Різні рішення для відновлення фосфору з міського каналізаційного мулу

Фосфор є важливим ресурсом мінералу, природний запас якого швидко зменшується. Отже, уряд Німеччини прийняв указом, що з 2029 року фосфор повинен бути в значній мірі відновлений з стічних вод. Впровадження силового ультразвуку відкриває різні варіанти посилення відновлення фосфору з міського нечистоти мулу.

Очисні споруди та переробка фосфору

Стічний мул багатий фосфором. Доступні різні ультразвукові варіанти обробки для посилення відновлення фосфору з нечистоти мулу.Фосфор є критичним елементом, широко використовується як добриво і сировина в дрібній хімічній і фармацевтичній промисловості. У зв'язку зі своїм швидким скороченням наявних ресурсів, німецький уряд впровадив закон, згідно з яким всі комунальні очисні споруди повинні встановити вимірювання для вилучення фосфору з міського стічного мулу. Реалізація високопродуктивного ультразвуку пропонує різні варіанти лікування, які значно підвищують ефективність відновлення фосфору.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Високопотужна ультразвукова система для стаціонарної обробки стічних вод і нечистоти мулу. Ультразвукова речовина сприяє розпаду біомаси для кращого анаеробного травлення мулу та відновлення поживних речовин (наприклад, фосфор, азот, магній, калій, кальцій тощо).

Очищення стічних вод в значній мірі виграє від застосування ультразвуку: ультразвукова обробка покращує розпад і відновлення поживних речовин (наприклад, фосфор)

Очисні води та очисні споруди використовують ультразвук для поліпшення травлення мулу та відновлення поживних речовин (наприклад, фосфору)

Стічні води заводи використовують ультразвук для поліпшення травлення мулу і відновлення поживних речовин, таких як фосфор.

Ультразвуковий розпад мулу стічних вод для поліпшення відновлення ворсора

Було чітко продемонстровано опромінюваний мул стічних вод потужними ультразвуковими хвилями для поліпшення розпаду біомаси в стічних водах. Численні дослідження показали переваги ультразвукових відходів активованої обробки мулу і різні промислові ультразвукові системи працюють на муніципальних очисних спорудах в Німеччині.
Ультразвукова попередня обробка субстратів в осаді стічних вод має кілька корисних ефектів для анаеробних процесів травлення. Ці переваги включають зменшення розміру частинок, збільшення швидкості гідролізу та скорочення гідравлічного часу утримання.
Кавітаційні сили зсуву, що генеруються високоінтенсивними / низькочастотними ультразвуковими хвилями, викликають розпад морфології мулу флок і мікробної структури мулу.
Дослідницька група Нгуєн продемонструвала у своїх дослідженнях, що «застосування ультразвуку є дуже ефективним у зменшенні розміру частинок біомаси, досягнувши зменшення до середнього розміру частинок >78,78% пропорційно тривалості часу та інтенсивності ультразвукового опромінення. Це вказувало на те, що частинки мулу розпалися, а розмір частинок мулу зменшився, виходячи з зворотного зв'язку між часом ультразвукової обробки та розміром частинок флок. Застосування було високоефективним, незважаючи на те, що спостереження мулу floc перед лікуванням показало, що мулові флоки були щільними і дуже компактними, що складаються з багатьох підкателей з компактними ядрами, клітинними кластерами, бактеріальними колоніями, найпростішими і ниткоподібними бактеріями, серед інших факторів. Аналіз стоків показує, що ультразвуковий процес значно дезінтегрував структурну цілісність мулових флоків всіх розмірів. Шматочки floc були зменшені до ≤6,5 мкм при оптимальних умовах лікування, і були розчинені в мулі після 5-10 хвилин ультразвукової обробки з низькою ультразвуковою частотою 20 кГц. (Nguyen et al., 2015)
Ефективно розпадається нечистотний мул, тобто ультразвуком мул, показує значно поліпшені властивості поділу, що дозволяють видалити багаті фосфором фракції з біомаси і гелеподібних фракцій, а також води. Ультразвукова кавітація порушує клітинні структури біомаси в стічних водах і полегшує подальше дроблення на три фракції (i) багатих целюлозою волокон, (ii) багатого поживними речовинами гелю і (iii) рідини, яка легко ферментується. Ці три фракції мулу можуть бути додатково оброблені, наприклад, відновлення фосфору, видалення важких металів і т.д.

Переваги ультразвукової обробки мулу стічних вод

  • Покращене анаеробне травлення
  • Менший розмір частинок шматочків флока
  • Покращене відновлення фосфору, мінералів і (важких) металів
  • Безхімічна альтернатива традиційній адсорбції

Ультразвуково інтенсифіковані волого-хімічні опади фосфору

Ультразвук є добре відомим методом, який використовується з давніх часів в хімії для соковитих та ефективних опадів мінералів, частинок та кристалів. Для відновлення фосфору з осаду стічних вод застосовується ультразвуком з метою сприяння і прискорення опадів струвіту. Струвіт (фосфат амонію магнію) - фосфатний мінерал з формулою NH4MgPO4· 6H2 O, який пропонує просте рішення для видалення фосфору в зв'язаному вигляді з відходів мулу.
Під час процесу кристалізації струвіту /опадів іони PO43, NH4+, і мг2+ видаляються з рідкої фази за рахунок струвітових опадів, поки реакція не досягне рівноваги.

Струвітові кристали можуть бути осаджені з осаду стічних вод. Ультразвукова обробка покращує процес відновлення. Ультразвукова обробка сприяє процесу опадів і робить відновлення фосфору, пов'язаного в струвіті, значно ефективнішим.

Кристали струвіту вириваються з свинячих стоків.
(фото та дослідження: ©Кім та ін. 2017)

Коли ультразвук застосовується як мул попередньої обробки до процесу струвітових опадів, ультразвукова індукована кавітація забезпечує змішування на молекулярному рівні, забезпечуючи активну площу поверхні для росту кристалів. Збільшення швидкості розчинилізації позаклітинних та внутрішньоклітинних речовин, ще більше приносить користь струвітним опадам, збільшуючи біодоступність NH4+ і PO43 Іонів. Ультразвукове лікування призводить до полегшення передачі маси через гною, яка викликана ультразвуковою кавітацією.
Ультразвукова зв'язування також може бути застосована до гідротермального карбонізації лікеру, де фосфор переробляється як струвіт з гідротермального карбонізації лікеру за допомогою ультразвукової екстракції та опадів.
Дізнайтеся більше про масштабні струвітові опади для відновлення фосфору з осаду стічних вод!

Ультразвукова проточна комірка з 4x 4kW power-ультразвук для очищення стічних вод, таких як поліпшення розпаду та відновлення фосфору.

Промислова ультразвукова система для масштабної очищення мулу стічних вод в режимі безперервного потоку.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Соно-Фентон для фосфору звільнення від стічних вод мулу

Дослідження Gong et al. (2015) продемонструвало ефективність комбінованого ультразвуку-фентона (також відомого як соно-фентон) попередньої обробки осаду стічних вод. Застосування ультразвуково-фентонної обробки значно збільшило викид вуглецю, азоту і фосфору. Лікування сонофентоном збільшило загальний вміст азоту (N) і фосфору (P) в 1,7- і 2,2 рази відповідно в порівнянні з лікуванням Фентоном. Після лікування сонофентоном мул показав значно тонший розмір частинок і більш слабку мікроструктуру на основі скануючої електронної мікроскопії. Використовуючи електронний спіновий резонанс, найвища інтенсивність сигналу OH• збільшилася з 568,7 шляхом лікування Фентоном до 1106,3 після лікування сонофентоном. Це продемонструвало, що лікування сонофентоном викликає розпад мулу і значно покращує вивільнення органічного вуглецю, азоту і фосфору.

Ультразвуково інтенсифіковані мікробні паливні елементи

Ультразвукова попередня фуражу осаду стічних вод сприяє розчинилізуючому різних органічних сполук з матриці мулу, що згодом прискорює мікробний електрогідрогенез.
More and Ghangrekar (2010) сприяють благотворному впливу ультразвукової обробки на мікробні паливні елементи для посилення ферментативної діяльності та наявності позаклітинних білків, полісахаридів та ферментів, які вивільняються з внутрішніх шарів мулових флоків до зовнішніх шарів ультразвуковим сонопоратом та порушенням клітин, що призводить до підвищення ефективності використання субстрату. Для поліпшення збору електроенергії з мікробних паливних елементів необхідно поліпшення здатності перенесення електронів бактерій на позаклітинну тверду речовину. Ця позаклітинна передача електронів може відбуватися або при безпосередньому контакті між поверхнею клітини і твердою поверхнею, або опосередковано через так званих екзогенних і ендогенних медіаторів. Для прямого перенесення електронів між бактеріями і поверхнею електрода електрон повинен досягти зовнішньої мембрани клітини. Це явище могло статися через ультразвукову попередню обробку, що надається інокулуму, коли конкретна енергія, що подається, була адекватною; таким чином, сприяння більш високій ефективності куломбічного.
Ультразвуково інтенсифікований процес мікробного електролізу може поєднуватися з подальшими процесами бродіння для лікування мулу.

Соно-електрохімічна обробка мулу стічних вод

Соноелектрохімічне обладнання для великомасштабного відновлення фосфору з стічних водЕлектрокоагуляція - це простий процес, який можна легко застосовувати на стічні води і дозволяє ефективно і економічно обробляти великі обсяги. Ультразвук допомагає подолати основний недолік процесів електрокоагуляції, запобігаючи утворенню пасивних шарів з електродів. Пасивні плівки, що утворюються на поверхні електрода з плином часу, різко знижують ефективність систем електрокоагуляції, а ультразвук є фацильним методом безперервного видалення цих пасивуючих шарів безперервно під час роботи, в той же час ультразвукова обробка збільшує оборот систем електрокоагуляції. Ультразвукові хвилі руйнують відкладення, що утворюються на поверхні електрода, і генерують велику кількість радикальних видів для видалення забруднюючих речовин, створюючи точки високого тиску всередині розчину під час кавітації. Поєднуючи електрокоагуляцію з ультразвуковою, завдяки створенню нових поверхонь на електроді шляхом кавітації або мікропередачі, зменшення товщини розподільного шару посилюється збільшенням швидкості передачі маси. Соноелектрокоагуляція збільшує кількість коагулянтного утворення в порівнянні з електрокоагуляцією, а флокуляція посилюється екстремальним змішуванням і окисленням вільними радикалами; тому досягти бажаної ефективності можна в найкоротші терміни.
(Мораді та ін., 2021)

Переваги соноелектрохімії та соноелектрокоагуляції

«Соноелектрохімія - це поєднання ультразвукової енергії в електрохімічній системі, яке пропонує ряд переваг, включаючи видалення газового міхура на поверхні електрода, дегазацію розчину, порушення дифузійного шару Нернста, посилення масового транспортування електроактивних видів через подвійний шар, активацію та очищення поверхні електрода. Ці переваги в електрохімії призводять до підвищення ефективності процесів (електродної та поточної ефективності), збільшення електрохімічних показників і врожайності, зниження напруги клітин і електродних надпотентіатів, поліпшення електродопозиційних матеріалів з точки зору твердості, якості, пористості і товщини, а також придушення обростання електродів і дегазації на поверхні електрода. (Форауі та ін., 2021)
Дізнайтеся більше про соноелектрохімічне обладнання та його застосування!

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Промислові ультразвукові системи для очищення стічних вод

Hielscher Ультразвук високопродуктивні системи є надійним робочим конем на стічних водах і стічних водах очисних споруд. Ультразвукові системи Hielscher забезпечують ультразвук високої потужності на 20 кГц, що створює інтенсивну акустичну кавітацію. Ефекти нашого високопотужового ультразвукового лікування включають порушення та розпад клітин, передачу високої маси, дезінфекцію, розкладання полімерів, вивільнення ферментів та гомогенізацію мулу. Високоінтенсивна ультразвукова обробка підвищує ефективність лікування за рахунок генерації окислювальних радикалів і за рахунок збільшення місць зародження, забезпечуючи кращу згортання і флокуляцію. Надійне і безперервне покоління цих інтенсивних ультразвукових сил кавітації та його ефекти дозволяють інтегрувати наші потужні ультразвукові процесори для різних застосувань, щоб поліпшити збір енергії та поживних речовин з нечистоти.

  • Ультразвуковий розпад стічних вод
  • Ультразвуково інтенсифіковане анаеробне травлення
  • Відновлення цінних поживних речовин (фосфору, азоту, магнію, кальцію, калію і т.д.)
  • Видалення забруднюючих речовин, таких як важкі метали

Пропонуючи ультразвукові процесори з проточними реакторами різних розмірів, Hielscher Ultrasonics має ідеальні ультразвукові системи очищення відходів та мулу для вашого об'єкта каналізаційного мулу.
Модульна конструкція дозволяє паралельно просто розстротити кілька ультразвукових блоків, що робить можливим надійну і ефективну обробку будь-якого обсягу.
Hielscher високої потужності / високої пропускної здатності ультразвукові системи підвищують ефективність і врожайність при обробці біомаси в стічних водах мулу.
Високоінтенсивний ультразвуковий зонд Cascatrode™️ в реакторі - оптимізований для чудових ефектів ультразвукової обробкиВсі наші ультразвукові апарати мають очищення на місці (CIP).
Підходить для вимогливих обробок: Мул стічних вод часто містить волокнисті матеріали з високим вмістом целюлози, які важко розпадати. Hielscher ультразвук’ промислові ультразвукові процесори можуть доставити дуже високі амплітуди. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно запускати в режимі 24/7. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Такі високі амплітуди є ефективним способом порушити клітинну структуру целюлози, лігніну і міцних клітинних стінок інших матеріалів. Оптимізована конструкція наших реакторів проточних клітин забезпечує ідеальні моделі потоку та рівномірну, ефективну ультразвукову обробку мулу, що подається.

Ми працюємо з системними інтеграторами та інженерами каналізаційних мулових заводів

Як виробник і системний будівельник високопродуктивних ультразвукових модульних блоків, Hielscher Ultrasonics працює разом з системними інтеграторами. Більшість операторів очисних вод і очисних споруд працюють з системними інтеграторами, які добре досвідчені в проектуванні та автоматизації таких очисних споруд. Наша команда інженерів-проектувальників та технічних інженерів рекомендує оптимальну ультразвукову конфігурацію для цільового об'єму мулу, надає детальну інформацію про систему, креслення САПР, а також службу монтажу та оперативну підготовку. Це дає можливість конструктивно і цілеспрямовано здійснювати інтеграцію високопродуктивного УЗД в очисні споруди. Будь ласка, зв'яжіться з нами, якщо ви зацікавлені в інтеграції наших ультразвукових процесорів для поліпшення лікування мулу!

Переваги Hielscher Ультразвук каналізації мулу очисні системи

  • Висока ефективність завдяки інтенсивній ультразвуковій кавітації
  • Рівномірна ультразвукова зв'язку завдяки чудовому дизайну клітин потоку
  • Лінійне масштабування до будь-якого об'єму / витрати
  • Висока енергоефективність / низька вартість енергії
  • Висока безпека експлуатації
  • Виконання загальних промислових стандартів
  • 7/24 робота при повному навантаженні
  • Немає вимоги до суворих хімічних речовин
  • Низьке технічне обслуговування / відсутність збоїв в роботі
  • швидкий рой
  • Проста інтеграція та ретро-примірка
  • екологічно чистий
Якість, надійність & безпека

  • Чудова якість: Спроектовано та побудовано в Німеччині
  • Технічне обслуговування, навчання та підтримка від наших досвідчених співробітників
  • Зручна та безпечна робота
  • 24/7 експлуатація
  • Видатна надійність
  • Попередньо встановлені параметри роботи
  • Легко програмуювальна настройка
  • Дистанційне керування браузером
  • Автоматичне протоколювання даних
  • Низьке технічне обслуговування / низький час простою для технічного обслуговування
  • CIP (прибирання на місці)

У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв:

пакетний Обсяг швидкість потоку Рекомендовані пристрої
0.1 до 20 л 0.2 до 4л / хв UIP2000hdT
Від 10 до 100 л Від 2 до 10 л / хв UIP4000hdT
застосовується Від 10 до 100 л / хв UIP16000
застосовується більший кластер UIP16000

Зв'яжіться з нами зараз, щоб отримати більш детальну інформацію про hielscher ультразвукових систем очищення стічних вод, варіанти установки та технічну інформацію!

Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, використовуйте форму нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, програми та ціни. Ми будемо раді обговорити ваш процес з вами і запропонувати вам ультразвукову систему, що відповідає вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвукові гомогенізатори з високим зсувом використовуються в лабораторній, лавці, пілотній та промисловій обробці.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефотозні ультразвукові гомогенізатори для змішування застосувань, дисперсії, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних і промислових масштабах.



Література/довідники

Факти варті знати

Додаткові переваги ультразвукової обробки мулу стічних вод

Крім вищевикладених переваг ультразвукової обробки міського нечистоти мулу, застосування високопотужих ультразвукових хвиль показує додаткові позитивні ефекти, такі як метаногенез.
Ультразвук виявився перспективним з точки зору метаногенного гальмування, оскільки воно забезпечує послідовний результат. Ультразвукове лікування може мати підвищену ферментативну діяльність екзоелектрогенів, а також проникність та вибірковість клітинної мембрани, яка прискорювала транспорт білків, полісахаридів та ферментів від внутрішніх шарів мулових флоків до зовнішніх шарів, що призвело до поліпшення використання субстрату та виробництва електроенергії. (пор. Райчаудхурі та Бехера, 2020)

Куломбічна ефективність

Ефективність Coulomb або ефективність куломбіки зазвичай використовується для опису ємності випущеного акумулятора. Мається на увазі співвідношення розрядності після повного заряду і зарядної здатності того ж циклу. Зазвичай це частка менше 1.
Куломбічна ефективність (CE %) - це відношення вантажопідйомності (мАг/г) до ємності заряду (мАг/г), помноженої на 100.


Високопродуктивний ультразвук! Асортимент продукції Hielscher охоплює весь спектр від компактного лабораторного ультраакукатора над блоками лави до повних промислових ультразвукових систем.

Hielscher Ультразвук виробляє високоемоціивні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторія до промислових розмірів.