Ultraljud förbättrar avloppsslambehandling

Ultraljudsbehandling, som innebär införandet av högintensiva ljudvågor i ett slammedium, är en av flera tekniker som främjar hydrolys under slambehandling.

Grundprincipen är baserad på förstöring av bakterieceller och svåra att bryta ned organiska ämnen. Bakteriella celler släpper ut deras innehåll, vilka sedan är tillgängliga för konsumtion av andra arter, medan organiska ämnen bryts ner i mindre lätt biologiskt nedbrytbara fraktioner.

När ett ultraljudsfält appliceras på ett flytande medium bildas minutbubblor under kavitationsprocessen. Dessa kavitationsbubblor imploderar under extrema krafter av temperatur och tryck. Bubbelimplosionsstyrkan bryter upp slampartiklar när de används i avloppsslambehandling. Effekterna varierar beroende på intensiteten hos ultraljudsfältet.

Vid lägre intensiteter skakas filamentösa organismer och / eller förstörs från slampartiklarnas yta, vilket leder till slamavveckling. När intensiteten ökar förändras partikelstorleksfördelningen och ytbelastningen av slampartiklarna. Extracellulära polymermaterial släpps och tillsammans med förändrad storlek och laddning förbättras avvattningsegenskaperna hos avloppsslammet i en process som kallas "bioflocculation". Denna process gör att slam kan avvattnas bättre samtidigt som den har lägre polyelektrolytkonsumtion.

Om ultraljudsnivån ökas, skakas materialet - inklusive exocellulära enzymer - av ytan av slampartiklar. Detta material katalyserar biologiska hydrolysreaktioner och förbättrar biokinetiska reaktionshastigheter. Följaktligen förbättrar ultraljudstekniken flyktig destruktion av fasta substanser, vilket ökar biogasproduktionen och sänker fast substansutsläpp vid anaerob digerering och minskar produktionen av fasta ämnen vid aktiverad slambehandling.

Slutligen förstörs slampartiklarna fullständigt vid högsta nivån av insamling och deras innehåll släpps för konsumtion av andra arter. Eldfast material bryts också upp i mindre biologiskt nedbrytbara fraktioner. Denna process förbättrar både biogasproduktion under anaerob digestion och biologiskt näringsämneavlägsnande under aktiverad slambehandling. Detta har visats i full skala med förbättringar över 80% med avseende på fosfor och 90% med avseende på ammoniakavlägsnande.

Ultraljud fungerar bra med avfall och slam med stora mängder eldfast material och / eller cellulär materia, som avfallsspecifika slamströmmar. Dessa strömmar kan sedan lätt nedbrytas under anaerob digerering.

Tekniken har framgångsrikt använts i full skala på fastlandet i flera år med 14 anläggningar i drift, men ny data från två fullskaliga reningsverk i Tyskland dokumenterade imponerande resultat.

Ultraljudsbehandling av sekundärt avloppsslam förbättrade flyktiga fasta ämnena i anaeroba digestrar med i genomsnitt 50%, vilket därefter ökade biogasproduktionen med 45% vid en reningsverk i Süd, Tyskland. Foderströmmen hos den anaeroba digeraren på denna sida är nu 100% sekundär slam. Dessutom förbättrades avvattningsytan med fem procentenheter medan man använde 11% mindre polymer.

Flyktiga fasta ämnen förstördes från 50% till 62% vid en slambehandlingsanläggning med ultraljudsteknik i Wallerfangen, Tyskland. Här är matningsströmmen en blandning av primär och sekundär slam i ett förhållande av 35:65. Dessutom ökade biogasproduktionen med i genomsnitt ca 25%. I avvattningsanläggningen ökade halten kakahalt med upp till sju procentenheter (en förbättring av> 40%) från en bältepress trots att man använde 33% mindre polymer. Avloppsförmågan förbättrades från 17% till 24% torrsubstans. Tillsammans resulterade förbättrad avvattning och flyktig destruktion av fasta substanser i att 30% mindre slamkaka lämnade arbetena.