Ultrazvuk zlepšuje čištění kalů z čistíren odpadních vod

Ultrazvukové ošetření, které zahrnuje zavedení vysoce intenzivních zvukových vln do kalu, je jednou z několika technologií, které podporují hydrolýzu při zpracování kalu.

Základní princip je založen na destrukci bakteriálních buněk a obtížně odbouratelných organických látek. Bakteriální buňky uvolňují svůj obsah, který je pak k dispozici ke konzumaci jinými druhy, zatímco organické látky jsou rozděleny na menší snadno biologicky rozložitelné frakce.

Když se ultrazvukové pole aplikuje na kapalné médium, během kavitačního procesu se tvoří minuty bublin. Tyto kavitační bubliny pronikají za extrémních teplotních a tlakových sil. Síla bublinových implozí rozbije částice kalu při aplikaci v čistírnách kalů. Účinky se mění podle intenzity ultrazvukového pole.

Při nižších intenzitách se vláknité organismy odtrhnou a / nebo se zničí z povrchu částic kalu, čímž se napomůže usazování kalu. Se zvyšující se intenzitou se mění distribuce velikosti částic a povrchový náboj částic kalu. Extracelulární polymerní materiály se uvolňují a spolu se změnou distribuce velikosti a náboje zlepšují odvodňovací vlastnosti čistírenských kalů v procesu známém jako "bioflokulace". Tento proces umožňuje lepší odvod kalu při nižší spotřebě polyelektrolytu.

Je-li zvýšena hladina ultrazvuku, materiál - včetně exocelulárních enzymů - se z povrchu částic kalu protřepává. Tento materiál katalyzuje biologické hydrolytické reakce a zlepšuje rychlost biokinetické reakce. V důsledku toho ultrazvuková technologie zlepšuje destrukci těkavých pevných látek, což zvyšuje produkci bioplynu a snižuje produkci pevných látek během anaerobní digesce, a snižuje produkci pevných látek během zpracování aktivovaného kalu.

Nakonec, při nejvyšším stupni insonace, jsou částice kalu zcela zničeny a jejich obsah vypuštěn ke spotřebě jinými druhy. Žáruvzdorný materiál je také rozdělen na menší biologicky rozložitelné frakce. Tento proces zlepšuje jak produkci bioplynu při anaerobní digesci, tak biologické odstraňování živin během zpracování aktivovaného kalu. To bylo prokázáno v plném rozsahu se zlepšením o více než 80% s ohledem na fosfor a 90% s ohledem na odstraňování amoniaku.

Ultrazvuk funguje dobře s odpady a kaly s velkým množstvím žáruvzdorného materiálu a / nebo buněčných látek, jako jsou odpady aktivovaného kalu. Tyto proudy pak mohou být během anaerobního štěpení snadno degradovány.

Tato technologie byla již několik let úspěšně používána v celoevropském měřítku v Evropě, kde je v provozu 14 závodů, ale nedávná data ze dvou čistíren v plném rozsahu v Německu zdokumentovala působivé výsledky.

Ultrazvukové ošetření sekundárního kalu zlepšilo destrukci těkavých pevných látek v anaerobních digestořích v průměru o 50%, což následně zvýšilo produkci bioplynu o 45% v čistírně odpadních vod v Süd v Německu. Vstupní proud anaerobního digestoru na tomto místě je nyní 100% sekundární kal. Kromě toho se výkon odvodnění zlepšil o pět procentních bodů při použití 11% méně polymeru.

Zničení těkavých pevných látek vzrostlo z 50% na 62% na úpravně kalů pomocí ultrazvukové technologie ve Wallerfangenu v Německu. Přívodní proud je zde směs primárního a sekundárního kalu v poměru 35:65. Výroba bioplynu navíc vzrostla v průměru o cca 25%. V odvodňovacím zařízení vzrostl obsah tuhých látek dortu až o sedm procentních bodů (zlepšení o> 40%) z pásového lisu, i když bylo použito o 33% méně polymeru. Odvodnění se zlepšilo ze 17% na 24% sušiny. Výsledkem zlepšeného odvodnění a destrukce těkavých pevných látek bylo 30% méně kalových koláčů opouštějících práce.