Binnen de secundaire afvalwaterzuivering worden twee veelgebruikte biologische zuiveringsmethoden toegepast.

Deze biologische zuiveringsmethoden zijn afhankelijk van microben die organisch materiaal afbreken. Deze microben kunnen aeroob of anaeroob zijn, geselecteerd op basis van de kenmerken van het afvalwater en de beschikbare infrastructuur.

Zowel aerobe als anaerobe biologische behandelingen hebben hun voor- en nadelen. Hiermee moet rekening worden gehouden bij de planning en implementatie van industriële afvalwaterzuiveringssystemen op locatie.

Laten we eens kijken naar de kenmerken van anaërobe versus aerobe afvalwaterbehandeling en bespreken welke behandeling geschikt is voor een bepaalde afvalwaterstroom.

Biologische versus chemische behandelingen

Ten eerste, waarom is biologische behandeling de gebruikelijke route voor secundaire behandeling?

Bij biologische behandelingen, die zowel anaërobe als aerobe opstellingen omvatten, worden levende microben gebruikt om organisch materiaal of biologisch zuurstofverbruik (BZV) af te breken.

Als dit afvalmateriaal niet wordt behandeld, zal het de zuurstof uit het geloosde water halen, omdat het in het milieu wordt afgebroken. Dit leidt tot de dood van de zuurstoforganismen en tot onaangename geuren en verkleuring van het water.

Bij chemische behandelingen worden daarentegen chemische reacties gebruikt om verontreinigingen zoals giftige zware metalen te verwijderen, die voor bacteriën moeilijker of onmogelijk af te breken zijn. Ook wordt de pH-waarde geregeld.

Chemicaliën zoals natriumhydroxide en calciumhydroxide worden aan het afvalwater toegevoegd om de metalen te laten neerslaan, zodat ze uit het afvalwater gefilterd kunnen worden.

In andere gevallen worden ozon en waterstofperoxide gebruikt om polymeren af ​​te breken, zodat ze biologisch kunnen worden verteerd.

Chemische behandelingen vinden doorgaans plaats tijdens de primaire afvalwaterzuivering, voorafgaand aan de biologische zuivering in de secundaire fase.

Aerobe afvalwaterbehandeling

Aerobische zuivering is goed voor het merendeel (80%) van de afvalwaterzuiveringsinstallaties in ontwikkelde landen. Zoals de naam al aangeeft, gebruiken aerobe micro-organismen zuurstof om organische materialen te verwerken, wat leidt tot hoge operationele kosten en broeikasgasemissies vanwege de energie die nodig is om zuurstof door het water te pompen. Beluchting alleen al is in een typische afvalwaterzuiveringsinstallatie goed voor 60% van het energieverbruik van de installatie.

Bovendien vereisen aerobe zuiveringen veel ruimte, wat, indien niet beschikbaar, extra energie vereist voor het afvoeren van afvalwater naar elders. Dit vormt een aanzienlijke uitdaging voor ontwikkelde of stedelijke gebieden.

Qua voordelen zijn aerobe systemen doorgaans kosteneffectiever om te installeren vergeleken met anaerobe afvalwaterzuiveringssystemen.

Ze zijn bovendien minder gevoelig voor schommelingen in de pH-waarde en de temperatuur van het afvalwater, waardoor er minder beheer- en controlevereisten zijn en er meer variatie in de productie mogelijk is.

Ze zijn echter geschikter voor afvalwater met een lage tot gemiddelde BOD-concentratie van minder dan 2000 ppm, omdat de benodigde hoeveelheid zuurstof recht evenredig is met de hoeveelheid BOD in het afvalwater.

Het meest voorkomende type aerobe behandeling is het actief-slibproces. Hierbij wordt een gecontroleerde omgeving met een continue luchtstroom gecreëerd om de omstandigheden te handhaven en de verwijdering van organische stoffen via de bacterievlokken die in de tanks zweven, te bevorderen.

Anaërobe afvalwaterzuivering

Anaerobe afvalwaterzuivering maakt gebruik van anaerobe micro-organismen om organische stoffen in het water af te breken. Koolstofdioxide wordt gebruikt om de organische stoffen te binden tot methaan in de vorm van biogas, dat vervolgens kan worden gezuiverd en hergebruikt voor energieopwekking.

Anaërobe behandelingen kunnen BOD-niveaus boven 2.000 ppm aan en kunnen over het geheel genomen een positief netto-energieproces zijn omdat er niet dezelfde mate van beluchting nodig is, hoewel er wel CO2 in de tank beschikbaar moet zijn.

Anaërobe behandeling is echter zeer gevoelig voor temperatuur en pH, waardoor het noodzakelijk is om de omstandigheden van het grondstofwater te bewaken en te controleren. Dit brengt extra operationele kosten met zich mee.

Anaërobe systemen nemen bovendien veel fysieke ruimte in beslag en hebben een lange hydraulische retentieperiode. Afhankelijk van de sterkte en het type systeem is er 10 tot 40 dagen nodig om afvalwater te zuiveren.

Veelvoorkomende typen anaërobe technologieën zijn onder meer slibdekenreactoren, waarbij water door een laag slib met bacteriën stroomt, en anaërobe filterreactoren, waarbij water over een filtermedium stroomt dat bedekt is met anaërobe bacteriën.

Overwegingen voor aerobe versus anaerobe afvalwaterbehandeling

De meest voorkomende verontreinigende stof die door biologische zuivering wordt verwijderd, is BOD. De concentratie of sterkte van BOD in uw afvalwater bepaalt doorgaans of aerobe of anaerobe processen de beste zuiveringsoplossing zijn.

Gemeentelijk rioolwater heeft doorgaans een lage concentratie, rond de 300-400 ppm, en voor industriële lozen is dit typerend voor hun vergunningsniveau, of wat ze mogen lozen in het riool. Omdat gemeentelijke zuivering en infrastructuur primair zijn gebouwd voor huishoudelijk rioolwater, kunnen hoge concentraties BZV of andere verontreinigende stoffen problemen veroorzaken met de gemeentelijke zuivering.

Voor industrieën die afvalwater produceren in het bereik van 500-2.000 ppm is beluchting een haalbare strategie, maar zoals eerder gezegd kan dit grote hoeveelheden land en energie vereisen, wat haaks kan staan ​​op de netto-nuldoelstellingen van een bedrijf.

Industrieën die echter veel hogere BZV-concentraties in hun afvalwater produceren (tussen 5.000 en 30.000 ppm), moeten vertrouwen op anaërobe zuivering. Anaërobe microben zijn kieskeurige wezens en hebben een consistente, voorspelbare grondstof nodig. Eventuele schokken en grote schommelingen in het inkomende afvalwater creëren omstandigheden waarvan het weken kan duren om te herstellen.

Bij zeer geconcentreerde stromen, zoals siropen, weggegooide producten of de eerste 1-2 wasbeurten van clean in place (CIP), is verdunning of afvoer naar een andere locatie noodzakelijk, omdat ze te geconcentreerd zijn voor standaard anaërobe behandeling.

BETT als alternatief voor traditionele afvalwaterbehandeling

De BioElectricochemical Treatment Technology (BETT) van Aquacycl kan deze zeer geconcentreerde stromen behandelen die niet met traditionele aerobe of anaerobe processen behandeld kunnen worden. Hoewel het totale volume van deze stromen meestal laag is, kan het BOD-gehalte oplopen tot 50.000 tot 100.000 ppm. Deze vormen een problematische en kostbare behandeling. Op de locaties van een van onze klanten bleek dat 3% van het door hen geproduceerde volume goed was voor 60% van hun kosten.

Het unieke aan deze technologie is dat het aerobe en anaerobe omstandigheden combineert en zo een eigen klasse biologische zuiveringsmethoden creëert: bio-elektrochemische zuivering!

BETT-reactoren kunnen deze concentratie aan zonder verdunning. De reactoren hebben een zeer compacte footprint en zijn modulair, waardoor installaties naar behoefte kunnen worden opgeschaald.

De initiële investering is bovendien laag en de afvalwaterbehandeling als service van Aquacycl biedt 24/7 monitoring op afstand, zodat de systemen professioneel worden onderhouden, zonder dat er extra personeel hoeft te worden aangenomen en opgeleid.

Deze systemen kunnen tot 95% van het BOD verwijderen met een zeer lage energie-input. Hierdoor vormen ze een uitzonderlijke oplossing voor industrieën die zeer geconcentreerd organisch afvalwater produceren.

Neem vandaag nog contact op met Aquacycl om erachter te komen of BETT een haalbare oplossing is voor uw afvalwaterzuivering op locatie.