SONOTRONIC GmbH
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Trattamento a ultrasuoni dei biosolidi
Aumento dell'efficienza nella produzione di energia ecologica
I biosolidi come i fanghi di depurazione o la biomassa da materie prime rinnovabili (RRM) vengono convertiti in modo significativamente migliore durante il trattamento con gli ultrasuoni, con conseguente intensificazione del processo di digestione senza l'aggiunta di sostanze chimiche.
Che cos'è la disintegrazione a ultrasuoni?
Il trattamento a ultrasuoni dei biosolidi è un processo i cui fondamenti sono stati studiati presso l'Università Tecnica di Amburgo-Harburg. Dopo un'intensa attività di ricerca, SONOTRONIC ha messo in pratica il processo e ha sviluppato una tecnologia innovativa per la disintegrazione della biomassa e la sterilizzazione di vari supporti.
Una parte delle cellule della biomassa viene disintegrata dagli ultrasuoni e liquefatta durante il processo. Questo materiale liquefatto può essere meglio convertito dai microrganismi nei fermentatori di un impianto di biogas, ad esempio. Ciò significa che la digestione avviene in modo più fluido, con un aumento fino al 50% del biogas e una corrispondente riduzione del substrato residuo come prodotto di scarto. Altri effetti positivi sono la riduzione del volume di digestione e una migliore disidratazione della biomassa.
Quali sono i vantaggi della tecnologia a ultrasuoni?
Un vantaggio di questa tecnologia è anche la possibilità di utilizzare gli ultrasuoni per aumentare la produzione di energia ecologica e, nel caso degli impianti di trattamento delle acque reflue, per ridurre la quantità di materiali di scarto da smaltire. Il trattamento a ultrasuoni si rivela quindi un'applicazione estremamente sensata per i gestori di impianti di trattamento delle acque reflue municipali e industriali e di impianti di biogas, sia dal punto di vista economico che ecologico.
Principio degli ultrasuoni e della cavitazione
Gli effetti del trattamento dei biosolidi con gli ultrasuoni si verificano perché provocano una compressione e un'espansione periodica della sostanza sonicata. Ad alta intensità sonica, il mezzo della sostanza si rompe durante la fase di pressione negativa. Questo porta alla formazione di microscopiche bolle nel liquido, che si riempiono di vapore acqueo o gas.
Nella successiva fase di pressione, le bolle implodono in condizioni estreme su microscala (cavitazione). A una pressione fino a 500 bar e a una temperatura fino a 5.200 Kelvin, si producono enormi forze di taglio che aprono le pareti di cellule organiche, batteri, funghi, ecc.
Nella gamma di basse frequenze (da 20 kHz a 100 kHz), si generano grandi bolle di cavitazione che causano forze di taglio estreme ed effetti durante il decadimento. Nella gamma delle medie frequenze (da 100 kHz a 1 MHz), si generano bolle di cavitazione più piccole, ma ancora più efficaci, e si innescano nell'acqua reazioni sonochimiche radicali. Quando la sonicazione avviene ad alta frequenza, oltre 1 MHz, il liquido inizia a fluire a livello molecolare.
La tecnologia SONOTRONIC opera nella gamma di frequenze di 20 kHz, dove si verificano le reazioni e gli effetti più forti nella biomassa.
Sistema a ultrasuoni ad alte prestazioni BIOSONATOR
Per mettere in pratica la tecnologia, SONOTRONIC ha unito le forze con gli scienziati dell'Università Tecnica di Amburgo-Harburg per sviluppare un prodotto pronto per la produzione in serie: il sistema a ultrasuoni ad alte prestazioni BIOSONATOR. Un sistema composto da uno o più reattori a ultrasuoni può essere utilizzato per trattare efficacemente i biosolidi negli impianti di trattamento delle acque reflue comunali e industriali e negli impianti di biogas.
