 4, 2013. 1092-1097.
- Nematollah Jaafarzadeh, Afshin Takdastan, Sahand Jorfi, Farshid Ghanbari, Mehdi Ahmadi, Gelavizh Barzegar (2018): The performance study on ultrasonic/Fe₃O4/H₂O₂ for degradation of azo dye and real textile wastewater treatment. Journal of Molecular Liquids Vol. 256, 2018. 462–470.
- Virkutyte, Jurate; Vickackaite, Vida; Padarauskas, Audrius (2009): Sono-oxidation of soils: Degradation of naphthalene by sono-Fenton-like process. Journal of Soils and Sediments 10, 2009. 526-536.
- Garófalo-Villalta, Soraya; Medina Espinosa, Tanya; Sandoval Pauker, Christian; Villacis, William; Ciobotă, Valerian; Muñoz, Florinella; Vargas Jentzsch, Paul (2020): Degradation of Reactive Red 120 dye by a heterogeneous Sono-Fenton process with goethite deposited onto silica and calcite sand. Journal of the Serbian Chemical Society 85, 2020. 125-140.
- Ahmadi, Mehdi; Haghighifard, Nematollah; Soltani, Reza; Tobeishi, Masumeh; Jorfi, Sahand (2019): Treatment of a saline petrochemical wastewater containing recalcitrant organics using electro-Fenton process: persulfate and ultrasonic intensification. Desalination and Water Treatment 169, 2019. 241-250.
- Adewuyi, Yusuf G.; Appaw, Collins (2002): Sonochemical Oxidation of Carbon Disulfide in Aqueous Solutions: Reaction Kinetics and Pathways. Industrial & Engineering Chemistry Research 41 (20), 2002. 4957–4964.
เครื่องโซนิเคเตอร์อุตสาหกรรม รุ่น UIP1000hdT ในการตั้งค่าคลัสเตอร์แบบไหลผ่านสำหรับปฏิกิริยาโซโนเคมี
Hielscher Ultrasonics ผลิตเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม.




