Kavitasjon
Bruksområde - vannrensing

Rensing av vann

Kavitasjon er en banebrytende løsning for vannbehandling - takket være sin høye grad av miljøvennlighet og kompatibilitet med andre prosesser. Den kan forbedre effektiviteten i reduksjonen av forurensende stoffer med opptil 70 % - uten noen kjemiske tilsetningsstoffer.

Vannrensing ved hjelp av kavitasjon er basert på fysikalsk-kjemiske prosesser som oppstår når kavitasjonsbobler kollapser. Lokalt genereres ekstremt høye trykk og temperaturer, noe som resulterer i termisk nedbrytende og oksiderende effekter. Skjærkreftene, sjokkbølgene og de reaktive radikalene som oppstår under kavitasjon, har en desinfiserende effekt.

RAPTECH CaviFlow® inline-modulen er integrert i vannbehandlingssystemer og tilbyr en innovativ og effektiv plug & play-løsning for bærekraftig vannrensing:

Oksidativ nedbrytning av organiske miljøgifter og slambehandling
Ødeleggelse av cellestrukturer hos bakterier, virus og alger
Destabilisering av emulgerte oljer, mikroplast eller kolloidale partikler
Kavitasjonsstøttet forbehandling øker effektiviteten i nedstrøms prosesser
Økt effektivitet ved lufting

Typiske bruksområder for kavitasjonsbasert vannbehandling er kommunale avløpsrenseanlegg, industrielt avløpsvann, sterilisering av prosessvann og desinfeksjon i svømmebassenger. I olje- og gassindustrien brukes kavitasjon til å fjerne olje eller behandle avløpsvann fra raffinerier.

Fordeler med vannrensing med CaviFlow® inline-modul

Kostnadseffektivitet

Effektiv nedbrytning av miljøgifter

Uten kjemiske tilsetningsstoffer

Mer effektiv enn konvensjonelle prosesser

+70%

Forbedring av

Nedbryting av forurensende stoffer gjennom kavitasjon

+30%

Mer effektiv sammenlignet med

til konvensjonelle metoder

Bruksområder

Renseanlegg for kloakk
Renseanlegg for avløpsvann
Industrielt prosess- og avløpsvann
Teknisk prosess- og avløpsvann
Kommersielt prosess- og avløpsvann
Prosessvann fra landbruket
Service- og prosessvann
Kjøle- og kjelevann
Slambehandling
Resirkulering av vann
Desinfeksjon
Behandling av drikkevann
Behandling av råvann
Kommunale vannverk
Svømmebassenger

CaviFlow®-moduler

Integrering i vannbehandlingsanlegg

Kavitasjon i CaviFlow® inline-modulen utnytter fysiske effekter svært effektivt, krever lite infrastruktur, fungerer raskt og kan integreres på en plassbesparende måte - noe som gjør den til en spesielt kompakt og energieffektiv løsning for vannbehandling.

Kompakte reaktorer takket være høye reaksjonshastigheter

De ekstreme forholdene under kavitasjonsboblenes kollaps fører til svært raske reaksjoner. Forurensende stoffer angripes i løpet av brøkdeler av et sekund. Dette muliggjør kompakte reaktordesign med kort oppholdstid - ideelt for mobile eller plassbesparende applikasjoner.

Utnyttelse av eksisterende strømningsenergi

Spesielt ved hydrodynamisk kavitasjon (f.eks. med Venturi-dyser eller kaviterende rotorer) kan strømningsenergien i systemet utnyttes eller tilføres av eksisterende pumper. Sammenlignet med andre avanserte oksidasjonsprosesser (AOP) er det spesifikke energibehovet lavt.

Skalerbarhet og modularitet

Kavitasjonssystemer er modulære og kan enkelt skaleres opp til storskala applikasjoner. Enkel integrering i eksisterende rørsystemer minimerer plassbehovet.

CaviFlow®-moduler

Integrering i vannbehandlingsanlegg

Ekstreme fysiske forhold

CaviFlow® inline-modulen er spesielt effektiv når det gjelder å bryte ned forurensende stoffer under vannrensing, fordi kollapsen av kavitasjonsboblene genererer temperaturer på opptil 5 000 °C, trykk på flere hundre bar, sjokkbølger og sterk mikroturbulens. Disse ekstreme fysiske forholdene utløser svært reaktive prosesser - direkte i vannet.

Dannelse av svært reaktive stoffer (radikaler)

Den termiske nedbrytningen av vann (H₂O) og oksygen under kavitasjonskollaps produserer også kjemiske radikaler som hydroksylradikaler (OH), hydrogenperoksid (H₂O₂), superoksidanioner (O₂) og ozon (O₃). Disse radikalene er ekstremt reaktive og angriper forurensende stoffer umiddelbart - de spalter C-H-, C=C- og andre organiske bindinger til mindre, ofte ufarlige molekyler.

Samtidige fysiske og kjemiske angrep

I tillegg til kjemiske angrep fra radikaler har ultrahurtig blanding med skjærkrefter og mikrostråler, som ødelegger celleveggene til mikroorganismer, og sjokkbølger, som bryter opp partikler, emulsjoner eller biofilmer, også en effekt. Denne kombinasjonen sørger for at forurensende stoffer ikke bare brytes ned kjemisk, men også destabiliseres eller desorberes fysisk.

CaviFlow®-moduler

Integrering i vannbehandlingsanlegg

Kavitasjon med CaviFlow® inline-modulen forbedrer luftingseffektiviteten i vannbehandling. På grunn av den høye dynamikken i kavitasjonsfeltet blir kontakten mellom luft (eller rent oksygen) og vann betydelig intensivert. Sammenlignet med eksisterende luftingssystemer kan energibehovet reduseres samtidig som ytelsen opprettholdes - en stor fordel, spesielt for energikrevende prosesser.

Økt oksygenoverføringshastighet gjennom mikrogassbobler

Når kavitasjonsboblene kollapser, oppstår det sekundære bobler som er betydelig mindre enn konvensjonelt injiserte luftbobler. De har et større spesifikt overflateareal, stiger saktere, dvs. at de blir værende lenger og oppløses mer effektivt i vannet. Dette fører til en betydelig forbedret oksygentilførsel sammenlignet med luftingssystemer med grove bobler.

Intensiv blanding på mikronivå

Kavitasjon genererer sterk mikroturbulens og skjærkrefter som fremmer en jevn fordeling av oksygen i hele reaktoren. Mikroorganismene i det aktiverte slammet får dermed bedre tilførsel av oksygen og trenger forholdsmessig mindre oksygen for å oppnå samme nedbrytningseffekt. Dette optimaliserer oksygenforbruket ytterligere.

Reduksjon av det totale energibehovet

Etter hvert som oksygentilførselen per energienhet øker, kan den nødvendige vifteeffekten (f.eks. for trykkluft) reduseres, eller eksisterende ventilasjonssystemer kan drives mer effektivt. I mange bruksområder reduseres det spesifikke energibehovet (kWh/kg O₂) betydelig.

CaviFlow®-moduler

Integrering i vannbehandlingsanlegg

Kavitasjon med CaviFlow® inline-modulen fungerer uten kjemiske tilsetningsstoffer. Den genererer oksidasjonsmidler direkte i vannet, f.eks. hydroksylradikaler, uten at det er nødvendig å dosere eksterne kjemikalier som ozon, klor eller hydrogenperoksid. Det er heller ikke behov for lagringstanker, doseringsstasjoner og sikkerhetsinfrastruktur, noe som sparer plass og energi. Bare i spesielle tilfeller - f.eks. for stoffer som er svært vanskelige å bryte ned eller for prosessoptimalisering - kan en målrettet kombinasjon med små mengder reagenser være nyttig. Resultatet er at prosessen som helhet forblir ressursbesparende, miljøvennlig og økonomisk.

Ingen rebound-effekt eller problematiske nedbrytningsprodukter

I motsetning til enkelte kjemiske prosesser (f.eks. klorering) produserer kavitasjon heller ingen biprodukter som er vanskelige å kontrollere. Reaksjonen resulterer vanligvis i ufarlige sluttprodukter som CO₂, H₂O eller mindre, biologisk nedbrytbare molekyler.

CaviFlow®-moduler

Integrering i vannbehandlingsanlegg

Kavitasjon med CaviFlow® inline-modulen øker effektiviteten i biologiske eller fysisk-kjemiske rensetrinn, noe som betyr at for eksempel nedstrøms lufting eller filtrering krever mindre energi. Dosering av tilsetningsstoffer kan også reduseres eller unngås helt. I tillegg kan kavitasjon drives som en kontinuerlig prosess. Dette muliggjør en konstant og kontrollert reduksjon av forurensende stoffer - selv med varierende tilførselskonsentrasjoner.

Plug & Play med CaviFlow® -teknologi

RAPTECHs kavitasjonsteknologi kan enkelt implementeres som en del av sekundærrensingen i vannbehandlingssystemer ved hjelp av de egenutviklede CaviFlow® inline-modulene - og det uten høye investeringskostnader. CaviFlow®-modulene kan integreres i alle seksjoner mellom lufting og desinfeksjon.

CaviFlow® | Umiddelbar bruk

CaviFlow® inline-modulene er plug & play og enkle å rengjøre, og de kan raskt implementeres i eksisterende avløpsrenseanlegg. De er utstyrt med flens- eller gjengetilkobling og kan tas i bruk umiddelbart. Modulene forblir effektive selv når de brukes til avløpsvann som inneholder urenheter og organiske løsemidler. Dette skyldes at det ikke er noen bevegelige deler inni dem.