Ortiqcha faol loyqani aerob parchalash uchun ultratovush bilan ishlov berish
Yuqori quvvatli ultratovush bilan ishlov berish ortiqcha faol loyqani (WAS) aerob parchalashdan oldin yoki uning davomida dezintegratsiyalaydi. Akustik kavitatsiya loyqa flokulalarini buzadi, hujayradan tashqari polimer moddalarni parchalaydi va mikrob hujayralarini ochadi. Bu avval himoyalangan organik moddalarni aerob parchalash reaktorida osonroq oʻzlashtiriladigan qiladi.
Aerob jarayonning maqsadi biogaz ishlab chiqarishni koʻpaytirish emas. Metan hosil boʻlishini oshirish anaerob parchalashga taalluqlidir. Aerob parchalash reaktorida muhim samaradorlik koʻrsatkichlari uchuvchan qattiq moddalarning parchalanishi, kislorod sarfi, parchalash vaqti, qoldiq quruq qattiq moddalar, suvsizlantirish imkoniyati va umumiy ekspluatatsiya xarajatlaridir.
Hielscher sanoat ultratovush qurilmalari WAS nasos yordamida uzatiladigan quvur liniyasiga yoki parchalash reaktorining retsirkulyatsiya konturiga integratsiyalanadi. Ultratovushli oqim hujayrasi reaktorlari ishlovni belgilangan loyqa oqimiga jamlaydi va jarayonni quvvat, oqim, qattiq moddalar konsentratsiyasi, bosim va harorat boʻyicha kuzatish imkonini beradi. Natijada mavjud aerob parchalash reaktorini almashtirmasdan loyqani ultratovush yordamida dezintegratsiyalashni qoʻshish imkonini beradigan ixcham modernizatsiya yechimi hosil boʻladi.
Quyuqlashtirilgan WASga ishlov berish uchun quvur liniyasiga oʻrnatiladigan Hielscher sanoat ultratovushli oqim bloki
Nima uchun ortiqcha faol loyqani parchalash qiyin
Ortiqcha faol loyqa – oqova suvlarni faol loyqa yordamida tozalash jarayonidan chiqarib olinadigan ortiqcha biologik qattiq moddalardir. U mikroorganizmlar, hujayradan tashqari polimer moddalar (EPS), tutib qolingan organik material va inert qattiq moddalarni oʻz ichiga oladi.
Ikkilamchi tindirgichda choʻkkan faol loyqa ikki oqimga ajratiladi:
- Qaytariladigan faol loyqa (RAS) zarur biomassa konsentratsiyasini saqlash uchun aeratsiya havzasiga qaytariladi.
- Ortiqcha faol loyqa (WAS) suyuqlikni tozalash jarayonidan chiqarilib, quyuqlashtirish, barqarorlashtirish, parchalash yoki suvsizlantirishga yuboriladi.
WAS tarkibida mikrob hujayralari materiali ulushi yuqori. Uning biologik parchalanadigan organik tarkibining katta qismi hujayra devorlari bilan oʻralgan yoki zich loyqa flokulalari ichida bogʻlangan. Bu fizik himoya hujayralarning tabiiy lizisi va gidrolizini sekinlashtiradi.
Aerob parchalash davomida kislorod yetkazib beriladi, yangi ozuqa esa kam boʻladi. Mikroorganizmlar endogen nafas olishga oʻtib, zaxiralangan material, nobud boʻlgan hujayralar va loyqaning boshqa biologik parchalanadigan tarkibiy qismlarini isteʼmol qiladi. Maqsad loyqani barqarorlashtirish, hid hosil boʻlish ehtimolini kamaytirish hamda suvsizlantirilishi va utilizatsiya qilinishi kerak boʻlgan uchuvchan qattiq moddalar miqdorini kamaytirishdir.
Parchalash tezligi koʻpincha substratga yetib borish imkoniyati bilan cheklanadi. Parchalash reaktorida faol mikroorganizmlar va yetarli qolish vaqti boʻlishi mumkin, ammo butun hujayralar va zich flokulalar ichidagi organik moddalarga yetib borish qiyinligicha qoladi.
Ishlov berilmagan flokulalarni ultratovush bilan ishlov berilgan loyqa bilan taqqoslash: ultratovush bilan ishlov berish flokulalarni sezilarli darajada kamaytiradi.
Tadqiqot va tasvirlar: ©Chu et al. 2001
Ultratovushli kavitatsiya WASni aerob parchalash uchun qanday ochadi
Hielscher sanoat ultratovush qurilmalari 20kHz chastotada ishlaydi va suyuqlik hamda suspenziya oqimlarida kuchli akustik kavitatsiya hosil qiladi. Loyqa ichida kavitatsiya pufakchalari hosil boʻladi, kattalashadi va qulab soʻnadi. Ularning qulab soʻnishi flokulalar, EPS va mikrob hujayralariga bevosita taʼsir qiladigan kuchli mahalliy siljish kuchlarini hosil qiladi.
Ultratovush bilan ishlov berish WASda uchta muhim oʻzgarishni yuzaga keltiradi:
Flokulalarni dezintegratsiyalash
Kavitatsiya loyqa agregatlarini parchalab, avval hujayradan tashqari polimer moddalar (EPS) bilan oʻralgan yuzalarni ochadi. Ishlov berilgan loyqa kichikroq zarrachalar va taʼsir uchun ochiq boʻlgan kattaroq sirt maydoniga ega boʻladi.
EPS va hujayralarni parchalash
Ultratovush yordamida dezintegratsiyalash mustahkam loyqa flokulalarini parchalab va ularda tutib qolingan organik moddalarni chiqarib, kommunal ortiqcha faol loyqaning aerob biologik parchalanish qobiliyatini oshiradi. Ultratovushli kavitatsiya hujayra membranalari va hujayra devorlarini parchalaydi. Oqsillar va uglevodlar, shuningdek, hujayra ichidagi boshqa birikmalar suyuq fazaga oʻtadi.
Biologik oʻzlashtirilish imkoniyatining oshishi
Aerob mikroorganizmlar eruvchan va mayda boʻlingan organik materialni butun mikrob hujayralari va zich flokulalarga qaraganda osonroq isteʼmol qila oladi. Shu sababli ultratovush bilan ishlov berish biologik oksidlanish bosqichidan oldin lizis va gidroliz ishining bir qismini mexanik ravishda bajaradi.
Ultratovush bilan ishlov berish mikroblar yordamida parchalashni ancha tezroq va samaraliroq qilish uchun oqova suv loyqasining qalin himoya matritsasiga taʼsir qiladi. Bu odatda eruvchan kimyoviy kislorodga boʻlgan talabning (SCOD) oshishi sifatida kuzatiladi.
WAS parchalanishini yaxshilash uchun sanoat ultratovushli oqim reaktori
Aerob parchalash inshootlarida ultratovush bilan ishlov berishning afzalliklari
Natija loyqa va ultratovush dozasiga bogʻliq. Ultratovush bilan ishlov berish aerob biologik parchalanish qobiliyatini oshirganda, oqova suvlarni tozalash inshooti quyidagilarga erishishi mumkin:
- Mavjud parchalash vaqtida uchuvchan qattiq moddalarning koʻproq parchalanishi
- Qisqaroq qolish vaqtida loyqaning taqqoslanadigan darajada barqarorlashtirilishi
- Qoldiq quruq qattiq moddalarning kamroq hosil boʻlishi
- Mavjud aerob parchalash reaktoridan qoʻshimcha samarali quvvat olish
- Biologik qattiq qoldiqlarni tashish va utilizatsiya qilish hajmining kamayishi
- Qattiq moddalar yuklamasi yuqori boʻlgan davrlarda jarayon barqarorligining yaxshilanishi
- Flokulalar va hujayralarni parchalash orqali ipsimon organizmlarni yaxshiroq nazorat qilish
Oson modernizatsiya qilish uchun quvur liniyasiga oʻrnatiladigan Hielscher ultratovush qurilmalari
Toʻliq miqyosda aerob parchalash reaktorining butun hajmiga qaraganda konsentrlangan loyqa oqimiga ultratovush bilan ishlov berish odatda samaraliroqdir. Hielscher ultratovushli oqim hujayrasi reaktorlari ikkita amaliy konfiguratsiyani qoʻllab-quvvatlaydi.
WAS uzatish liniyasida dastlabki ishlov berish
Ultratovush tizimi WASni quyuqlashtirishdan keyin va aerob parchalash reaktoridan oldin oʻrnatiladi:
Quyuqlashtirilgan WAS -> uzatish nasosi -> Hielscher ultratovushli oqim hujayrasi -> aerob parchalash reaktori
Bu joylashuv belgilangan quruq qattiq moddalar massa oqimiga ishlov beradi va kiritiladigan solishtirma ultratovush energiyasini nazorat qilish uchun aniq asos yaratadi.
Oqim sxemasi: quyuqlashtirilgan WAS -> uzatish nasosi -> quvur liniyasiga oʻrnatiladigan Hielscher sanoat ultratovush qurilmasi UIP6000hdT -> aerob parchalash reaktori
Parchalash reaktorida retsirkulyatsiya yoki yon oqimga ishlov berish
Loyqaning nazorat qilinadigan qismi parchalash reaktori yoki loyqa liniyasidan nasos yordamida ultratovush qurilmasi orqali oʻtkazilib, jarayonga qaytariladi. Bu konfiguratsiya mavjud uzatish liniyasini oʻzgartirish qiyin boʻlganda yoki loyqaning faqat tanlangan qismiga ishlov berish kerak boʻlganda foydalidir.
Har ikkala joylashuv nasos, ultratovushli oqim hujayrasi, ajratuvchi klapanlar, texnik xizmat uchun aylanma yoʻl, bosim va haroratni oʻlchash vositalari, namuna olish nuqtalari va jarayonni boshqarish vositalariga ega ixcham bloklar sifatida oʻrnatilishi mumkin. Mavjud parchalash reaktori idishi oʻzgarishsiz qoladi.
Bu ultratovush bilan ishlov berishni mavjud oqova suvlarni tozalash inshootlarini modernizatsiya qilish uchun ayniqsa mos qiladi. Ultratovush bloki nasos yordamida uzatiladigan liniyaga oʻrnatilishi, mustaqil ishlatilishi va tekshirish yoki texnik xizmat vaqtida oqim uning aylanma yoʻlidan oʻtkazilishi mumkin.
Yuqori quvvatli ultratovush bilan aerob loyqa dezintegratsiyasini yaxshilang!
Hielscher sanoat ultratovush qurilmalari yuqori quvvatli ultratovushni mavjud WASga ishlov berish liniyasiga integratsiyalash uchun ixcham va miqyosini kengaytirish mumkin boʻlgan usulni taqdim etadi. Quvur liniyasidagi oqim hujayrasida ishlov berish ultratovush energiyasini loyqa oqimiga jamlaydi, dozaning takrorlanuvchan nazoratini qoʻllab-quvvatlaydi va ogʻir ish sharoitlarida ishonchli 24/7 ishlash uchun loyihalanishi mumkin.
Loyihalash, ishlab chiqarish va maslahat berish – Germaniyada yaratilgan sifat
Hielscher ultratovush qurilmalari eng yuqori sifat va loyihalash standartlari bilan mashhur. Mustahkamlik va ishlatishning osonligi ultratovush qurilmalarimizni sanoat obyektlariga muammosiz integratsiyalash imkonini beradi. Hielscher ultratovush qurilmalari ogʻir sharoitlar va yuqori talab qoʻyiladigan muhitlarda ishlashni oson uddalaydi.
Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatiga ega kompaniya boʻlib, eng zamonaviy texnologiya va foydalanish qulayligini oʻzida mujassam etgan yuqori unumli ultratovush qurilmalariga alohida eʼtibor qaratadi. Albatta, Hielscher ultratovush qurilmalari CE talablariga mos keladi va UL, CSA hamda RoHs talablarini qondiradi.
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, tajriba-sanoat va sanoat miqyosida aralashtirish, dispersiyalash, emulsiyalash va ekstraksiya uchun yuqori unumli ultratovushli gomogenizatorlar ishlab chiqaradi.
Koʻp beriladigan savollar
Ultratovush bilan ishlov berish aerob parchalash reaktorida koʻproq biogaz hosil qiladimi?
Yoʻq. Metan yoki biogaz chiqishining oshishi anaerob parchalashning afzalligidir. Aerob parchalashda ultratovush bilan ishlov berish VS parchalanishi, kislorod sarfi, parchalash vaqti, qoldiq quruq qattiq moddalar, suvsizlantirish imkoniyati va umumiy xarajat boʻyicha baholanishi kerak.
Ultratovush tizimi qayerga oʻrnatiladi?
Tizim odatda WASni quyuqlashtirishdan keyin va aerob parchalash reaktoridan oldin quvur liniyasiga oʻrnatiladi. U nazorat qilinadigan yon oqimda yoki parchalash reaktorining retsirkulyatsiya konturida ham ishlashi mumkin. Texnik xizmat uchun aylanma yoʻl texnik xizmat vaqtida loyqani uzatishni davom ettirish imkonini beradi.
Nima uchun 20kHz sanoat ultratovush qurilmasidan foydalanish kerak?
Past chastotali, yuqori quvvatli ultratovush kuchli kavitatsiya va mexanik siljish hosil qiladi. Bu suyuqlik va qattiq moddalardan iborat oqimlarda loyqa flokulalarini buzish, EPSni parchalash va mikrob hujayralarini ochish uchun samaralidir.
Hielscher ultratovush qurilmasi uzluksiz ishlay oladimi?
Ha. Hielscher sanoat hdT ultratovush qurilmalari turkumi ogʻir ish sharoitlarida uzluksiz ishlash uchun moʻljallangan va uzoq xizmat qilishi bilan mashhur. Oqim hujayrasi reaktorlari quvur liniyasida yoki retsirkulyatsiyada nazorat qilinadigan ishlov berish imkonini beradi, maʼlumotlarni avtomatik qayd etish esa jarayon monitoringi va takrorlanuvchanligini qoʻllab-quvvatlaydi.
Loyqaga ultratovush bilan ishlov berish tizimining oʻlchami va quvvatini belgilash uchun qanday maʼlumotlar kerak?
Asosiy boshlangʻich maʼlumotlar WAS oqimi, TS va VS konsentratsiyasi, loyqa qovushqoqligi, maqsadli solishtirma energiya, talab qilinadigan ishlov taʼsiri, ishlash soatlari va mavjud bosimdir. Toʻliq miqyosdagi tizimning oʻlchami va quvvatini belgilashdan oldin foydali dozani aniqlash uchun tajriba-sanoat sinovlari tavsiya etiladi.
Ultratovush bilan ishlov berish loyqani suvsizlantirishni yaxshilaydimi?
Natija loyqa xususiyatlari va dozaga bogʻliq. Moʻtadil ishlov berish qattiq moddalarga ishlov berish jarayonini yaxshilashi mumkin, ortiqcha dezintegratsiya esa qattiq moddalarni tutib qolishni yomonlashtiradigan yoki suvsizlantirilgan kekdagi qattiq moddalar ulushini kamaytiradigan mayda zarrachalar va eruvchan polimerlar hosil qilishi mumkin. Shu sababli suvsizlantirish sinovlari jarayonni optimallashtirishning zarur qismidir.
Ilmiy tadqiqotlar WASni ultratovush yordamida parchalash haqida nima deydi?
Laboratoriya tadqiqotlari WASning oʻzlashtirilish imkoniyatini va aerob biologik parchalanish qobiliyatini oshirish uchun ultratovushdan foydalanishni qoʻllab-quvvatlaydi.
Aerob parchalashdan oldin birgalikda ishqoriy va ultratovushli dastlabki ishlov berish boʻyicha tadqiqotda bir xil parchalash vaqtida organik moddalarning parchalanishi ishlov berilmagan loyqa uchun 38,0% va ultratovush bilan dastlabki ishlov berilgan loyqa uchun 42,5% deb qayd etilgan. Birgalikda ishqoriy va ultratovushli dastlabki ishlov berish parchalanishni 50,7% gacha oshirgan. Natija ultratovushning oʻzi aerob parchalanishni yaxshilashi mumkinligini koʻrsatadi, shu bilan birga erishish mumkin boʻlgan yaxshilanish dastlabki ishlov berish strategiyasi va loyqa xususiyatlariga bogʻliqligini ham namoyish etadi. (qarang: Jin et al., 2009)
Kommunal WAS boʻyicha boshqa tadqiqotda ultratovush yordamidagi bakterial dezintegratsiyadan keyin loyqaning eruvchan shaklga oʻtishi va aerob biologik parchalanish qobiliyati oshgani qayd etilgan. Dastlabki ishlov berilgan loyqada biologik parchalanish yoki yemirilish tezligi ishlov berilmagan nazorat namunasiga qaraganda yuqoriroq boʻlgan. (qarang: Kavitha et al. 2016)
Ultratovush bilan ishlov berish loyqa bilan bogʻliq boshqa jarayonlarni ham qoʻllab-quvvatlaydimi?
Ha. Ultratovush bilan ishlov berish flokulalar, EPS va mikrob hujayralarini parchalash orqali loyqaga ishlov berishning bir nechta jarayonlarini qoʻllab-quvvatlaydi:
Anaerob parchalash/Biogaz ishlab chiqarish: gidrolizni tezlashtiradi, eruvchan CODni oshiradi hamda VS parchalanishi va metan chiqishini yaxshilashi mumkin.
Fosforni ajratib olish: hujayralarga bogʻlangan va organik fosforni suyuq fazaga chiqarib, keyingi struvit yoki vivianit choʻktirish uchun uning mavjudligini oshiradi; ultratovush loyqa kulidan fosforni eritib ajratib olishni ham jadallashtirishi mumkin.
Adabiyotlar / Manbalar
- 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 yuqori unumli ultratovushli gomogenizatorlarni laboratoriya oʻlchamidan sanoat oʻlchamigacha ishlab chiqaradi.