Hielscher ultratovush texnologiyasi

Kanalizatsiya loyidan ultrasonik fosforni tiklash

  • Dunyoda fosforga bo'lgan talab ortib bormoqda, tabiiy fosfor resurslari bilan ta'minlanish esa kamaymoqda.
  • Kanalizatsiya loy va oqova suvlardagi loy fosforga boy, shuning uchun fosforni qaytarib olish uchun manba sifatida foydalanish mumkin.
  • Ultrasonik ho'l kimyoviy ishlov berish va yog'ingarchilik fosfatning oqova suvlar va kuydirilgan loyning qoldiqlaridan chiqishini yaxshilaydi va qayta tiklanishni ancha tejamkor qiladi.

Fosfor

Kanalizatsiya loy fosforga boy. Ultrasonik ekstraktsiya va yog'ingarchilik fosforning tiklanish jarayonini kuchaytiradi.Fosfor (fosfor, P) qayta tiklanmaydigan resurs bo'lib, u qishloq xo'jaligida o'g'it sifatida va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi, bu erda fosfor qimmatli qo'shimchalar (masalan, bo'yoqlar, kir yuvish vositalari, olovni saqlovchi vositalar, hayvonlar ozuqasi). Oqova suvlar, yoqib yuborilgan oqova suvlar shag'allari (ISSA), go'ng va sut oqindi suvlari fosforga boy bo'lib, fosforning cheklangan manbai va ekologik muammolar uchun fosforni qaytarib olish manbai bo'lib xizmat qiladi.
Suyuq chiqindi suvlar oqimidan fosforni qaytarib olish darajasi 40-50%, kanalizatsiya loy va oqova suvlar chiqindilaridan 90% gacha ko'tarilishi mumkin. Fosforni turli shakllarda to'plash mumkin, ulardan biri struvitdir (yuqori sifatli, sekin ajraladigan o'g'it sifatida baholanadi). Fosforning meliorativ holatini tejamkor qilish uchun tiklanish jarayonini yaxshilash kerak. Ultrasonikatsiya - bu jarayonni tezlashtiradigan va qaytarilgan minerallarning hosildorligini oshiradigan jarayonni kuchaytiruvchi usul.

Ultrasonik fosforni tiklash

Sonikatsiya ho'l kimyoviy ishlov berish va fosforni kanalizatsiya loyidan olish jarayonida yog'ingarchilikni kuchaytiradi.Sonikasyon ostida struvit (magniy ammoniy fosfat (MAP)), kaltsiy fosfat, gidroksiapatit (HAP) / kaltsiy gidroksiapatit, oktatsalsiy fosfat, trikaltsiyfosfat va dikalsiyfosfat dihidrat kabi qimmatbaho materiallar chiqindi oqimlardan olinishi mumkin. Ultrasonik ishlov berish ho'l kimyoviy ekstraktsiyani, shuningdek, kanalizatsiya loyidan va yoqib yuborilgan loydan qimmatbaho materiallarning yog'ingarchilik va kristallanishini (sono-kristallanishi) yaxshilaydi.
Mono yoqilgan kanalizatsiya loyidagi fosfor (8-10%), temir (10-15%) va alyuminiy (5-10%) miqdori yuqori bo'lsa-da, uning tarkibida qo'rg'oshin, zaharli og'ir metallar ham mavjud. kadmiy, mis va rux.

Biogaz Anaerob Digester

Ma'lumot so'rovini




Bizning e'tibor bering Maxfiylik siyosati.


Phopshorusni tiklash – Ikki bosqichli jarayon

  1. kislota ekstrakti
  2. Fosforni qaytarib olishning birinchi bosqichi fosforni oltingugurt kislotasi yoki xlorid kislotasi kabi kislota yordamida kanalizatsiya shlamidan yoki yondirilgan kanalizatsiya loyidan (ISSA) olish. Ultrasonik aralashtirish fosforni to'liq eritmaga o'tkazish uchun kislota va ISSA o'rtasidagi massa almashinuvini ko'paytirish orqali ho'l kimyoviy tanlab eritmaga o'tkazishga yordam beradi. Ekstraktsiya jarayonini yaxshilash uchun etilendiaminetetraatsetat kislotasi (EDTA) yordamida davolashdan oldingi bosqichdan foydalanish mumkin.

  3. Fosforning yog'ingarchiliklari
  4. Ultrasonik kristallanish fosfatlarning yog'ingarchilik miqdorini ekish joylarini ko'paytirib, kristall hosil qilish uchun molekulalarning adsorbsiyalanishi va to'planishini tezlashtiradi. Fosforni kanalizatsiya shlaklari va ISSA orqali ultrasonik yog'ingarchilikka, masalan, magniy gidroksidi va ammoniy gidroksidi yordamida erishish mumkin. Olingan cho'kindi struvit bo'lib, magniy, ammoniy, fosfor va kisloroddan iborat.

Struvitning sonokristalllanishi

Ultrasonik dispersiya fazalar orasidagi massa almashinuviga yordam beradi va fosfatlar uchun nukleatsiya va kristall o'sishni (masalan, struvit / MAP) boshlaydi.
Ultrasonik ichki yog'ingarchilik va struvitning kristallanishi sanoat miqyosida katta hajmdagi stramitlarni davolashga imkon beradi. Katta kanalizatsiya loy oqimini qayta ishlash masalasi doimiy ultrasonik jarayon orqali hal qilinishi mumkin, bu struvitning kristallanishini tezlashtiradi va kichikroq, bir xil fosfat zarralarini hosil qiluvchi kristall hajmini yaxshilaydi. Cho'kilgan zarralarning kattalik taqsimlanishi nukleatsiya darajasi va kristallning keyingi o'sish tezligi bilan belgilanadi. Tezlashtirilgan nukleatsiya va inhibe qilingan o'sish suvli eritmada kristallinli fosfat zarralari, ya'ni struvitning yog'ingarchiliklari uchun asosiy omillardir. Ultrasonikatsiya - bu reaktiv ionlarning bir hil tarqalishini olish uchun aralashmani yaxshilaydigan jarayonni kuchaytiruvchi usul.
Ultrasonik yog'ingarchilik zarrachalar hajmining torayishi, kristallning kichik hajmi, boshqariladigan morfologiyasi va tez nukleatsiya tezligini beradi.

Kanalizatsiya loyidan struvit kristallari hosil bo'lishi mumkin. Sonikasyon tiklanish jarayonini yaxshilaydi.

Cho'chqadan oqizilgan struvit kristallari (manba: Kim va boshqalar, 2017)

Masalan, PO bilan yog'ingarchilikning yaxshi natijalariga erishish mumkin3-4 : NH+4 : Mg2+ 1: 3 nisbatda: 4. 8 dan 10 gacha bo'lgan pH oralig'i fosfat P ni maksimal darajada chiqarilishiga olib keladi

Ultrasonication bu kaltsiy fosfat, magniy ammoniy fosfat (MAP) va gidroksiapatit (HAP), kaltsiy gidroksiapatit, oktatsalsiy fosfat, triktsiy fosfat va diksitsiyfosfat dihidrat kabi qimmatbaho materiallarning yog'ingarchilikini oshirish uchun yuqori samarali jarayondir. Kanalizatsiya loy, go'ng va sut oqindi suvlari ozuqaviy moddalarga boy chiqindi suvlar deb nomlanadi, bu yog'ingarchilik orqali juda qimmatli materiallarni ishlab chiqarish uchun javob beradi.

Struvit kristallining hosil bo'lishi:
mg2+ + NH+4 + HPO2-4 + H2The –> MgNH4pO4 H 6H2O + H+

Hielscher Ultrasonikasi sonokimyoviy dasturlar uchun yuqori samarali ultrasonikatorlar ishlab chiqaradi.

Laboratoriyadan pilot va sanoat miqyosidagi yuqori kuchli ultratovushli protsessorlar.

Yog'ingarchilik va yog'ingarchilik uchun sanoat ultrasonik uskunalar

UIP4000hdT oqim xujayrasi sanoat miqyosidagi inline sonication uchunYondirilgan kanalizatsiya loyini (ISSA) va sanoat miqyosidagi kanalizatsiya loyini tozalash uchun yuqori samarali ultrasonik tizimlar va reaktorlar talab qilinadi. Hielscher Ultrasonics yuqori quvvatli ultrasonik uskunalarni loyihalash va ishlab chiqarishga ixtisoslashgan – laboratoriya va skameykadan yuqorisigacha to'liq sanoat birliklarigacha. Hielscher ultrasonikatorlari kuchli va talab qilinadigan muhitda to'liq yuk ostida 24/7 ishlashi uchun qurilgan. Turli geometriyalar, sonotrodlar (ultratovushli zondlar) va mustahkamlovchi shoxlar bilan ishlaydigan oqim reaktorlari kabi aksessuarlar ultratovush tizimining jarayon talablariga eng moslashishini ta'minlaydi. Katta hajmli oqimlarni qayta ishlash uchun Hielscher 4 kVt, 10 kVt va 16 kVtli ultrasonik qurilmalarni taklif qiladi, ularni ultrasonik klasterlarga parallel ravishda osongina birlashtirish mumkin.
Hielscher-ning murakkab ultrasonikatorlari oson ishlashi va jarayon parametrlarini aniq boshqarish uchun raqamli sensorli displeyga ega.
Foydalanuvchilarga qulaylik va oson, xavfsiz ishlash - Hielscher ultrasonikatorlarining asosiy xususiyatlari. Masofaviy brauzer nazorati ultratovush tizimni kompyuter, smartfon yoki planshet orqali boshqarish va boshqarish imkonini beradi.
Quyidagi jadval sizga bizning ultrasonicators taxminiy qayta ishlash quvvatiga ega ekanligidan dalolat beradi:

Buyurtma miqdori Oqim darajasi Tavsiya Qurilmalar
10 2000mL uchun 20 400ml / min uchun Uf200 ः t, UP400St
0.1 20L 04L / min uchun .2 UIP2000hdT
10 100L uchun 10L 2 / min UIP4000hdT
ga 10 100L / min uchun UIP16000
ga katta Klaster UIP16000

Biz bilan bog'lanish! Bizdan so'rang!

Qo'shimcha ma'lumotni so'rang

Ultrasonik homojenizasyon haqida qo'shimcha ma'lumot talab qilish bo'lsangiz, iltimos, quyidagi shaklni foydalaning. Sizga talablarga javob beradigan ultratovushli tizimni taklif qilishdan mamnun bo'lamiz.









Iltimos, bizning e'tibor bering Maxfiylik siyosati.


Adabiyotlar / manbalar

  • Dodds, Jon A.; Espitalier, Fabienne; Louisnard, Olivier; Grossier, Romain; David, Rene; Xassoun, Meriam; Baillon, Fabien; Gatumel, Cendrine; Lichko, Natali (2007): Ultratovushning kristallanish-yog'ingarchilik jarayonlariga ta'siri: Ba'zi misollar va yangi ajratish modeli. Zarrachalar va zarrachalar tizimlarini tavsiflash, Wiley-VCH Verlag, 2007, 24 (1), pp.18-28
  • Xarbanda, A .; Prasanna, K. (2016): MAP (magniy ammoniy fosfati) va HAP (gidroksiapatit) shaklida sut oqava suvlaridan ozuqa moddalarini olish. Rasayan Journal of Chemistry Vol. 9, № 2; 2016. 215-221.
  • Kim D.; Jin Min, K .; Ko'k piyoz.; Yu, MS:; Park, KY (2017): Anaerobik hazm qilingan cho'chqaning oqava suvidan struvit kristallanishi orqali fosforni qaytarib olishga pH, molyar nisbat va davolashning ta'siri.. Atrof-muhit muhandisligi bo'yicha tadqiqotlar 22 (1), 2017. 12-18.
  • Rahman, M., Salleh, M., Axsan, A., Hossain, M., Ra, C. (2014): struvit kristallanishi orqali oqava suvlardan sekin ajraladigan kristalli o'g'it ishlab chiqarish. Arab. J. Chem. 7, 139-155.


Bilishingiz kerak bo'lgan dalillar

Ultrasonik yog'ingarchilik qanday ishlaydi?

Ultrasonikatsiya nukleatsiya va kristall o'sishiga ta'sir qiladi, bu ma'lum bo'lgan jarayon sonokristallizatsiya.
Birinchidan, ultratovush tekshiruvi suyuq eritmadan qattiq kristallar hosil bo'ladigan nukleatsiya tezligiga ta'sir ko'rsatishga imkon beradi. Yuqori quvvatli ultratovush suyuq muhitda vakuum pufakchalarining o'sishi va emirilishi bo'lgan kavitatsiyani hosil qiladi. Vakuum pufakchalari portlashi tizimga energiya kiritadi va ortiqcha ortiqcha energiyani kamaytiradi. Shunday qilib, ekish nuqtalari va nukleatsiya yuqori tezlikda va eng erta vaqtda boshlanadi. Kavitasyon pufagi va eritma o'rtasidagi o'zaro bog'liqlikda, eritma molekulasining yarmi erituvchi tomonidan eritiladi, molekula yuzasining boshqa yarmi kavitatsiya pufagi bilan qoplanadi, shunda suvning to'kilish darajasi pasayadi. Eritma molekulasining qayta erishi oldini oladi, eritmadagi molekulalarning koagulyatsiyasi kuchayadi.
Ikkinchidan, sonikasyon kristal o'sishiga yordam beradi. Ultrasonik aralashtirish molekulalarning massa uzatilishi va yig'ilishini kuchaytirib, kristallarning o'sishiga yordam beradi.
Sonikasyon orqali erishilgan natijalarni sonikasyon rejimi boshqarishi mumkin:
Uzluksiz sonikasyon:
Eritmani doimiy ultratovush bilan davolash ko'plab nukleatsiya joylarini hosil qiladi, shunda juda ko'p miqdordagi mayda kristallar hosil bo'ladi.
Pulsatsiya qilingan sonikatsiya:
Pulsatsiyalangan / aylanishli sonikatsiyani qo'llash kristall hajmini aniq boshqarish imkonini beradi
Nukleatsiyani boshlash uchun sonikatsiya:
Ultratovush faqat kristallanish jarayonining boshlanishida qo'llanilsa, sonli sonli yadrolar hosil bo'ladi, ular keyinchalik kattaroq hajmga o'stiriladi.

Kristallanish paytida ultrasonikatsiyadan foydalanib, kristall tuzilishlarning o'sish sur'ati, hajmi va shakli ta'sir qilishi va boshqarilishi mumkin. Sonikasyonun turli xil variantlari sono-kristallanish jarayonlarini aniq boshqariladigan va takrorlanadigan holga keltiradi.

ultratovush kavitasyon

Yuqori intensivlikdagi ultratovush suyuq vositani kesib o'tganida, yuqori bosimli (siqish) va past bosimli (kamfaksion) to'lqinlar suyuqlik bo'ylab o'zgarib turadi. Agar suyuqlikni kesib o'tadigan ultrasonik to'lqin uchun paydo bo'lgan salbiy bosim etarlicha katta bo'lsa, suyuqlik molekulalari orasidagi masofa suyuqlikni to'liq ushlab turish uchun zarur bo'lgan minimal molekulyar masofadan oshadi va keyin suyuqlik buzilib, vakuum pufakchalari yoki bo'shliqlar hosil bo'ladi. . Ushbu vakuum pufakchalari ham ma'lum Kavitasyonun pufakchalar.
Bunday aralashtirish kabi quvvat ultrasonik ilovalar uchun ishlatiladigan kavitatsiya pufakchalari tarqatish, Tegirmon, Ekstraksiya va boshqalar ultratovush zichligi 10 Wcm dan yuqori bo'lgan hollarda sodir bo'ladi2. Kavitatsiya pufakchalari bir nechta akustik past bosimli / yuqori bosimli tsikllar davomida ular ko'proq energiya yuta olmaydigan darajada o'sguncha o'sadi. Kavitasyon pufagi maksimal darajaga etganida, siqilish aylanishi paytida u shiddat bilan chiqib ketadi. Vaqtinchalik kavitasyon pufagining shiddatli qulashi juda yuqori harorat va bosim, juda yuqori bosim va harorat farqlari va suyuq oqim kabi ekstremal sharoitlarni keltirib chiqaradi. Ushbu kuchlar ultratovush dasturlarida ishlatiladigan kimyoviy va mexanik ta'sirlar manbai hisoblanadi. Har bir qulab tushadigan pufakni bir necha ming daraja harorat va ming atmosferadan yuqori bosim bir zumda yaratiladigan mikroreaktor deb hisoblash mumkin. [Suslik va boshqalar 1986].

Ultrasonik / akustik kavitasyon liziz deb nomlanadigan hujayra devorlarini ochadigan juda kuchli kuchlar hosil qiladi (kattalashtirish uchun shu yerni bosing!)

Ultrasonik ekstraksiya akustik kavitatsiyaga va uning gidrodinamik kesish kuchlariga asoslangan

Fosfor

Fosfor juda zarur, qayta tiklanmaydigan resursdir va mutaxassislar dunyo zarba berishini allaqachon taxmin qilishmoqda “fosfor cho'qqisi”, ya'ni etkazib berish endi ortib borayotgan talabni qondira olmaydi, taxminan. 20 yil. Evropa Komissiyasi allaqachon fosforni muhim xom ashyo sifatida tasniflagan.
Kanalizatsiya loylari ko'pincha dalalarga o'g'it sifatida tarqaladi. Biroq, kanalizatsiya loyida nafaqat qimmatli fosfat, balki zararli og'ir metallar va organik ifloslantiruvchi moddalar mavjud bo'lganligi sababli, Germaniya singari ko'plab davlatlar, oqova suvlarni o'g'it sifatida qancha foydalanish mumkinligini qonun bilan taqiqlamoqda. Germaniya kabi ko'plab mamlakatlarda o'g'itlarning qattiq qoidalari mavjud bo'lib, ular og'ir metallar bilan ifloslanishni qat'iyan cheklaydi. Fosfor cheklangan manba bo'lgani uchun, 2017 yildan boshlab Germaniya kanalizatsiya loyini tartibga solish kanalizatsiya zavodi operatorlaridan fosfatlarni qayta ishlashni talab qiladi.
Fosforni oqava suvlar, oqova suvlar, shuningdek, yoqib yuborilgan kanalizatsiya loyining kulidan olish mumkin.

fosfatdan iborat

Fosfat, noorganik kimyoviy, bu fosfor kislotasining tuzidir. Anorganik fosfatlar qishloq xo'jaligida va sanoatda foydalanish uchun fosfor olish uchun qazib olinadi. Organik kimyoda fosfat yoki organofosfat fosfor kislotasining esteridir.
Fosfor nomini fosfor elementi bilan aralashtirib yubormang (kimyoviy belgi P). Ular ikki xil narsadir. Azot guruhiga mansub bo'lgan ko'p balansli bo'lmagan fosfor odatda noorganik fosfat jinslarida uchraydi.
Organik fosfatlar biokimyo va biogeokimyoda muhim ahamiyatga ega.
Fosfat ion PO ning nomi43-. Fosfor kislotasi, o'z navbatida, uchlik kislotasi H3PO3. Bu 3 H ning kombinatsiyasi+ va bitta fosfit (PO)33-) ion.
Fosfor P belgisi va atom raqami 15 bo'lgan kimyoviy elementdir. Fosfor aralashmalari, shuningdek, portlovchi moddalar, asabiy vositalar, ishqalanish gugurtlari, o't o'chiruvchilar, pestitsidlar, tish pastalari va yuvish vositalarida keng qo'llaniladi.

struvit

Magniy ammoniy fosfati (MAP) deb ham ataladigan struvit NH kimyoviy formulasi bilan fosfat mineralidir.4MgPO4· 6H2O. Struvit ortorombali tizimda oqdan sarg'ish yoki jigar ranggacha oq piramidal kristallar shaklida yoki trombotsit shaklida bo'ladi. Yumshoq mineral bo'lgan struvit 1,5 dan 2 gacha Mohs qattiqligiga va past o'ziga xos tortishish kuchi 1,7 ga ega. Neytral va ishqoriy sharoitlarda struvit deyarli erimaydi, ammo kislotada oson eriydi. Struvit kristallari oqava suvda magndan molga (1: 1: 1) magniy, ammiak va fosfat mavjud bo'lganda hosil bo'ladi. Uchala element ham – magniy, ammiak va fosfat – odatda oqava suvlarda mavjud: magniy, asosan tuproqdan, dengiz suvidan va ichimlik suvidan, ammiak oqava suvdagi karbamiddan parchalanadi, fosfat esa oziq-ovqat, sovun va yuvish vositalarida oqava suvga tushadi. Ushbu uchta element mavjud bo'lganda struvit yuqori pH qiymatlari, yuqori o'tkazuvchanlik, past haroratlar va magniy, ammiak va fosfatning yuqori konsentratsiyalarida paydo bo'ladi. Oqindi suv oqimlaridan fosforni struvit sifatida olish va ushbu ozuqalarni qishloq xo'jaligiga o'g'it sifatida qayta ishlash istiqbolli.
Struvit - bu qishloq xo'jaligida ishlatiladigan qimmatbaho sekin ajraladigan mineral o'g'it bo'lib, u donador, ishlatish uchun qulay va hidsiz bo'lish afzalliklariga ega.