Kavitācijas tehnoloģija - efektīva procesa plūsma notekūdeņu attīrīšanai

Hidrodinamiskā kavitācija (HC) kļūst par vienu no daudzsološākajiem ilgtspējīgas notekūdeņu attīrīšanas veicinātājiem. RAPTECH CaviFlow® iekārta izmanto kavitāciju, lai pastiprinātu oksidāciju, sajaukšanu, atdalīšanu un filtrāciju, panākot augstāku efektivitāti ar zemāku enerģijas patēriņu.

Koncepcija un mehānismi


Kad kavitācijas burbuļi sabrūk, tie rada lokālus karstos punktus ar īslaicīgiem ekstrēmiem apstākļiem - dažu Kelvīnu temperatūru un simtiem bāru lielu spiedienu [1]. Šāda vide veicina ūdens un izšķīdušā skābekļa sadalīšanos, veidojot ļoti reaktīvas vielas, piemēram, hidroksilradikālus (-OH), kas efektīvi noārda organiskos piesārņotājus [2]. Papildus radikāļu veidošanai intensīva sajaukšana līnijā nodrošina piesārņotāju, oksidantu un mikrobu koloniju vienmērīgu iedarbību kavitācijai. Procesam labvēlīga ir arī kontrolēta termiskā iedarbība: ūdenim vairākkārtīgi šķērsojot kavitācijas zonas, notiek viegla karsēšana. Šī papildu temperatūras paaugstināšana uzlabo reakciju kinētiku, skābekļa pārnesi un kopējo apstrādes efektivitāti [3].

Pielietojums


Priekšapstrāde aerācijai un bioloģiskajai aktivitātei

• Uzlabo skābekļa pārnesi un mikrobu pieejamību
• Veicina radikāļu veidošanos no ūdens un izšķīdušā skābekļa
• Palielina oksidatīvo efektivitāti pat bez ķīmisko vielu pievienošanas

Oksidatīvās apstrādes pastiprinātājs

• Spēcīgi sinerģē ar ozonēšanu, H₂O₂ un kombinētajiem uzlabotas oksidācijas procesiem.

Aktivētās ogles apstrādes pastiprinātājs

• Samazina aizsērēšanu, uzlabo adsorbciju un pagarina filtra kalpošanas laiku

Atbalsts keramikas membrānu filtrēšanai (mikro-, ultra- un nanofiltrēšanai )

• Kavitācija samazina membrānas virsmas aizsērēšanu un koncentrācijas polarizāciju.
• Palielina plūsmu un paildzina membrānas kalpošanas laiku, novēršot poru aizsērēšanu.

Atbalsts sedimentācijā un dzidrināšanā

• Destabilizē koloīdus, emulsijas un baktēriju kolonijas, uzlabojot atdalīšanu un nogulsnēšanos
  
  
  

Priekšrocības

• Energoefektivitāte - mazāks aerācijas pieprasījums, pateicoties intensīvākai skābekļa pārnesei
  
• Oksidatīvā veiktspēja - Pastiprināta mikropolutantu un mikroelementu atdalīšana
  
• Filtrēšana un membrānu uzlabošana - samazināts aizsērējums, uzlabota plūsma un pagarināts aktīvās ogles un keramisko membrānu sistēmu kalpošanas laiks
  
• Sedimentācijas palīglīdzekļi - uzlabota daļiņu destabilizācija un dūņu atdalīšana
  
• Modularitāte - viegla integrācija esošajās attīrīšanas sistēmās

Tipiski notekūdeņu veidi

• Komunālie notekūdeņi (sadzīves un pelēkie ūdeņi)
• Rūpnieciskie notekūdeņi (ar krāsvielām, farmaceitiskie, eļļainie ūdeņi, tostarp FO/HFO)
  

Outlook


CaviFlow® demonstrē, kā fizikālā un ķīmiskā intensifikācija var pārveidot notekūdeņu attīrīšanu par ilgtspējīgāku, energoefektīvāku un rentablāku procesu. Tā radikāļu vadītās ķīmijas, termiskās pastiprināšanas, uzlabotas filtrācijas atbalsta un izcilas sajaukšanas kombinācija padara to par praktisku ceļu uz nākotnes ūdens attīrīšanas risinājumiem un cirkulācijas ekonomikas mērķiem.

Autors:
autors: Ahmad Saylam | RAPTECH Eberswalde GmbH


Atsauces

1. Gogate, P. R., & Pandit, A. B. (2005). A review and assessment of hydrodynamic cavitation as a technology for the future. Ultrasonics Sonochemistry, 12(1-2), 21-27.
2. Jyoti, K. K., & Pandit, A. B. (2004). Ozons un kavitācija ūdens dezinfekcijai. Biochemical Engineering Journal, 18(1), 9-19.
3. Ashokkumar, M. (2011). Akustiskās kavitācijas burbuļu raksturojums - pārskats. Ultrasonics Sonochemistry, 18(4), 864-872.
4. Cunyu, L. un citi (2024). Ultraskaņas asistēti membrānu procesi sistemātiskai glicerožu notekūdeņu attīrīšanai. Ultrasonics Sonochemistry, 111, 107098
5. Bagal, M. V., & Gogate, P. R. (2014). Notekūdeņu attīrīšana, izmantojot hibrīdmetodes, kuru pamatā ir kavitācija un Fentona ķīmija: A review. Ultrasonics Sonochemistry, 21(1), 1-14.
6. Krause, C., et al. (2019). Membrānas uz keramikas bāzes ūdens un notekūdeņu attīrīšanai. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 578, 123513.