Co je ultrazvukové čištění odpadních vod?

S urychlením industrializace a růstem populace se čištění odpadních vod stalo globálním environmentálním problémem. Tradiční metody čištění odpadních vod mají problémy, jako je nízká účinnost, vysoká spotřeba energie a vysoké náklady na čištění. Jako nová metoda čištění odpadních vod má technologie čištění odpadních vod ultrazvukovou oxidací výhody vysoké účinnosti, nízké spotřeby energie a ochrany životního prostředí a získala širokou pozornost a výzkum.

Princip:

Na základě konceptu zlepšení míry využití vodních zdrojů se při čištění odpadních vod používá ultrazvuková technologie ke zlepšení míry využití odpadních vod. Ultrazvuková technologie se používá k opětovnému využití odpadních vod vypouštěných z průmyslu a výroby. Ultrazvukové vlny jsou elastické vlny s frekvencí obecně vyšší než 16 kHz. Ultrazvukové vlny se obvykle používají k čištění, emulgaci a chemickému použití. V současné době se v mnoha průmyslových odvětvích zavádějí ultrazvukové vlny, které řeší související problémy. Proto je rozsah použití ultrazvukové techniky velmi široký a má velký rozvojový potenciál. Použití ultrazvuku při čištění odpadních vod je způsobeno především frekvenční výhodou ultrazvuku. Jeho frekvence způsobí, že kapalná látka po průchodu projde kvalitativními změnami, čímž dojde k chemické reakci. Když frekvence ultrazvuku dosáhne vyšší úrovně, oddělí jednotlivé molekuly ve volném půlcyklu kapaliny, což usnadní vznik kavitačních jader. Kavitační jádro má krátkou dobu výskytu, ale energie generovaná jeho výbuchem je velmi obrovská. Mezi tyto energie patří vysoká teplota 4000 K, prostředí vysokého tlaku 100 MPa a nejdůležitější mikrotryska. Oblast, kde je aktivní kavitační jádro, se nazývá ultrazvuková kavitace. Ultrazvuková kavitace bude řídit rozpouštění organických molekul a produkovat chemické reakce, jako jsou volné radikály, což je prospěšné pro vývoj čištění odpadních vod, zlepšuje účinnost čištění odpadních vod a řídí míru využití vodních zdrojů.

Metody:

1. Ultrazvuková předúprava: Odpadní voda, která má být zpracována, je předčištěna ultrazvukovým zařízením, převážně využívajícím mechanické působení ultrazvuku k rozbití a rozptýlení organických molekul v odpadní vodě, zvětšení jejího povrchu a vytvoření podmínek pro následné oxidační reakce;

2. Oxidační reakce: Odpadní voda předčištěná ultrazvukem je vstřikována do oxidačního reaktoru a organická hmota v odpadní vodě je oxidována a rozkládána chemickým působením ultrazvuku přidáním kyslíku nebo oxidantů. Během oxidační reakce lze podle potřeby upravit frekvenci, výkon a dobu ošetření ultrazvukem, aby se dosáhlo nejlepšího účinku ošetření;

3. Sedimentace a filtrace: Po oxidační reakci se v odpadních vodách vytvoří určitý sediment, který lze oddělit sedimentací a filtrací. Sediment lze dále upravovat nebo likvidovat, aby se snížil dopad na životní prostředí;

4. Dezinfekční ošetření: Upravená odpadní voda se dezinfikuje, aby se zabily zbytkové mikroorganismy a zajistilo se, že upravená odpadní voda splňuje normy pro vypouštění.

výhody:

1. Vysoká účinnost: Mechanické a chemické účinky ultrazvuku mohou urychlit proces oxidace a rozkladu organické hmoty v odpadních vodách a zlepšit účinnost čištění;

2. Nízká spotřeba energie: Ve srovnání s tradičními metodami oxidace mají metody čištění odpadních vod ultrazvukovou oxidací nižší spotřebu energie a šetří energii;

3. Ochrana životního prostředí: Metody čištění odpadních vod ultrazvukovou oxidací nevyžadují přidávání velkého množství chemických látek, snižujících znečištění životního prostředí;

4. Flexibilita: Metody čištění odpadních vod ultrazvukovou oxidací lze upravit podle různých charakteristik odpadních vod a požadavků na čištění a mají větší flexibilitu.

Aplikace:

1. Ultrazvuková vlna a ozón se používají společně pro čištění odpadních vod a ultrazvuková degradace, sterilizace a dezinfekce královským kyslíkem působí na odpadní vodu společně;

2. Ultrazvuková vlna a peroxidový plyn se používají společně pro čištění odpadních vod k dosažení účelu degradace, sterilizace a dezinfekce znečištěných vodních útvarů;

3. Ultrazvukové vlny a ultrafialové světlo se používají společně pro čištění odpadních vod a vzniká fotoakustická chemická technologie. Degradační schopnost technologie ultrazvukových vln a ultrafialového světla je kombinována se synergickými a komplementárními účinky k degradaci běžných organických polutantů fenolu, tetrahydrouhlíku, trihydromethanu a kyseliny trichloroctové v odpadních vodách, takže produkty degradace těchto čtyř látek jsou voda, oxid uhličitý, mastné kyseliny C1 nebo s krátkým řetězcem, které jsou snadno biologicky odbouratelné;

4. Technologie čištění ultrazvukovými vlnami a magnetizace se používají společně pro čištění odpadních vod. Magnetizace může nejen dosáhnout separace pevných látek a kapalin pro odpadní vody, ale také degradovat organické látky, jako je CHSK a BSK, a může také odbarvit obarvenou vodu;

5. Ultrazvuková vlna může být také použita jako pomocná technologie pro tradiční chemickou sterilizaci. Při použití tradičních chemických metod pro čištění odpadních vod ve velkém měřítku může přidání ultrazvukového záření výrazně snížit množství chemických látek.

Stručně řečeno, jako vznikající technologie čištění odpadních vod má ultrazvuková metoda čištění odpadních vod výhody vysoké účinnosti, nízké spotřeby energie a ochrany životního prostředí. Prostřednictvím mechanických a chemických účinků ultrazvuku mohou být organické látky v odpadních vodách účinně oxidovány, aby se zlepšila účinnost čištění. Technologie čištění odpadních vod s ultrazvukovou oxidací má široké vyhlídky na použití v oblasti čištění průmyslových odpadních vod a čištění městských odpadních vod a poskytne nové řešení pro řešení globálního problému čištění odpadních vod.

Použití : ultrazvukové technologie při zpracování kalů a odpadních toků může vést k různým výsledkům, jako jsou

· Zvýšená produkce bioplynu

· Zlepšená anaerobní digesce

· Vylepšený poměr C/N pro denitrifikaci

· Zlepšené chování při usazování díky odplynění a rozpadu vloček

· Zlepšené koncentrační procesy pro zbytkový kal

· Zlepšené trávení a odvodňovací schopnosti

· Snížené dávkování koagulantu

· Nižší náklady na zpracování díky snížení zbytkového kalu po vyhnívání

· Snížení potřeby polymerů

· Narušení vláknitých bakterií

Závěr:

Ultrazvuková technologie představuje slibné řešení pro efektivní zpracování kalů a odpadních materiálů. Využitím síly ultrazvukových vln mohou průmyslová odvětví zlepšit své postupy nakládání s odpady, zvýšit účinnost zpracování a přispět k udržitelnějšímu přístupu k péči o životní prostředí.