טיפול סלידג' עבור שיפור התאוששות תזונתית ומחזור

מבוא

טיפול במים פסולת מודרני מייצר כמויות גדולות של גילוח המכיל ריכוזים משמעותיים של חומרים מזינים כגון חנקן ו זרחן. פריקה ישירה או טיפול לא תקין של הפעוט הזה יכול להוביל לבעיות סביבתיות חמורות, כולל eutrophication של גופי מים ופליטות גזי החממה.באותו זמן, חומרים מזינים אלה הם משאבים סופיים - עתירי חמצון קבועים - עתירושים הם מתמוססים, וייצור חנקן באמצעות Haber-Bos לוקח תהליך גבוה של אנרגיה כדי לשחזר את הפחתת משאבים חדשים אלה.

האתגר התזונתי בSleudge

גוש רול ממפעלי פסולת עירוניים או תעשייתיים מכיל חנקן בעיקר בצורת חנקן אורגני ו אמוניה, בעוד זרחן מופיע כקטפוספוספוס אותפוספוספוס אורגני פוספטים.אם שוחרר ללא טיפול, חומרים מזינים אלה מאיצים את ההטבעה, גורם לדשנים מזיקות כי deplete חמצן ופגיעה בחיים מימיים ברחבי העולם עכשיו מגבילים פריקות תזונתיות, מונעים שימושים טיפול מתקדם של 20 ק"ג, כולל של טיפול תרופתי, כולל גם כן, כולל 10 ק"ג'יר, כולל טיפול תרופתי, כולל של טיפול תרופתי, כולל 10 ק"ג'ר- 30 ק"ג'יר, כולל, כולל, כולל, כולל, 000 ק"ג'נדרים, כולל, 000, 000, 000 ק"ג'נדרים, 000, 000, 000, 000 ק"ג'אטים של טיפול עצמי, 000, 000, 000, 000 ק"ג'ל, 000, 000, 000, 000, 000 ק"ג, 000 ק"ג'אטורים מזיקים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 ק"ג, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 ק"ג

התפתחות טיפול סליפא: מדיסקרוטאל לשיקום משאבים

גישות מסורתיות

מבחינה היסטורית, סלדג' היה מפוסל של אדמה, מחוספס, או מיושם על אדמה חקלאית עם עיבוד מינימלי. בעוד יישום הקרקע מספק ערך תזונתי כלשהו, זה לעתים קרובות מוביל לשחרור בלתי אחיד וריצה פוטנציאלית. העיכול אנאירובי שימש במשך עשרות שנים כדי לייצב סלדג'ן לייצר פיגס, אבל חומרים מזינים נשארים בעיקר בעיכול אלא אם כן פעולות התאוששות ספציפיות מתווסת עם משקעים כימיים או מלחים יכול לעתים קרובות להסיר את הנזלת, אך באופן ישיר.

המונחים: Resource Recovery

מודעות גוברת של מחסור זרחן ומגבלות פריקה קפדניות יותר של חנקן דחפו שינוי פרדיגמה.חקיקה כגון חוקת המוצרים המנוסחת של האיחוד האירופי ותכניות מסחר תזונתיות ברמה המדינה שונות מאיצה התאוששות.כלי מים עכשיו רואים לא כבזבוז אלא כזרם משאבים.זה יש את הפיתוח של טכנולוגיות עיבוד תזונתיות ייעודיות המשלבות עם טיפול קיים.

טכנולוגיות ל-Matative Recovery

Phosphorus Recovery

המונחים: Crystallization

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שיטות שיקום זרחן אחרות

ויויאן (FecioFLT:0) ;0.3FLT 1 (PO(PerLT:2403FLT 3: 3) ;3FLT:5HoriFLT 62FLT 72FLT 7O) שחזור מקבל תשומת לב עבור פענוח עשיר בברזל, כגון הסרת זרחן כימי יכול להיות מופרד באופן מגנטי ופוטנציאלי של טיהור מוקדם של תרופות כימיות, או סלקציה, כגון סלקציה נמוכה של חומצה פולית דם נמוכה יותר, או אפילפטימית.

Nitrogen Recovery

אמוניה מגזמת והימנעות

Ammonia פספינג כרוך העלאת ה- pH של סלחה נוזלית או לעיכול כדי להמיר את השדונים גז אמוניה, אשר לאחר מכן הוא נלקח במגדל ארוז ונקלט לתוך פתרון חומצה sulfuric כדי לייצר ammonium sulfate דשן.שיקום יעילות יכול לעלות על 90% בתנאים אופטימליים.התהליך מתאים היטב ל- Sidestreams זה דורש שליטה pH ומייצר פתרון דיפרזה כי הם זקוקים לריכוז נוסף אם הם צריכים יותר.

טכנולוגיות מבוססות-על

גז-יכול membrane (GPM) צור קשר להשתמש ב membranes hydrophobic המאפשר גז אמוניה להתפוגג על פני תוך שמירה על נוזלים. ammonia נתפס פתרון חומצה בצד השני. מערכות GPM לפעול באנרגיה נמוכה יותר מאשר מגדלי חיתוך לייצר מלח ammonium נקי עם מינימום של פעילות גופנית חנקן.

הנדסת ניקוטין

תהליכים nitritation-anammox (PN / A) להמיר אמוניה גז dinitrogen, הסרת חנקן ביולוגית במקום לייצר מוצר ממוחזר.עם זאת, גישות מתפתחות כמו ייצור חלבון מיקרוביאלי להשתמש אמוניה כדי לגדל חיידקים שניתן לקציר כמו להאכיל בעלי חיים או דשן אורגני. תהליכים אלה דורשים שליטה זהירה של תנאי כור ועדיין מציעים דרך להפוך חנקן יעיל לתוך מוצר כימי תוך הימנעות תוספת.

שחזור משולב: משופר פיזיות Phosphorus Removal ו Ammonia

משפר את ה- Phosphorus Removal (EBPR) משתמש באורגניזמים פוליפוס-מדבקים (PAOs) כדי לקחת כמויות גדולות של זרחן תחת שינוי תנאי אנירובי ואירובי.ה- phosphorus-richtexadors-rich sperus-richtereativesaw יכול להיות נתון לעיכול אנירובי, שחרור פוספט ו anmmonia לתוך הצד המשולב ביעילות.

טכנולוגיות לשיפור ההתאוששות

המונחים:

הידרוליזה הארומית (THP) חושפת את הפעוט לטמפרטורה גבוהה (150-180 מעלות צלזיוס) ולחץ (6-10) במשך 20-30 דקות, תוך פירוק חומר אורגני מורכב וקירות תאים.זה משחרר הן חומרים מזינים והן פחמן אורגני, שיפור התשואה של ביוגז על ידי 30–50% בעיכול אוויריקולי שלאחר מכן.ה הידרודג'ד יש גם טוב יותר דלות מים, ומייצרת עוגת עוגת עוגת ומדן ומדורגת עוגת יותר של תהליכים נפוצים יותר כמו סוללות צפון-סטרול-סטרול-סטרול-סטרול-סטרול-סטרול-סטרול-יבשתיים.

אינטגרציה ומכנית

טיפול גבוה עוצמה קולי מתפוגג ישירות או להאכיל תאים חיידקיים, שחרור חומרים מזינים intracell חומר אורגני.חומר אורגני משוחרר ניתן לשחזר או להאכיל כדי לעיכול כדי לשפר את ייצור הגז. שיטות מכניות כגון הומוגניות בלחץ גבוה או מערכות סטרטור-stator להשיג אפקטים דומים.טכנולוגיות אלה דורשות פחות אנרגיה מאשר הידרוליטיוזיס תרמי יכול להיות מיושם כמו טיפול טרום-דלקתי של תהליכים של קרישה מוגברת של חנקן.

טיפול כימי וביולוגי

טיפול Acidic או alkaline (למשל, זעזוע pH) יכול להפיג את זרחן מתכתי וחנקן אורגני.טיפול ביולוגי באמצעות שלב תסיסה חומצי נפרד הופך חומר אורגני מבודד לתוך חומצות שומן תנודתיות ושחרר soluble phosphorus.

מערכת שילוב ותהליכי ניהול

ראשי » תוצאות חיפוש > Sidestream Recovery

רוב מתקני שיקום תזונתי לטפל בצד הזרם של מזחלות dewatering, המכיל ריכוזים מזינים גבוהים בזרימה קטנה יחסית. Sidestream טיפול מאפשר כורים קומפקטיים ושיעורי התאוששות גבוהים. חלק מהחוקרים, עם זאת, מציעים התאוששות מינסטרים ישירות מהטיפול המיותר של טיפול משני, שבו ריכוזי חומרים מזינים נמוכים יותר אך הזרם הוא הרבה יותר גדול.

שילוב עם Anaerobic Digestion

העיכול אנאירובי מייצב את הפעוט ומייצרת ביוגז, אך חומרים מזינים שפורסמו במהלך העיכול יכולים לעכב methanogens אם רמות אמוניה הופכות גבוהות מדי. integrating מטבוליזם לפני או לאחר העיכול מפחיתים את העיכוב ולשפר את התשואה הביוגז. לדוגמה, פס אמוניה של עיכול יכול להפחית ריכוזי אמוניה מ -500 מ"ג / L מתחת ל -500 מ"ג / L, ומאפשרת עיכול יציבה של חומרים נוגדי חמצון וגמישות, כמו גם על מנת למנוע phoretrastrastrastortocertogate.

שיפורים נפרדים -Liquid Separation שיפורים

פיזור יעיל הוא קריטי לרכז חומרים מזינים בזרם הנוזלי ולצמצם את נפח ההתאוששות.הצנטריפוגות המודרניות, חגורת חגורות, ועובי מלמברן להשיג שיעורי לכידת מוצקים גבוהים ( ⁇ 95%) ומייצרים עוגה שניתן לטפל בה עוד או להשבית את החידושים כגון אלקטרו-דה-מים להשתמש בשדות חשמליים כדי להסיר מים מזחלות, להגדיל את המספיקים לתוכן > 30% לחות נמוכה יותר ולהפחית את הגמישות.

יתרונות כלכליים וסביבתיים

עלויות תפעול

שחזור חומרים מזינים מחלחל את העלות של תוספת כימית חיצונית. Struvite טפסים באופן טבעי על צינורות צינורות צפרדע, גרימת בעיות תחזוקה; שליטה קריסטלציה בכור מונע קשקשים ולהפחית עלויות ניקוי. Sale של מוצרים התאוששים - סטרווט כמו דשן איטי-release או ammonium sulfate כמקור חנקן - 000 הכנסות כי יכול לזרז הון והפעלה של 5 פעמים על פני השטח המקומי.

הערכה במחזור החיים וטביעת רגל

התאוששות תזונתית מפחיתה את הצורך בייצור דשן סינתטי, שהוא אנרגיה רגיש ואחראי על פליטות גזי חממה משמעותיות. הערכת מחזור חיים של צמח עירוני טיפוסי מראה כי שילוב התאוששות סטרווייט ופסומת אמוניה יכול להוריד את הביקוש האנרגיה המצטבר על ידי 15-25% בהשוואה להורדת תחמוצת חמצון כימי וטיפול חנקן, בנוסף, הימנעות יישום הקרקע של סולמות סולמות מקטין ומטה חנקן יכול להפחית את פליטה כוללת של 300% באמצעות פליטות פחמן.

« « « ⁇

אזורים כגון לכידת הים הבלטי, אגן האגמים הגדולים, והאיחוד האירופי יש מגבלות הדוקות על הפרשות תזונתיות. תוכניות מסחר תזונתיות מאפשרות שירותים להרוויח זיכויים לצמצום זרחן או עומסי חנקן. חומרים מזינים מאוששים יכולים לשמש כדי לציית למחויבויות במסגרת תוכנית הפעולה הכלכלית של Circular Economy ומסגרות דומות.

אתגרים ומכשולים

אתגרים טכניים

מיפוי של התאוששות תזונתית מטייס לגודל מלא נשאר אתגר בשל וריאציות בהרכב מזחלות, במיוחד עבור מי פסולת תעשייתית המכילים מתכות כבדות או מיקרו-פולנטים אורגניים. Contaminants כגון קדמיום, מוביל, ותרופות יכולות לצבור מוצרים התאוששים, הגבלת השימוש שלהם בחקלאות.

גדרות כלכליות

עלויות ההון עבור הידרוליזה תרמית, כור התגבש, או מערכות membrane יכול להיות גבוה, במיוחד עבור צמחים קטנים בגודל בינוני.עלויות הפעלה עבור כימיקלים (magnesium, חומצה, בסיס) ואנרגיה יכול להפחית את היתרונות של מכירות המוצר אם לא מנוהל בקפידה.מחירי שוק עבור דשנים התאושש הם לעתים קרובות נמוך יותר מאשר מוצרים קונבנציונליים בשל נתפסים של הרכב רגולטורי ואי ודאות ציבורית של "קבלה" דורש אבטחה נוספת.

מדיניות ותקנות

תקני איכות הרמוניים עבור מוצרים מזינים התאוששים עדיין חסרים בתחומים רבים.התקנות האחרונות של האיחוד האירופי עבור פוספטים התאוששו (למשל, האיחוד האירופי 2019/1009) מספקות מסגרת, אך יישום משתנה.ללא קריטריונים ברורים, מאוישים, שירותים עשויים להסס להשקיע בשל חששות לגבי אחריות וגישה לשוק.

מחקר עתידי וטכנולוגיות מתפתחות

מערכות ביו-אלקטרוניקה

תאי אלקטרוליטוזיס מיקרוביאליים (MECs) ותאים דלק מיקרוביאלי (MFCs) יכולים לשחזר חנקן ו זרחן תוך יצירת חשמל או מימן. ב- MEC, חיידקים חמצון חומר אורגני לייצר אלקטרונים אשר להפחית פרוטונים גז מימן בקטודה, בעוד ammonium נודדת על פני ion-change-exmbrane.

ננוטכנולוגיה לשיקום

ננו-חומרים כגון חלקיקים מגנטיים פונקציונליים עם ligands פוספט-binding (למשל, תחמוצת ברזל או הידרוקסידים כפולים שכבתיים) יכולים ללכוד באופן סלקטיבי זרחן מזחלות מורכבות מורכבות. nanoparticles יכול להיות ממוחזר מגנטית, צמצום השימוש הכימי.

עיבוד הידרותרמי

חמצון מים סופר קריטי (SCWO) ו- hydrothermal Liquefaction (HTL) תהליך רפה רטובה בטמפרטורות גבוהות ולחץ ללא מיקור קודם לכן, SCWO לחלוטין מחמצן חומר אורגני, משאיר עשיר בפוספט ואמוניום שניתן לשחזר כיום; HTL מייצר שמן ביולוגי ושלב מוזר המכיל טכנולוגיות אלה מבטלות את הצורך עבור אנרגיה נזילה, ועלויות של חום, עם זאת, עם עלויות שיקום גבוהות.

שחזור תזונתי מבוסס Algal-based Foodsent Recovery

מיקרולגה יכול להטמיע חנקן ו זרחן מנוזל לעיכול או סנטראט, לייצר ביומסה עשירה בחלבונים, לימפואידים וגמנטים.ה אצות המנוסחת ניתן להשתמש כאכילה של בעלי חיים, ביופרייזר, או להאכיל את המזינים לייצור דלק ביולוגי.

מסקנה

השינוי של טיפול סלדג' מבעיה של ניהול משאבים הזדמנות התאוששות משאבים הוא גם מתקדם. סטיות סטרווייט, פיזור אמוניה, טכנולוגיות membrane, ותהליכים ביולוגיים משופרים כבר מספקים פתרונות מעשיים עבור התאוששות תזונתית בקנה מידה גדול.שיטות טיפול כגון הידרוליזה תרמית משפרת את ייצור הביוגז והשיקום יעילות, בעוד מערכת משולבת עם עיכול אירובית יוצרת מתקנים רב-כימיים, למרות שמשתנים, הן טכנולוגיות יעילות יותר, אך הן יעילות, אך הן יכולות טיפוליות סטנדרטיות, הן יכולות טיפוליות ופעולות טיפוליות, הן יעילות וטכנולוגיות טיפוליות נמוכות יותר, אך טיפוליות, הן יעילות וטכנולוגיות טיפוליות, אך טיפוליות, הן מבטיחות, הן יכולות לייעלות, אך יעילות וטכנולוגיות טיפוליות, הן יכולות לייעלות, אך הן מבטיחות, אך הן יעילות, הן יעילות אבטחה נמוכות יותר, אך יעילות, אך יעילות אבטחה נמוכות יותר, הן יכולות לשפר את יעילות אבטחה סביבתיות, אך הן יכולות לייעלות, אך הן יכולות לשפר את תהליכי עיבוד אורגניות, אך הן טכנולוגיות טיפוליות, אך הן יכולות לייעלות, אך הן יכולות לייעלות, תוך שיפור יעילות, אך הן טכנולוגיות טיפוליות.