Kavitacijska tehnologija - učinkovit procesni tok za čiščenje odpadne vode

Hidrodinamična kavitacija (HC) postaja eden od najbolj obetavnih dejavnikov trajnostnega čiščenja odpadnih voda. Enota CaviFlow® podjetja RAPTECH izkorišča kavitacijo za intenzivnejšo oksidacijo, mešanje, ločevanje in filtriranje ter tako dosega večjo učinkovitost ob manjši porabi energije.

Koncept in mehanizmi

Ko kavitacijski mehurčki propadejo, ustvarijo lokalizirane vroče točke s prehodnimi ekstremnimi pogoji - temperaturami nekaj kelvinov in tlaki več sto barov [1]. To okolje pospešuje razgradnjo vode in raztopljenega kisika, pri čemer nastajajo zelo reaktivne vrste, kot so hidroksilni radikali (-OH), ki učinkovito razgrajujejo organska onesnaževala [2]. Poleg nastajanja radikalov intenzivno mešanje v liniji zagotavlja enakomerno izpostavljenost onesnaževalcev, oksidantov in mikrobnih kolonij kavitaciji. Postopek ima tudi koristi od nadzorovanih toplotnih učinkov: ko voda večkrat prehaja skozi kavitacijske cone, pride do blagega segrevanja mase. Ta dodatna temperatura izboljša reakcijsko kinetiko, prenos kisika in splošno učinkovitost obdelave [3].

Uporaba

Predobdelava za zračenje in biološko aktivnost

• Poveča prenos kisika in dostopnost za mikroorganizme
• Spodbuja tvorbo radikalov iz vode in raztopljenega kisika
• Poveča oksidativno učinkovitost tudi brez dodanih kemikalij

Pospeševalec oksidativne obdelave

• Močna sinergija z ozonacijo, H₂O₂ in kombiniranimi naprednimi oksidacijskimi postopki

ojačevalec za obdelavo z aktivnim ogljem

• Zmanjšuje obraščanje, izboljšuje adsorpcijo in podaljšuje življenjsko dobo filtra

Podpora za filtracijo s keramičnimi membranami (mikro-, ultra- in nanofiltracija )

• Kavitacija zmanjšuje obraščanje in koncentracijsko polarizacijo na membranskih površinah
• Poveča pretok in podaljša življenjsko dobo membrane s preprečevanjem zamašitve por

Podpora pri sedimentaciji in bistrenju

• Destabilizira koloide, emulzije in bakterijske kolonije ter tako izboljša ločevanje in usedanje blata
  
  

Prednosti

• Energetska učinkovitost - manjša potreba po prezračevanju zaradi intenzivnejšega prenosa kisika
  
• Oksidacijska učinkovitost - Povečano odstranjevanje mikroonesnaževal in elementov v sledovih
  
• Izboljšanje filtriranja in membran - manjše obraščanje, izboljšan pretok in podaljšana življenjska doba membranskih sistemov z aktivnim ogljem in keramičnimi membranami
  
• Pomoč pri sedimentaciji - Izboljšana destabilizacija delcev in ločevanje blata
  
• Modularnost - enostavna integracija v obstoječe sisteme čiščenja

Tipične aplikacije za odpadne vode

• Komunalna odpadna voda (gospodinjska in siva voda)
• Industrijske odpadne vode (z barvili, farmacevtske vode, mastne vode, vključno s FO/HFO)
  

Outlook

CaviFlow® prikazuje, kako lahko s fizikalno in kemično intenzifikacijo spremenimo čiščenje odpadnih voda v bolj trajnosten, energetsko učinkovit in stroškovno učinkovit proces. Zaradi kombinacije kemije, ki jo poganjajo radikali, toplotne izboljšave, napredne podpore filtraciji in vrhunskega mešanja je to praktična pot do rešitev za čiščenje vode, ki bodo v prihodnosti podprte, in ciljev krožnega gospodarstva.

Avtor: Ahmad Saylam | RAPTECH Eberswalde GmbH

Reference

1. Gogate, P. R., & Pandit, A. B. (2005). Pregled in ocena hidrodinamične kavitacije kot tehnologije za prihodnost. Ultrasonics Sonochemistry, 12(1-2), 21-27.
2. Jyoti, K. K., & Pandit, A. B. (2004). Ozon in kavitacija za dezinfekcijo vode. Biochemical Engineering Journal, 18(1), 9-19
3. Ashokkumar, M. (2011). The characterization of acoustic cavitation bubbles - an overview (Karakterizacija akustičnih kavitacijskih mehurčkov - pregled). Ultrasonics Sonochemistry, 18(4), 864-872
4. Cunyu, L. in drugi (2024). Ultrazvočno podprti membranski postopki za sistematično čiščenje odpadne vode iz glicirja. Ultrasonics Sonochemistry, 111, 107098
5. Bagal, M. V. in Gogate, P. R. (2014). Čiščenje odpadne vode s hibridnimi metodami na podlagi kavitacije in Fentonove kemije: A review. Ultrasonics Sonochemistry, 21(1), 1-14
6. Krause, C., et al. (2019). Membrane na osnovi keramike za čiščenje vode in odpadne vode. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 578, 123513.