Ультразвук покращує обробку осадів стічних вод

Ультразвукова обробка, яка передбачає введення звукової хвилі високої інтенсивності в середовище шламу, є однією з декількох технологій, що сприяють гідролізу під час обробки осаду.

Основний принцип базується на руйнуванні бактеріальних клітин і важко деградуючих органічних речовин. Бактеріальні клітини вивільняють їх вміст, який потім доступний для споживання іншими видами, тоді як органічні речовини розбиваються на менші легкорозкладані фракції.

Коли ультразвукове поле наноситься на рідку середу, у процесі кавітації утворюються хвилинні бульбашки. Ці кавітаційні бульбашки імплодують під впливом сил температури і тиску. Сила імплозії бульбашок розбиває частинки шламу при застосуванні в обробці осадів стічних вод. Ефекти змінюються в залежності від інтенсивності ультразвукового поля.

При менших інтенсивностях ниткоподібні організми струшуються та / або руйнуються з поверхні частинок шламу, тим самим сприяючи заселенню осаду. По мірі збільшення інтенсивності змінюється розподіл частинок за розміром і поверхневий заряд частинок шламу. Виділяються позаклітинні полімерні матеріали, які разом із зміненим розподілом розмірів і зарядом покращують характеристики зневоднення осаду стічних вод у процесі, відомому як "біофлокуляція". Цей процес дозволяє краще зневоднювати шлам, маючи менший витрата поліелектролітів.

Якщо рівень ультразвуку збільшується, матеріал - включаючи екзоцелюлярні ферменти - струшують з поверхні частинок шламу. Цей матеріал каталізує реакції біологічного гідролізу і покращує швидкість біокінетичної реакції. Отже, ультразвукова технологія покращує руйнування летких твердих речовин, що збільшує виробництво біогазу та знижує вихід твердих речовин під час анаеробного зброджування, а також зменшує виробництво твердих речовин під час обробки активним мулом.

Нарешті, на найвищому рівні інтонації частки шламу повністю знищуються, а їх вміст вивільняється для споживання іншими видами. Вогнетривкий матеріал також розбивається на менші біорозкладані фракції. Цей процес покращує як виробництво біогазу під час анаеробного зброджування, так і видалення біологічних поживних речовин під час обробки активним мулом. Це було продемонстровано в повному масштабі з поліпшенням понад 80% по відношенню до фосфору і 90% по відношенню до видалення аміаку.

Ультразвук добре працює з відходами і шламом з великою кількістю вогнетривких матеріалів та / або клітинних речовин, таких як потоки активного мулу. Ці потоки можуть бути легко розкладені під час анаеробного зброджування.

Ця технологія успішно використовується в повному масштабі в континентальній Європі протягом декількох років з 14 заводів в експлуатації, але останні дані двох повномасштабних очисних споруд у Німеччині підтвердили вражаючі результати.

Ультразвукова обробка вторинних осадів стічних вод поліпшила знищення летких твердих речовин в анаеробних тракторах в середньому на 50%, що в подальшому збільшило виробництво біогазу на 45% на очисній станції в Шуд, Німеччина. Потік подачі анаеробного варильного котла на цій ділянці зараз 100% вторинного шламу. Крім того, продуктивність зневоднення поліпшилася на п'ять відсоткових пунктів при використанні 11% менше полімеру.

Руйнування летких твердих речовин збільшилося з 50% до 62% на установці для обробки шламу з використанням ультразвукової технології в місті Валлерфанген, Німеччина. Тут подаваний потік являє собою суміш первинного і вторинного шламу в співвідношенні 35:65. Крім того, виробництво біогазу збільшилося в середньому приблизно на 25%. В установці зневоднення вміст твердих речовин у макухах збільшувався до семи відсоткових пунктів (поліпшення> 40%) з стрічкового преса, незважаючи на використання полімеру на 33% менше. Продуктивність зневоднення покращилася з 17% до 24% сухих речовин. Спільне поліпшення зневоднення та руйнування летких твердих речовин призвели до того, що обробку шлаків на 30% менше.