Shahar kanalizatsiya loyidan fosforni qayta tiklash uchun turli xil echimlar

Fosfor muhim mineral bo'lib, uning tabiiy ta'minoti tez sur'atlar bilan kamayadi. Shunday qilib, Germaniya hukumati 2029 yildan boshlab fosforni asosan kanalizatsiya loyidan olish kerakligi to'g'risida qaror qabul qildi. Quvvatli ultratovushni amalga oshirish shahar kanalizatsiya shlamidan fosforni qayta tiklashni faollashtirish uchun turli xil variantlarni ochadi.

Kanalizatsiya loyini tozalash inshootlari va fosforni qayta ishlash

Fosfor muhim element bo'lib, nozik kimyo va farmatsevtika sanoatida o'g'it va xom ashyo sifatida keng qo'llaniladi. Mavjud resurslarning tez qisqarishi tufayli Germaniya hukumati barcha shahar oqava suvlarini tozalash inshootlari shahar kanalizatsiya loylaridan fosforni olish uchun o'lchovlarni o'rnatishi kerak bo'lgan qonunni amalga oshirdi. Yuqori samarali ultratovushni amalga oshirish turli xil davolash usullarini taklif qiladi, bu esa fosforni qayta tiklash samaradorligini sezilarli darajada oshiradi.

Chiqindilarni suv o'simliklari loyning yaxshi hazm bo'lishi va fosfor kabi ozuqa moddalarini qayta tiklash uchun ultratovushdan foydalanadi.

Fosforni yaxshilash uchun ultratovushli kanalizatsiya loyini parchalash

Kanalizatsiya loyidagi biomassaning parchalanishini yaxshilash uchun kuchli ultratovush to'lqinlari bilan kanalizatsiya loyini nurlantirish aniq ko'rsatildi. Ko'pgina tadqiqot tadqiqotlari ultratovushli chiqindilarni faollashtirilgan loydan tozalashning afzalliklarini ko'rsatdi va Germaniyadagi shahar chiqindi suvlarini tozalash inshootlarida turli sanoat ultratovush tizimlari ishlamoqda.
Kanalizatsiya loyidagi substratlarni ultratovush bilan oldindan tozalash anaerob hazm qilish jarayonlari uchun bir qator foydali ta'sirlarga ega. Ushbu afzalliklar zarracha hajmini kamaytirish, gidroliz tezligini oshirish va gidravlik saqlash vaqtini qisqartirishni o'z ichiga oladi.
Yuqori intensivlikdagi / past chastotali ultratovush to'lqinlari natijasida hosil bo'lgan kavitatsion kesish kuchlari loy flok morfologiyasi va loyning mikrobial tuzilishining buzilishiga olib keladi.
The research team of Nguyen demonstrated in their studies “that the application of ultrasound is very effective in reducing the particle size of biomass, achieving a reduction to an average particle size of >78.78% proportional to the length of time and intensity of ultrasonic irradiation exposure. This indicated that the sludge particles disintegrated and sludge particle size decreased, based on an inverse relationship between the sonication time and floc particle size. The application was highly effective, despite the fact that sludge floc observations before treatment revealed that the sludge flocs were dense and highly compact, composed of many sub-compartments with compact cores, cell clusters, bacterial colonies, protozoa, and filamentous bacteria, among other factors. Analysis of the effluent shows that the ultrasonic process significantly disintegrated the structural integrity of sludge flocs of all sizes. Floc pieces were reduced to as little as ≤6.5 μm under optimal treatment conditions, and were dissolved in the sludge slurry after 5–10 min of ultrasonic treatment with a low ultrasound frequency of 20 kHz.” (Nguyen et al., 2015)
Samarali parchalangan kanalizatsiya loylari, ya'ni ultratovushli loy, biomassa va jelga o'xshash fraktsiyalardan, shuningdek, suvdan fosforga boy fraktsiyalarni olib tashlash imkonini beruvchi sezilarli darajada yaxshilangan ajratish xususiyatlarini ko'rsatadi. Ultrasonik kavitatsiya kanalizatsiya loyidagi biomassaning hujayra tuzilmalarini buzadi va keyinchalik (i) tsellyulozaga boy tolalar, (ii) ozuqaviy moddalarga boy jel va (iii) oson fermentatsiyalanadigan suyuqlikning uchta fraktsiyasiga bo'linishini osonlashtiradi. Loyning ushbu uchta fraktsiyasi qo'shimcha ravishda qayta ishlanishi mumkin, masalan, fosforni qayta ishlash, og'ir metallarni olib tashlash va boshqalar.

Fosforning ultratovushli kuchli nam-kimyoviy yog'ingarchilik

Ultrasonikatsiya - bu minerallar, zarralar va kristallarni samarali va samarali cho'ktirish uchun kimyoda uzoq vaqtdan beri qo'llanilgan taniqli usul. Kanalizatsiya loyidan fosforni qayta tiklash uchun struvitning yog'ingarchilik darajasini oshirish va tezlashtirish uchun sonikatsiya qo'llaniladi. Struvit (magniy ammoniy fosfat) NH formulali fosfat mineralidir.₄MgPO₄·6H₂ O, chiqindi loydan bog'langan shakldagi fosforni olib tashlash uchun oddiy yechim taklif qiladi.
Struvit kristallanish / cho'kish jarayonida ionlar PO₄^3-, NH₄⁺, va Mg²⁺ struvit cho'kmasi tufayli, reaksiya muvozanatga kelguncha suyuqlik fazasidan chiqariladi.

Struvit kristallari cho'chqa oqava suvlaridan cho'kadi.
(rasm va tadqiqot: ©Kim va boshq. 2017)

Ultrasonikatsiya struvit yog'ingarchilik jarayonidan oldin loydan oldingi tozalash sifatida qo'llanilganda, ultratovushli kavitatsiya kristall o'sishi uchun faol sirt maydonini ta'minlaydigan molekulyar darajada to'liq aralashtirishni ta'minlaydi. Hujayradan tashqari va hujayra ichidagi moddalarning eruvchanligi tezligining oshishi NH ning biologik mavjudligini oshirish orqali struvit cho'kmasiga qo'shimcha foyda keltiradi.₄⁺ va PO₄^3- ionlari. Sonikatsiya bilan ishlov berish ultratovushli kavitatsiyadan kelib chiqadigan atala orqali osonlashtirilgan massa o'tkazilishiga olib keladi.
Sonikatsiya gidrotermal karbonizatsiya suyuqligiga ham qo'llanilishi mumkin, bu erda fosfor ultratovush yordamida ekstraktsiya va yog'ingarchilik orqali gidrotermal karbonizatsiya suyuqligidan struvit sifatida qayta ishlanadi.
Kanalizatsiya loyidan fosforni olish uchun keng ko'lamli struvit yog'inlari haqida ko'proq o'qing!

Kanalizatsiya loyidan fosforni chiqarish uchun Sono-Fenton

Gong va boshqalarni o'rganish. (2015) qo'shma ultratovush - Fenton (shuningdek, sono-Fenton deb ham ataladi) kanalizatsiya loyini parchalash uchun oldindan tozalash samaradorligini ko'rsatdi. Ultratovush - Fenton bilan davolashni qo'llash uglerod, azot va fosforning chiqarilishini sezilarli darajada oshirdi. Sono-Fenton bilan davolash faqat Fenton bilan davolash bilan solishtirganda umumiy azot (N) va fosforni (P) mos ravishda 1,7 va 2,2 baravar oshirdi. Sono-Fenton bilan ishlov berishdan so'ng, skanerlash elektron mikroskopiga asoslangan loy sezilarli darajada mayda zarrachalar hajmi va yumshoqroq mikro tuzilmani ko'rsatdi. Elektron spin rezonansidan foydalangan holda, eng yuqori OH• signal intensivligi Fenton bilan ishlov berishda 568,7 dan sono-Fenton bilan ishlov berishdan keyin 1106,3 gacha ko'tarildi. Bu shuni ko'rsatdiki, sono-Fenton bilan ishlov berish loyning parchalanishiga olib keladi va organik uglerod, azot va fosforni sezilarli darajada yaxshilaydi.

Ultrasonik intensivlashtirilgan mikrobial yonilg'i xujayralari

Kanalizatsiya loyini ultratovush bilan oldindan tozalash loy matritsasidan turli xil organik birikmalarning eruvchanligiga yordam beradi, bu esa keyinchalik mikrobial elektrohidrogenezni tezlashtiradi.
More va Ghangrekar (2010) mikrobial yonilg'i xujayralariga sonikatsiyadan oldingi ishlov berishning foydali ta'sirini yaxshilangan fermentativ faollikka va ultratovushli sonoporatsiya va ultratovush orqali loy qatlamlarining ichki qatlamlaridan tashqi qatlamlarga chiqariladigan hujayradan tashqari oqsillar, polisakkaridlar va fermentlarning mavjudligiga hissa qo'shadi. hujayraning buzilishi, natijada substratdan foydalanish samaradorligi yaxshilanadi. Mikrobial yonilg'i xujayralaridan elektr energiyasini yig'ishni yaxshilash uchun bakteriyalarning hujayradan tashqari qattiq moddaga elektron o'tkazish qobiliyatini yaxshilash kerak. Ushbu hujayradan tashqari elektron almashinuvi hujayra yuzasi va qattiq sirt o'rtasida bevosita aloqada yoki bilvosita ekzogen va endogen vositachilar orqali sodir bo'lishi mumkin. Bakteriyalar va elektrod yuzasi o'rtasida elektronni to'g'ridan-to'g'ri uzatish uchun elektron hujayraning tashqi membranasiga etib borishi kerak. Bu hodisa o'ziga xos energiya etarli bo'lganida, inokulumga ultratovush bilan oldindan ishlov berish natijasida yuzaga kelgan bo'lishi mumkin; demak, yuqori kulon samaradorligini qo'llab-quvvatlaydi.
Ultrasonik intensivlashtirilgan mikrobial elektroliz jarayoni loyni tozalash uchun keyingi fermentatsiya jarayonlari bilan birlashtirilishi mumkin.

Sono-elektrokimyoviy kanalizatsiya loyini tozalash

Elektrokoagulyatsiya oddiy jarayon bo'lib, chiqindi suvga osonlik bilan qo'llanilishi mumkin va katta hajmlarni samarali va iqtisodiy jihatdan samarali tozalash imkonini beradi. Ultrasonikatsiya elektrodlardan passivlashtiruvchi qatlamlarning shakllanishiga to'sqinlik qilib, elektrokoagulyatsiya jarayonlarining asosiy kamchiliklarini bartaraf etishga yordam beradi. Vaqt o'tishi bilan elektrod yuzasida hosil bo'ladigan passiv plyonkalar elektrokoagulyatsiya tizimlarining samaradorligini keskin pasaytiradi va ultratovush bu passivlashtiruvchi qatlamlarni ish paytida doimiy ravishda olib tashlashning oson usuli hisoblanadi, shu bilan birga sonikatsiya elektrokoagulyatsiya tizimlarining aylanishini oshiradi. Ultrasonik to'lqinlar elektrod yuzasida hosil bo'lgan cho'kindilarni parchalab tashlaydi va kavitatsiya hodisasi paytida eritma ichida yuqori bosim nuqtalarini yaratib, ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun ko'p miqdorda radikal turlarni hosil qiladi. Elektrokoagulyatsiyani ultratovush bilan birlashtirib, kavitatsiya yoki mikro-oqim orqali elektrodda yangi sirtlarni yaratish tufayli, tarqatish qatlamining qalinligining pasayishi massa o'tkazuvchanligini oshirish orqali kuchayadi. Sono-elektrokoagulyatsiya elektrokoagulyatsiya bilan solishtirganda koagulyant hosil bo'lish miqdorini oshiradi va flokulyatsiya ekstremal aralashtirish va erkin radikal shakllanishi bilan oksidlanish orqali kuchayadi; shuning uchun istalgan samaraga eng qisqa vaqt ichida erishish mumkin.
(Moradi va boshq., 2021)

Sonoelektrokimyo va sonoelektrokoagulyatsiyaning afzalliklari

"Sonoelektrokimyo - bu elektrokimyoviy tizimdagi ultratovush energiyasining kombinatsiyasi bo'lib, u elektrod yuzasida gaz pufakchalarini olib tashlash, eritmani gazsizlantirish, Nernst diffuziya qatlamini buzish, ikki qatlam orqali elektroaktiv turlarning massa tashishini kuchaytirish va boshqalar kabi bir qator afzalliklarni taqdim etadi. elektrod yuzasini faollashtirish va tozalash. Elektrokimyodagi bu imtiyozlar jarayon samaradorligini oshirishga (elektrod va oqim samaradorligi), elektrokimyoviy stavkalar va rentabellikni oshirishga, hujayra kuchlanishlari va elektrodlarning ortiqcha potentsiallarini kamaytirishga, qattiqlik, sifat, g'ovaklik va qalinlik nuqtai nazaridan elektrodozlangan materiallarning yaxshilanishiga va elektrodlarning ifloslanishini bostirishga olib keladi. elektrod yuzasida gazsizlantirish. (Foroughi va boshqalar, 2021)
Sono-elektrokimyoviy uskunalar va uning ilovalari haqida ko'proq o'qing!

Kanalizatsiya loyini tozalash uchun sanoat ultratovush tizimlari

Hielscher Ultrasonics yuqori samarali tizimlari chiqindi suv va kanalizatsiya loyini tozalash inshootlarida ishonchli ish kuchi hisoblanadi. Hielscher ultratovush tizimlari 20kHz chastotada yuqori quvvatli ultratovushni etkazib beradi, bu esa kuchli akustik kavitatsiyani yaratadi. Bizning yuqori quvvatli ultratovushli davolashimiz ta'siri hujayraning buzilishi va parchalanishi, yuqori massa o'tkazuvchanligi, dezinfeksiya, polimerlarning parchalanishi, fermentlarning chiqarilishi va loyning gomogenizatsiyasini o'z ichiga oladi. Yuqori intensiv sonikatsiya oksidlovchi radikallarni hosil qilish va yadrolanish joylarini ko'paytirish orqali davolash samaradorligini yaxshilaydi, yaxshi koagulyatsiya va flokulyatsiyani ta'minlaydi. Ushbu kuchli ultratovushli kavitatsiya kuchlarining ishonchli va uzluksiz ishlab chiqarilishi va uning ta'siri bizning kuchli ultratovushli protsessorlarimizni kanalizatsiya loyidan energiya va ozuqaviy moddalarni yig'ishni yaxshilash uchun turli xil ilovalar uchun birlashtirishga imkon beradi.

• Kanalizatsiya loyining ultratovushli parchalanishi
• Ultrasonik intensivlashtirilgan anaerob hazm qilish
• Qimmatbaho ozuqa moddalarini (fosfor, azot, magniy, kaltsiy, kaliy va boshqalar) qayta tiklash.
• Og'ir metallar kabi ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash

Har xil o'lchamdagi oqimli reaktorlarga ega ultratovushli protsessorlarni taklif qiluvchi Hielscher Ultrasonics sizning kanalizatsiya loy ob'ektingiz uchun ideal ultratovushli chiqindilar va loyni tozalash tizimlariga ega.
Modulli dizayn bir nechta ultratovush qurilmalarini parallel ravishda o'rnatishga imkon beradi, bu esa har qanday hajmni ishonchli va samarali davolash imkonini beradi.
Hielscher yuqori quvvatli / yuqori o'tkazuvchanlik ultratovush tizimlari kanalizatsiya loyidagi biomassani davolashda samaradorlik va hosildorlikni oshiradi.
Bizning barcha ultrasonikatorlarimiz joyida tozalash (CIP) xususiyatiga ega.
Qattiq muolajalar uchun javob beradi: Kanalizatsiya loylari ko'pincha tsellyuloza miqdori yuqori bo'lgan tolali materiallarni o'z ichiga oladi, ularni parchalanishi qiyin. Hielscher ultratovush’ sanoat ultratovushli protsessorlar juda yuqori amplitudalarni etkazib berishi mumkin. 200 mikrongacha bo'lgan amplitudalar 24/7 ishda osongina uzluksiz ishlashi mumkin. Bundan ham yuqori amplitudalar uchun moslashtirilgan ultratovushli sonotrodlar mavjud. Bunday yuqori amplitudalar tsellyulozalarning hujayra tuzilishini, ligninni va boshqa materiallarning mustahkam hujayra devorlarini buzishning samarali usuli hisoblanadi. Oqim xujayrasi reaktorlarining optimallashtirilgan dizayni oqimning ideal sxemalarini va oziqlangan loyni bir xil, samarali ultratovushli ishlov berishni ta'minlaydi.

Biz tizim integratorlari va kanalizatsiya loy zavodlarining muhandislari bilan ishlaymiz

Yuqori samarali ultratovush modulli birliklarining ishlab chiqaruvchisi va tizim quruvchisi sifatida Hielscher Ultrasonics tizim integratorlari bilan birgalikda ishlaydi. Chiqindi suv va kanalizatsiya loyini tozalash inshootlarining aksariyat operatorlari bunday tozalash inshootlarini loyihalash va avtomatlashtirishda yaxshi tajribaga ega tizim integratorlari bilan ishlaydi. Dizayn muhandislari va texnik muhandislarimiz jamoasi maqsadli loy hajmi uchun optimal ultratovush konfiguratsiyasini tavsiya qiladi, batafsil tizim ma'lumotlarini, SAPR chizmalarini, shuningdek o'rnatish xizmati va operatsion treningni taqdim etadi. Bu kanalizatsiya tozalash inshootlarida yuqori samarali ultratovushli integratsiyani konstruktiv va maqsadga yo'naltirilgan amalga oshirish imkonini beradi. Agar siz loyni tozalashni yaxshilash uchun ultratovushli protsessorlarimizni integratsiyalashdan manfaatdor bo'lsangiz, iltimos biz bilan bog'laning!

Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan:

Hielscher ultratovushli kanalizatsiya loyini tozalash tizimlari, o'rnatish imkoniyatlari va texnik ma'lumotlar haqida batafsil ma'lumot olish uchun hozir biz bilan bog'laning!