Casestudy: H2S-reductie voor een drankenbottelarij

In één oogopslag

Een drankbottelarij in Las Vegas, Nevada, kampte met sulfide-emissies in hun afvalwaterinzamelingssysteem. Door gebruik te maken van Aquacycl’s H₂S-verwijderingssysteem, SulfideFix, kon de fabriek haar energieverbruik verminderen, de toevoeging van chemicaliën vermijden en risico’s en geurhinder verminderen.

De uitdaging

Een drankbottelarij in Las Vegas, Nevada, had last van sulfide-emissies in hun afvalwaterinzamelingssysteem. Sulfaten komen van nature voor in stadswaterbronnen en concentreren zich in de lozingsstromen van omgekeerde-osmosesystemen die tijdens het bottelen worden gebruikt. Wanneer deze geconcentreerde sulfaten zich vermengen met organische suikers in het afvalwater, vindt er een natuurlijke en zeer snelle biologische reactie plaats die opgelost sulfaat omzet in gasvormig sulfide in afvalwaterinzamelings- en -zuiveringssystemen.

Waterstofsulfide (H₂S) wordt vaak gevormd in afvalwater als gevolg van biologische activiteit en kan gezondheids- en veiligheidsrisico’s opleveren. Ook kan het stank veroorzaken, wat vaak leidt tot klachten over overlast en een negatieve perceptie van de omgeving. Bovendien kan H₂S corrosie en schade aan de infrastructuur veroorzaken.

Er bestaan ​​diverse technologieën en opties om H₂S uit afvalwater te verwijderen. Welke aanpak het beste is, hangt af van factoren zoals de concentratie H₂S, de samenstelling van het afvalwater en de wettelijke eisen.

De vorige situatie

In de bottelarij in Nevada werd het afvalwater in een ondergronds bassin opgevangen voordat de pH-waarde werd geneutraliseerd en naar de stad werd geloosd. De vorming van H₂S in het bassin leidde tot klachten over stankoverlast van personeel en corrosieproblemen rond de afvalwaterzuiveringsinstallatie en delen van de bottelarij die zich in de buurt van het afvalwatersysteem bevonden. Er was een beluchtingssysteem in het bassin aanwezig, wat een veelgebruikte methode is om sulfidevorming te verminderen; de beluchting van het bassin genereerde echter veel biomassa als slib en het zuurstofgehalte in het bassin was nog steeds niet hoog genoeg om sulfidevorming te verminderen.

Een alternatieve aanpak

Aquacycl werd gevraagd om ons SulfideFix-product te demonstreren, dat gebruikmaakt van Aquacycls gepatenteerde microbeluchtingstechnologie (MA). SulfideFix maakt gebruik van een biologische verrijkingsstrategie om sulfidegas af te vangen zodra het het afvalwater verlaat en het gas om te zetten in elementaire biozwavelkorrels. De technologie maakt gebruik van een zwevend verdeelstuk om lucht over de vloeistofgrens van het afvalwater te verdelen in plaats van lucht in en door het grootste deel van het afvalwater te verspreiden. Door het vloeistofoppervlak te beluchten, verbruikt het systeem een ​​fractie van de energie die nodig is om te werken in vergelijking met andere aerobe systemen en creëert het een micro-omgeving die de groei van sulfide-oxiderende biofilms stimuleert. Deze oxideren het sulfidegas tot een vast biogranulaat, zodat er nooit sulfide in de bovenruimte van de tank terechtkomt.

De vaste zwavel wordt in de biomassa afgevangen en periodiek verwijderd, net als bij tankslib, als onderdeel van een servicecontract. Het ontwerp van SulfideFix houdt rekening met variabele bedrijfsomstandigheden, zoals de concentratie van organische stoffen en veranderende tankvolumes.

Het systeem is ontworpen om te werken met alle bestaande tanks en heeft een modulair ontwerp voor eenvoudige installatie en onderhoud. SulfideFix-apparatuur wordt geleverd met een jaar gratis monitoring- en onderhoudsservices. Realtime monitoring- en controleservices op afstand kunnen na het eerste jaar van gebruik indien nodig worden verlengd met een jaarlijks servicecontract.

SulfideFix van Aquacycl heeft bewezen effectief te zijn in het verwijderen van totale zwavel in meerdere toepassingen, waaronder brouwerijen, dranken en rioolwaterzuivering.

Het systeem op de proef stellen

Aquacycl installeerde en exploiteerde een commercieel SulfideFix-systeem voor de bestrijding van sulfide-emissies in een ondergronds bassin van 75.000 gallon (ca. 290.000 liter). Het systeem omvat de SulfideFix-apparatuur, monitoring en bediening op afstand, realtime multiparametersensoren en maandelijkse fysieke monsters en analyses, als onderdeel van het eerste operationele jaar. De installatie in het bassin werd voltooid met nul uur productiestilstand.

De waterstofsulfidegehaltes werden gemeten in zowel de gas- als de vloeistoffase van de tank, en met behulp van continu metende sensoren voor de luchtkwaliteit. Ook werden de chemische zuurstofbehoefte (CZV), vluchtige organische koolstof (VOS) en methaan gemeten om de effecten van verminderde beluchting in het afvalwater van het bassin te monitoren.

Resultaten

Het systeem was in staat om H₂S snel en effectief te verwijderen, zelfs onder wisselende omstandigheden. Binnen een maand daalden de sulfidegehaltes van meer dan 100 mg/l waterstofsulfide naar minder dan 0,1, oftewel een reductie van 99,9%, en de geuroverlast stopte vrijwel onmiddellijk, binnen 48 uur.

Consistente prestaties, zelfs onder wisselende omstandigheden

Het afvalwater dat werd gezuiverd, vertoonde pieken in het inkomende Chemisch Zuurstofverbruik (CZV) en het Totaal Zwevende Stoffen (TSS), waarbij de organische belasting op sommige dagen zelfs verdrievoudigde. De hoge organische belasting creëert de ideale omstandigheden voor H₂S-vorming, maar het SulfideFix-systeem wist de KPI’s zelfs bij deze schommelingen te handhaven.

Lage biomassa gegenereerd

Met de vorige aerobe oplossing verwijderde de klant het slib één keer per jaar uit het bassin vanwege de hoge aerobe activiteit en de biomassaproductie. Slibbeheer was een kostbaar proces, dat tot vier dagen productieverlies opleverde. Met de installatie van SulfideFix werden lagere slibvolumes geproduceerd en werd de tijd voor slibverwijdering met 75% verlengd.

Verminderd energieverbruik

Het systeem kon het energieverbruik met ongeveer 70% verminderen ten opzichte van de vorige aerobe behandeling. SulfideFix presteerde ook goed, ongeacht het tankniveau, vergeleken met de extra energie die nodig was om opgeloste zuurstof in de tank te houden wanneer er meer vloeistof in de tank werd gebracht. Het volume in de tank varieerde sterk, en ons systeem was even effectief, ongeacht het volume.

Verminderd risico

Door de vorming van H₂S te elimineren, konden we de veiligheidsnormen handhaven conform de OSHA-normen. Continue monitoring met multi-input sensoren, die 24/7 data leverden, stelde de klant in staat om in realtime te zien of de H₂S-niveaus onder de vereiste normen lagen, waardoor de risico’s op non-conformiteit, geurhinder en veiligheid werden verminderd.

Langere levensduur van de apparatuur

De eerdere H₂S-opbouw veroorzaakte corrosieve omstandigheden, waardoor pompen en bedrading voortijdig vervangen moesten worden. Door H₂S te elimineren, kon SulfideFix van Aquacycl de levensduur van pompen en andere apparatuur verlengen.

Conclusies

Vooruitgang in afvalwaterzuivering kan bedrijven helpen zowel duurzaamheidsdoelstellingen als operationele voordelen te behalen. Deze casestudy laat zien hoe een bottelarij erin slaagde het energieverbruik te verminderen, de toevoeging van chemicaliën te vermijden en risico’s en geurhinder te verminderen met behulp van SulfideFix van Aquacycl.