Ce este tratarea cu ultrasunete a apelor uzate?

Odată cu accelerarea industrializării și creșterea populației, epurarea apelor uzate a devenit o problemă globală de mediu. Metodele tradiționale de tratare a apelor uzate au probleme precum eficiența scăzută, consumul ridicat de energie și costul ridicat de tratare. Ca metodă emergentă de tratare a apelor uzate, tehnologia de tratare a apelor uzate prin oxidare cu ultrasunete are avantajele unei eficiențe ridicate, consum redus de energie și protecție a mediului și a primit o atenție și cercetare pe scară largă.

Principiu:

Pe baza conceptului de îmbunătățire a ratei de utilizare a resurselor de apă, tehnologia cu ultrasunete este utilizată în tratarea apelor uzate pentru a îmbunătăți rata de utilizare a apelor uzate. Tehnologia cu ultrasunete este folosită pentru reutilizarea apelor uzate evacuate din industrie și producție. Undele ultrasunete sunt unde elastice cu o frecvență în general mai mare de 16 kHz. Undele cu ultrasunete sunt de obicei folosite pentru curățare, emulsionare și utilizare chimică. În prezent, undele ultrasonice sunt introduse în multe industrii pentru a face față problemelor conexe. Prin urmare, domeniul de aplicare a tehnologiei cu ultrasunete este foarte larg și are un mare potențial de dezvoltare. Utilizarea ultrasunetelor în tratarea apelor uzate se datorează în principal avantajului de frecvență al ultrasunetelor. Frecvența sa va face ca substanța lichidă să sufere modificări calitative după trecerea prin ea, provocând astfel o reacție chimică. Când frecvența ultrasunetelor atinge un nivel mai ridicat, va separa moleculele constitutive în semiciclul liber al lichidului, făcând ușor apariția nucleelor ​​de cavitație. Nucleul de cavitație are o perioadă scurtă de apariție, dar energia generată de explozia sa este foarte mare. Aceste energii includ 4000K de temperatură ridicată, 100Mpa mediu de înaltă presiune și cel mai important microjet. Zona în care este activ nucleul de cavitație se numește cavitație ultrasonică. Cavitația cu ultrasunete va conduce la dizolvarea moleculelor organice și va produce reacții chimice, cum ar fi radicalii liberi, care este benefică pentru evoluția epurării apelor uzate, va îmbunătăți eficiența epurării apelor uzate și va determina rata de utilizare a resurselor de apă.

Metode:

1. Pretratare cu ultrasunete: Apele uzate care urmează să fie tratate sunt pretratate cu un dispozitiv cu ultrasunete, utilizând în principal acțiunea mecanică a ultrasunetelor pentru a sparge și dispersa moleculele organice în ape uzate, pentru a crește suprafața acesteia și pentru a oferi condiții pentru reacțiile de oxidare ulterioare;

2. Reacția de oxidare: Apele uzate pretratate prin ultrasunete sunt injectate în reactorul de oxidare, iar materia organică din canalizare este oxidată și descompusă prin acțiunea chimică a ultrasunetelor prin adăugarea de oxigen sau oxidanți. În timpul reacției de oxidare, frecvența, puterea și timpul de tratament al ultrasunetelor pot fi ajustate după cum este necesar pentru a obține cel mai bun efect de tratament;

3. Sedimentare și filtrare: Unele sedimente vor fi generate în canalizarea după reacția de oxidare, care pot fi separate prin sedimentare și filtrare. Sedimentul poate fi tratat în continuare sau eliminat pentru a reduce impactul asupra mediului;

4. Tratament de dezinfecție: Apele uzate tratate sunt dezinfectate pentru a ucide microorganismele reziduale și pentru a se asigura că apele uzate tratate îndeplinesc standardele de evacuare.

Avantaje:

1. Eficiență ridicată: Efectele mecanice și chimice ale ultrasunetelor pot accelera procesul de oxidare și descompunere a materiei organice din ape uzate și pot îmbunătăți eficiența epurării;

2. Consum redus de energie: În comparație cu metodele tradiționale de oxidare, metodele de tratare a apelor uzate prin oxidare cu ultrasunete au un consum mai mic de energie și economisesc energie;

3. Protecția mediului: Metodele de tratare a apelor uzate prin oxidare cu ultrasunete nu necesită adăugarea unei cantități mari de agenți chimici, reducând poluarea mediului;

4. Flexibilitate: Metodele de tratare a apelor uzate prin oxidare cu ultrasunete pot fi ajustate în funcție de diferitele caracteristici ale apelor uzate și cerințe de tratare și au o flexibilitate mai mare.

Aplicație:

1. Unda cu ultrasunete și ozonul sunt utilizate împreună pentru tratarea apelor uzate, iar degradarea cu ultrasunete, sterilizarea și dezinfecția cu oxigen regal acționează asupra apelor uzate împreună;

2. Undele cu ultrasunete și gazul peroxid sunt utilizate împreună pentru tratarea apelor uzate pentru a atinge scopul de degradare, sterilizare și dezinfectare a corpurilor de apă poluate;

3. Unda cu ultrasunete și lumina ultravioletă sunt utilizate împreună pentru tratarea apelor reziduale și se formează tehnologia chimică fotoacustică. Capacitatea de degradare a tehnologiei undelor ultrasonice și a luminii ultraviolete este combinată cu efecte sinergice și complementare pentru a degrada poluanții organici obișnuiți fenolul, tetrahidrocarburile, trihidrometanul și acidul tricloracetic din ape uzate, astfel încât produsele de degradare a celor patru substanțe să fie apă, dioxid de carbon, C1 sau acizi grași cu lanț scurt ușor biodegradabili;

4. Tehnologia de tratare a undelor cu ultrasunete și a magnetizării sunt utilizate împreună pentru tratarea apelor uzate. Magnetizarea nu numai că poate realiza separarea solid-lichid pentru canalizare, ci și poate degrada materia organică, cum ar fi COD și BOD, și poate, de asemenea, să decoloreze apa vopsită;

5. Unda cu ultrasunete poate fi folosită și ca tehnologie auxiliară pentru tratamentul tradițional de sterilizare chimică. Atunci când utilizați metode chimice tradiționale pentru tratarea apelor uzate pe scară largă, adăugarea de radiații ultrasonice poate reduce foarte mult cantitatea de agenți chimici.

Pe scurt, ca tehnologie emergentă de tratare a apelor uzate, metoda de tratare cu ultrasunete a apelor uzate are avantajele unei eficiențe ridicate, consum redus de energie și protecție a mediului. Prin efectele mecanice și chimice ale ultrasunetelor, materia organică din canalizarea poate fi oxidată eficient pentru a îmbunătăți eficiența tratamentului. Tehnologia de tratare a apelor uzate prin oxidare cu ultrasunete are perspective largi de aplicare în domeniul epurării apelor uzate industriale și al epurării apelor uzate urbane și va oferi o nouă soluție pentru a rezolva problema globală de tratare a apelor uzate.

Aplicarea : tehnologiei ultrasonice în tratarea fluxului de nămol și deșeuri poate duce la diverse rezultate, cum ar fi

· Creșterea producției de biogaz

· Digestia anaerobă îmbunătățită

· Raport C/N îmbunătățit pentru denitrificare

· Comportament îmbunătățit la decantare prin degazare și dezintegrare a flocului

· Procese de concentrare îmbunătățită pentru nămolul rezidual

· Capacități îmbunătățite de digestie și deshidratare

· Doza redusă de coagulant

· Costuri mai mici de tratare datorită scăderii nămolului rezidual post-digestie

· Reducerea necesarului de polimeri

· Perturbarea bacteriilor filamentoase

Concluzie:

Tehnologia cu ultrasunete prezintă o soluție promițătoare pentru tratarea eficientă a nămolului și a materialelor reziduale. Prin valorificarea puterii undelor ultrasonice, industriile își pot îmbunătăți practicile de gestionare a deșeurilor, pot spori eficiența tratării și pot contribui la o abordare mai durabilă a gestionării mediului.