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对生物质的超声波处理

提升环保的生物能源生产效率

污水污泥或来自可再生原料 (NaWaRos) 的生物质等生物固体经过超声波处理后,其生物质转化效率更高,这意味着在不添加化学物质的情况下提升了消化过程。

超声波如何参与?

利用超声波来处理有机固体的基础的过程,汉堡-哈尔堡工业大学对其作了深入研究的实验,并一同由SONOTRONIC 在利用自身超声波系列产品将该工艺投入到实际生产过程之中,开发了一种用于生物质分解和各种介质灭菌的创新技术手段。

生物质的一些细胞在经过超声波处理后,便于分解和液化。 这种液化后的生物质极易被微生物转化,如:沼气厂发酵罐中的转化过程。 整个分解和消化过程来的更容易,沼气的收益率能被提升多达 50%,残留底物的废物剩余的更少。 结合此种工艺手段,发酵塔的容积可以变得更小、生物质的脱水能力被显著提升,整体投入变得更少。

超声波处理工艺的优势?

该技术的显著优势是,通过引进超声波技术工艺来获取更多的清洁能源。在污水处理厂,可以减少要处理的废物量,提升处理效率。 因此,对于市政和工业污水处理以及沼气厂运营商而言,加入超声波处理工艺在经济和生态方面都被证明是一种极其明智的投入。

 

超声波和空化作用

超声波如何处理生物质:利用超声波振动带起的周期性压缩和膨胀,在高声场的声强作用下,生物质细胞膜在负压阶段破裂,导致在充满水蒸气或气体的液体中形成微小气泡。

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在随后的升压阶段,气泡在极端条件下微小范围内的空化内爆,形成高达 500 巴的瞬间压力和高达 5200 度的瞬间温度,由此产生巨大的剪切力,来撕裂有机细胞、细菌、真菌等的壁膜。

在低频范围(20 kHz 至 100 kHz),会产生大的空化气泡,当它们破裂时会产生极端的剪切力并造成影响。 在中频范围(100 kHz 至 1 MHz)中,会产生更小但更有效的空化气泡,并在水中触发激进的声化学反应。 当在 1 MHz 以上的高频范围内进行超声波处理时,液体开始在分子水平上流动。
SONOTRONIC 技术在 20 kHz 的频率范围内工作,因为这是在生物质中发生最强反应和影响的地方。

高效的BIOSONATOR超声波系统

为了将该技术付诸实践,SONOTRONIC 与汉堡-哈尔堡工业大学的科学家一起开发了一种可用于批量生产的产品:高性能 BIOSONATOR 超声波系统。 通过一个或多个超声波反应器的系统,可以在市政和工业污水处理和沼气厂中有效地处理生物质固体。

Hochleistungs-Ultraschall-System BIOSONATOR

 

 

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