Ο υπέρηχος βελτιώνει την επεξεργασία της ιλύος λυμάτων

Η επεξεργασία με υπερήχους, η οποία περιλαμβάνει την εισαγωγή ηχητικών κυμάτων υψηλής έντασης σε μέσο ιλύος, είναι μία από τις πολλές τεχνολογίες που προάγουν την υδρόλυση κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας της ιλύος.

Η βασική αρχή βασίζεται στην καταστροφή των βακτηριακών κυττάρων και των οργανικών που είναι δύσκολο να υποβαθμιστούν. Τα βακτηριακά κύτταρα απελευθερώνουν το περιεχόμενό τους, τα οποία στη συνέχεια διατίθενται για κατανάλωση από άλλα είδη, ενώ τα οργανικά διαλύονται σε μικρότερα εύκολα βιοαποικοδομήσιμα κλάσματα.

Όταν ένα υπερηχητικό πεδίο εφαρμόζεται σε ένα υγρό μέσο, σχηματίζονται μικροσκοπικές φυσαλίδες κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σπηλαίωσης. Αυτές οι φυσαλίδες σπηλαίωσης πέφτουν υπό ακραίες δυνάμεις θερμοκρασίας και πίεσης. Η δύναμη των εμφυτευμάτων φυσαλίδων διασπά τα σωματίδια ιλύος όταν εφαρμόζεται σε επεξεργασία ιλύος λυμάτων. Τα αποτελέσματα ποικίλλουν ανάλογα με την ένταση του πεδίου υπερήχων.

Σε χαμηλότερες εντάσεις, οι νηματοειδείς οργανισμοί αναταράσσονται ή / και καταστρέφονται από την επιφάνεια των σωματιδίων ιλύος, βοηθώντας έτσι τον διαχωρισμό της ιλύος. Καθώς αυξάνεται η ένταση, η κατανομή μεγέθους σωματιδίων και το επιφανειακό φορτίο των σωματιδίων ιλύος αλλοιώνουν. Τα εξωκυτταρικά πολυμερικά υλικά απελευθερώνονται και, μαζί με την αλλοιωμένη κατανομή μεγέθους και το φορτίο, βελτιώνουν τα χαρακτηριστικά απομάκρυνσης της ιλύος καθαρισμού λυμάτων με μια διαδικασία γνωστή ως «βιοφυσιολογία». Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στην λάσπη να αποξηραίνει καλύτερα ενώ έχει χαμηλότερη κατανάλωση πολυηλεκτρολυτών.

Εάν το επίπεδο υπερήχων αυξηθεί, το υλικό - συμπεριλαμβανομένων των εξωκυτταρικών ενζύμων - ανακινείται από την επιφάνεια των σωματιδίων ιλύος. Αυτό το υλικό καταλύει τις αντιδράσεις βιολογικής υδρόλυσης και βελτιώνει τα ποσοστά βιοκινητικής αντίδρασης. Συνεπώς, η τεχνολογία υπερήχων βελτιώνει την καταστροφή πτητικών στερεών, η οποία αυξάνει την παραγωγή βιοαερίου και μειώνει την παραγωγή στερεών κατά την αναερόβια χώνευση και μειώνει την παραγωγή στερεών κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας ενεργού ιλύος.

Τέλος, στο ανώτατο επίπεδο της αναισθητοποίησης, τα σωματίδια ιλύος καταστρέφονται πλήρως και το περιεχόμενό τους απελευθερώνεται για κατανάλωση από άλλα είδη. Το πυρίμαχο υλικό διαλύεται επίσης σε μικρότερα βιοδιασπώμενα κλάσματα. Αυτή η διαδικασία βελτιώνει τόσο την παραγωγή βιοαερίου κατά τη διάρκεια της αναερόβιας χώνευσης όσο και την απομάκρυνση βιολογικών θρεπτικών ουσιών κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας της ενεργοποιημένης ιλύος. Αυτό έχει αποδειχθεί σε πλήρη κλίμακα με βελτιώσεις άνω του 80% όσον αφορά τον φωσφόρο και 90% σε σχέση με την απομάκρυνση της αμμωνίας.

Ο υπερηχογράφος λειτουργεί καλά με απόβλητα και ιλύ με μεγάλες ποσότητες πυρίμαχων υλικών και / ή κυτταρικών υλικών, όπως απορρίμματα ενεργοποιημένης ιλύος. Αυτά τα ρεύματα μπορούν στη συνέχεια να υποβαθμιστούν εύκολα κατά την αναερόβια χώνευση.

Η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε πλήρη κλίμακα στην ηπειρωτική Ευρώπη για αρκετά χρόνια με 14 εργοστάσια σε λειτουργία, αλλά πρόσφατα δεδομένα από δύο εργοστάσια επεξεργασίας πλήρους κλίμακας στη Γερμανία κατέγραψαν εντυπωσιακά αποτελέσματα.

Η επεξεργασία με υπερήχους της δευτερογενούς λυματολάσπης βελτίωσε την καταστροφή των πτητικών στερεών στους αναερόβιους χωνευτές κατά μέσο όρο 50%, γεγονός που στη συνέχεια αύξησε την παραγωγή βιοαερίου κατά 45% σε μονάδα επεξεργασίας λυμάτων στη Süd της Γερμανίας. Το ρεύμα τροφοδοσίας του αναερόβιου χωνευτήρα σε αυτή τη θέση είναι τώρα 100% δευτερογενής ιλύς. Επιπλέον, η απόδοση απομάκρυνσης νερού βελτιώθηκε κατά πέντε ποσοστιαίες μονάδες ενώ χρησιμοποιούσε 11% λιγότερο πολυμερές.

Η καταστροφή των πτητικών στερεών αυξήθηκε από 50% σε 62% σε εγκατάσταση επεξεργασίας ιλύος χρησιμοποιώντας τεχνολογία υπερήχων στο Wallerfangen της Γερμανίας. Εδώ, το ρεύμα τροφοδοσίας είναι μίγμα πρωτογενούς και δευτερογενούς ιλύος σε αναλογία 35:65. Επιπλέον, η παραγωγή βιοαερίου αυξήθηκε κατά μέσο όρο περίπου κατά 25%. Στη μονάδα αφυδάτωσης, η περιεκτικότητα σε στερεά κέικ αυξήθηκε κατά έως και επτά ποσοστιαίες μονάδες (βελτίωση> 40%) από μια πρέσα ιμάντων παρά τη χρήση 33% λιγότερο πολυμερούς. Η απόδοση αποστράγγισης βελτιώθηκε από 17% σε 24% ξηρά στερεά. Μαζί, η βελτίωση της αφυδάτωσης και η καταστροφή των πτητικών στερεών οδήγησε σε 30% λιγότερη κέικ λάσπης που εγκαταλείπει τα έργα.